科研揭示番茄紫色果實形成的分子機理

本刊訊（記者 王雯慧）近日，中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所（以下簡稱蔬菜所）與華南農(nóng)業(yè)大學開展合作研究，揭示了番茄紫色果實形成的分子遺傳基礎以及果實表皮中花青素生物合成的分子調(diào)控網(wǎng)絡，為番茄高品質(zhì)分子設計育種奠定了基礎。

據(jù)悉，花青素是目前所發(fā)現(xiàn)的清除人體內(nèi)自由基最有效的天然抗氧化劑，具有抗衰老、抗輻射、抗過敏、增進視力、改善睡眠、預防癌癥、預防心腦血管疾病等功效?；ㄇ嗨貜V泛存在于植物中。普通栽培番茄植株一般含有一定數(shù)量的花青素，然而果實通常不產(chǎn)生花青素。但是某些野生種番茄含有Aft、Abg或atv等遺傳位點，其果實與紫色茄子相似，因表皮能產(chǎn)生花青素而呈紫色。國外育種者通過傳統(tǒng)育種手段將上述遺傳位點轉(zhuǎn)育到普通栽培番茄中，已經(jīng)培育出高花青素的紫果番茄品種。然而，這些遺傳位點具體的分子遺傳機制尚不清楚。

據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜所黃澤軍副研究員介紹，該所科研團隊從美國引進的高花青素紫果番茄品種Indigo Rose為試驗材料，利用分子遺傳學研究手段，將atv位點精細定位到番茄7號染色體上約5.0 kb的區(qū)間內(nèi)。本研究提出了一個番茄果實表皮中花青素生物合成的基因調(diào)控網(wǎng)絡模型。

本研究得到中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術體系和廣州科技計劃重點項目的資助。

西農(nóng)大科研團隊首創(chuàng)小麥赤霉病智能預報

赤霉病是小麥最主要的病害，不僅會引致小麥減產(chǎn)、種用價值降低，還會威脅人畜健康和生命安全。小麥赤霉病的預測預報是一個世界性難題，一直存在預測難度大、預報準確率低等問題。 西北農(nóng)林科技大學植物保護學院胡小平教授率領的科研團隊解決了這個世界難題。他們研制的小麥赤霉病預報器，不僅實現(xiàn)了預報自動化，而且準確率達到90%以上。12月24日，以中國工程院院士康振生、陳劍平為組長的10人專家組對該研究項目進行了考察評價，并一致認為，小麥赤霉病自動化預報技術及實時監(jiān)測預警系統(tǒng)處于國際領先水平。

小麥赤霉病自動監(jiān)測預報器以太陽能為動力，實現(xiàn)了無人值守。每年3月，農(nóng)技人員去田間調(diào)查赤霉病初始菌源量，隨后只需在手機或電腦上輸入小麥抽穗始期、品種類型等相關信息，就可以隨時隨地“掌握病情”。當監(jiān)測結果超過防治指標時，系統(tǒng)會自動將警報發(fā)到相關負責人手機上。

我國首次發(fā)現(xiàn)西方蜜蜂的原生種群

本刊訊（記者 王雯慧）近日，由中國農(nóng)業(yè)科學院蜜蜂研究所石巍研究團隊主導發(fā)現(xiàn)的“西域黑蜂”遺傳資源通過國家畜禽遺傳資源委員會鑒定。這是我國首個通過國家審定的蜜蜂遺傳資源。

西域黑蜂來源于天山東部地區(qū)，至今已有1700多年的歷史。其蜂蜜一直是當?shù)毓_克少數(shù)民族牧民重要的糖類、熱量來源，更是宗教祭祀活動中必不可少的祭品。蜂群具有采集力強、分蜂性弱、抗低溫和抗病蟲害能力強等特點，適合在全國大部分地區(qū)飼養(yǎng)和應用，特別是長江以北等蜜粉資源分布集中、面積大、冬季長的區(qū)域。同時也可以作為優(yōu)良育種素材，培育適應大規(guī)模農(nóng)作物授粉、綠色抗病、繁殖力快的蜜蜂新品種。

西域黑蜂由中國農(nóng)科院蜜蜂所、新疆維吾爾自治區(qū)蜂業(yè)技術管理總站發(fā)現(xiàn)。石巍研究團隊從2006年起，歷經(jīng)11年時間，經(jīng)過野外采集與初步鑒定、野外自然交尾、擴繁和基因組學分析等，最終明確了西域黑蜂是我國特有的蜜蜂遺傳資源。這是我國首次發(fā)現(xiàn)西方蜜蜂的原生種群，結束了我國沒有西方蜜蜂的歷史。西域黑蜂的發(fā)現(xiàn)和應用，將有效緩解我國西方蜜蜂依賴進口的現(xiàn)狀，加速培育適合我國生態(tài)環(huán)境的蜜蜂新品種進程。

新技術有望讓水稻實現(xiàn)高錳低鎘

中國農(nóng)業(yè)科學院近日宣布，中國水稻研究所種質(zhì)創(chuàng)新課題組研究發(fā)現(xiàn)了一個控制水稻籽粒錳積累的主效數(shù)量性狀位點（QTL），并由此創(chuàng)制了高錳低鎘水稻的優(yōu)良育種材料，使高錳低鎘水稻不再是育種家的夢想。相關研究成果新近在線發(fā)表于《科學報告》上。

該課題組首席專家錢前研究員介紹，錳作為一種重要的礦物質(zhì)微量元素，在人類日常飲食中往往攝入不足；而水稻籽粒的錳含量雖然可以通過生物強化作用增加，但有害重金屬鎘含量也同時上升。這成為水稻育種領域一大難題，迄今未見有高錳低鎘籽粒水稻種質(zhì)材料的報道。

課題組研究人員利用低錳秈稻品種93-11和高錳品種培矮64s為親本的重組自交系，結合高密度遺傳圖譜，在水稻第7號染色體短臂上檢測到一個代號為qGMN7.1的控制籽粒錳含量的主效數(shù)量性狀位點。qGMN7.1中包含一個調(diào)控錳鎘吸收的基因（OsNRAMP5），啟動基因表達的序列變異引起了轉(zhuǎn)錄水平的表達差異，導致籽粒錳濃度的變化。該研究表明，OsNRAMP5基因在調(diào)控水稻籽粒錳含量方面起了重要作用。以93-11為背景的qGMN7.1染色體片段代換系，其籽粒錳濃度顯著上升，鎘濃度顯著下降，根系的錳吸收能力增強。

該項研究得到國家自然科學基金的資助。中國水稻研究所劉朝雷博士研究生為文章第一作者，錢前研究員和高振宇研究員為共同通訊作者。