中科院上海生科院植物生理生態(tài)研究所國(guó)家基因研究中心韓斌院士研究組、黃學(xué)輝研究組聯(lián)合中國(guó)水稻研究所楊仕華研究組在水稻雜種優(yōu)勢(shì)研究中獲突破，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》。研究人員通過對(duì)1495份雜交稻品種材料的收集以及對(duì)17套代表性遺傳群體進(jìn)行基因組分析和田間產(chǎn)量性狀考察，綜合利用基因組學(xué)、數(shù)量遺傳學(xué)及計(jì)算生物學(xué)領(lǐng)域的最新技術(shù)手段，全面、系統(tǒng)地鑒定出了控制水稻雜種優(yōu)勢(shì)的主要基因位點(diǎn)。研究表明，水稻中雜種優(yōu)勢(shì)的表現(xiàn)正是由這些基因位點(diǎn)所決定。在雜交配組中，這些基因位點(diǎn)產(chǎn)生了全新的基因型組合，在雜交一代中高效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)水稻花期、株型、產(chǎn)量各要素的理想搭配。這項(xiàng)研究成果闡明了水稻雜種優(yōu)勢(shì)的遺傳機(jī)制，對(duì)推動(dòng)雜交稻和常規(guī)稻的精準(zhǔn)分子設(shè)計(jì)育種實(shí)踐有重大意義。

水稻精細(xì)調(diào)控干旱應(yīng)答新機(jī)制

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授熊立仲課題組揭示了水稻精細(xì)調(diào)控干旱應(yīng)答的新機(jī)制，對(duì)闡明植物抗旱分子機(jī)理和促進(jìn)植物抗旱遺傳改良具有重要意義，該成果發(fā)表于《植物細(xì)胞》。脫落酸（ABA）作為一種逆境響應(yīng)激素，在植物與逆境抗?fàn)幹衅鸬搅伺e足輕重的作用。兩個(gè)同源的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子（OsbZIP23和OsbZIP46）在促進(jìn)ABA信號(hào)傳導(dǎo)和抗旱性方面的重要功能。進(jìn)一步研究揭示水稻干旱應(yīng)答的一個(gè)精巧的調(diào)控模式：在遭遇干旱脅迫時(shí)，水稻大量誘導(dǎo)并激活正調(diào)控因子OsbZIP46，促進(jìn)干旱應(yīng)答；在干旱脅迫末期以及恢復(fù)期，負(fù)調(diào)控因子MODD的表達(dá)量增加并雙重抑制OsbZIP46的活性和穩(wěn)定性，從而減弱或消除干旱應(yīng)答并將其控制在合理程度，以實(shí)現(xiàn)干旱應(yīng)答與其他生理進(jìn)程的平衡。

玉米品質(zhì)和產(chǎn)量調(diào)控

中科院上海生科院植物生理生態(tài)研究所巫永睿研究組與美國(guó)羅格斯大學(xué)Joachim Messing教授研究組合作，研究發(fā)現(xiàn)玉米胚乳特異轉(zhuǎn)錄因子O2和PBF同時(shí)調(diào)控儲(chǔ)存蛋白和淀粉合成基因表達(dá)，為培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米提供了新思路，研究成果發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)O2粒重下降的原因是淀粉合成受到影響。在雙突變PbfRNAi； O2中，粒重和淀粉合成下降更為顯著。在單突變和雙突變中主要是糖和蛋白代謝途徑的基因表達(dá)受到顯著影響。通過轉(zhuǎn)錄激活，EMSA和免疫共沉淀等實(shí)驗(yàn)證明了淀粉合成復(fù)合體中兩個(gè)關(guān)鍵基因PPDKs和淀粉合成酶III（SSIII）直接受到O2和PBF調(diào)控，SSIIa和SBE1間接受到O2和PBF調(diào)控。

植物葉綠體基因組全轉(zhuǎn)錄行為

中科院昆明植物所高立志團(tuán)隊(duì)通過對(duì)3種高等植物（水稻、玉米和擬南芥）及兩種藻類（衣藻、灰藻）的葉綠體轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)整個(gè)葉綠體基因組都能發(fā)生轉(zhuǎn)錄，相關(guān)成果日前發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》。這些轉(zhuǎn)錄本經(jīng)內(nèi)切酶和外切酶的作用，剪切掉不行使功能的序列，最終形成具有確切功能的轉(zhuǎn)錄本。葉綠體基因組的這種轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和終止位點(diǎn)隨機(jī)組合的轉(zhuǎn)錄模式，產(chǎn)生了若干相互重疊、長(zhǎng)短各異的初始轉(zhuǎn)錄本，從而形成了研究所觀察到的葉綠體基因組全轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象。研究人員用同樣的方法對(duì)藍(lán)藻基因組進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，藍(lán)藻基因組也能全部轉(zhuǎn)錄。這說明光合真核生物葉綠體基因組全轉(zhuǎn)錄模式在植物進(jìn)化的早期就已存在，并且可追溯到藍(lán)細(xì)菌。endprint