植物生物学简报
第17期 （总第17期） 2024年11月
01
政策规划
1、欧盟发布《CAP 战略计划和蛋白质作物》
欧盟的共同农业政策（CAP）旨在支持欧洲农业部门的发展，其中CAP战略计划是成员国根据CAP规定制定的七年期计划。2024年9月，欧盟更新了其CAP战略计划，特别关注蛋白质作物，这些作物包括大豆、谷物豆类/豆类以及饲料豆类，它们对欧盟农业至关重要，因为它们作为固氮作物，能够提供气候和环境效益，并有助于减少欧盟对植物蛋白的赤字。本次更新的主题集中在CAP战略计划与蛋白质作物的关系，以及成员国为支持蛋白质作物而制定的策略和提供的支援。
在其CAP战略计划中，欧盟国家设计了各种工具来帮助蛋白质作物的发展，包括：根据农村发展或部门运营计划提供投资支持，以支持该行业的可持续和竞争性发展；奖励豆类轮作整合的生态计划；耦合收入支持（CIS）帮助蛋白质作物行业提高竞争力，CAP法规促进了其在蛋白质作物中的使用。
这些措施旨在提高欧盟农业的可持续性，同时减少对外部蛋白质来源的依赖，并通过各种政策工具支持蛋白质作物的发展，以实现更绿色、更公平的农业政策。
02
科研进展
1、Nature Plants：构建基于位点植物SUMO蛋白组学数据库
2024年10月4日，西北农林科技大学袁黎教授课题组在Nature Plants在线发表了题为“A sexually and vegetatively reproducible diploid seedless watermelon inducer via ClHAP2 mutation”的论文。该研究首次创新研发了一种可自我繁殖通用型二倍体无籽西瓜诱导体系，利用该诱导系可成功实现基因型不依赖的二倍体无籽西瓜高效创制，为无籽西瓜高效生物育种提供了全新技术思路和产业解决策略，也为其他无籽果实作物高效创制提供了新的切入点。
本研究通过生物信息学方法分析、鉴定得到西瓜双受精关键调控基因ClHAP2（HAPLESS2）。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除ClHAP2，创制了缺失富含组氨酸结构域（His-rich）的突变体Clhap2。突变体形态学和生理特征表型检测表明，其营养生长和花粉生理特性正常。Clhap2做母本与野生型WT杂交，种子发育正常。
本研究首创的二倍体无籽西瓜诱导系为加速二倍体无籽西瓜育种进程和生产规模化应用提供了全新技术视角。
推荐评论：无籽西瓜还能自我繁殖？
本研究创新性地利用ClHAP2基因突变构建了二倍体无籽西瓜诱导体系，实现了无籽西瓜的高效育种，并且该诱导系在植物生长和种子发育上保持正常。此方法为无籽作物的生物育种提供了新思路，具有重要的应用潜力。通过敲除ClHAP2基因，本研究为提高育种效率和产业化提供了全新的技术视角和解决方案。
2、Nature Communications: 枣驯化的遗传机理领域取得新的进展
2024年10月29日，洛阳师范学院赵旭升教授/郭明欣副教授课题组联合中国农科院深圳农业基因组研究所闫建斌课题组在Nature Communications发表了题为“Analyses of pan-genome and resequencing atlas unveil the genetic basis of jujube domestication”的研究论文。该研究整合多组学、遗传学、分子生物学等多种实验手段揭示了开花期、含仁率、枣吊长等重要园艺性状变异的遗传基础。
该研究测序、组装了4个具有代表性的红枣种质，并利用已经发表的4个枣基因组，构建了红枣第一个泛基因组。该研究同时利用重测序数据，分析了1059份红枣种质（429份野生种质和630份栽培种质）的群体遗传结构、遗传多样性和选择清除信号（图1）。基于泛基因组，发掘了大量的SNP、InDel 和结构变异（SV）。研究人员将泛基因组中发掘的InDel与驯化区间重叠，发现有一个InDel 位于一个MADS家族基因ZjAGL28的外显子上，而且该基因在驯化中受到了明显的选择。在拟南芥中异源表达该基因导致转基因株系早花和早熟。
推荐评论：枣的基因组奥秘揭示了哪些园艺性状？
该研究通过构建枣的泛基因组，揭示了枣驯化过程中影响开花期、果实形状等重要性状的遗传变异，尤其是ZjAGL28基因的突变在驯化中的选择压力。该研究综合利用多组学方法，为枣的遗传研究提供了新的基础，也为其他果树的驯化研究提供了借鉴。
3、Nature Communications：利用表观基因组分析预测拟南芥的蛋白质协同效应
2024年10月24日，中国台湾中央研究院陈柏仰作为通讯作者在Nature Communications 在线发表题为“Predicting protein synergistic effect in Arabidopsis using epigenome profiling”的研究论文，该研究介绍了QHistone，这是一个来自拟南芥27个组蛋白修饰的1534个ChIP序列的预测数据库，提供了三个关键功能。
通过整合全面的表观基因组数据集和生物信息学分析，QHistone为植物表观基因组学研究中的基因调控提供了新的视角。
推荐评论：蛋白质协同作用的新预测方式是什么？
QHistone数据库整合了表观基因组信息，用于预测蛋白质间的协同效应。本研究通过机器学习技术，利用表观特征推断蛋白的调控作用，并发现新的协同调节蛋白对。QHistone的构建为植物基因调控网络研究带来新的分析手段，有助于未来的转录调控研究。
4、Nature Communications：BR途径调节水稻晶粒大小的分子机制
2024年10月3日，西南大学赵芳明及何光华共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“Natural variation in the promoter of qRBG1/OsBZR5 underlies enhanced rice yield”的研究论文，该研究结果揭示了一个通过OsGSK2-qRBG1-OsBZR1-D2-OFP1模块控制晶粒大小的调控网络，为提高水稻产量提供了靶标。
研究阐述了单片段代换系Z499中水稻大粒1号（qRBG1）数量性状的克隆与鉴定。数据显示，qRBG1Z是一种非选择的罕见启动子变异，它通过降低qRBG1的表达来增加细胞数量和大小，从而导致更大的颗粒，而在受体Nipponbare中，qRBG1过表达会导致更小的颗粒。研究证明qRBG1编码一个非规范的BES1/BZR1家族成员OsBZR5，通过OsGSK2磷酸化并结合D2 （DWARF2）和OFP1启动子来调节晶粒大小。qRBG1与OsBZR1相互作用，协同抑制D2，并拮抗调节OFP1的晶粒大小。
研究结果有助于阐 明BR途径调节水稻晶粒大小的分子机制，并为提高水稻产量的新策略打开大门。
推荐评论：如何通过调控BR信号来提高水稻产量？
研究揭示了通过BR信号调节晶粒大小的qRBG1基因调控网络，提出了OsGSK2-qRBG1-OsBZR1-D2-OFP1模块。这一分子机制在水稻大粒性状上表现显著，为未来水稻产量的改良提供了潜在的分子靶标，显示了在作物育种上的实际应用价值。
5、Plant Physiology: 转录因子ERF.D3过硫化修饰调控番茄果实成熟新通路
2024年10月21日，合肥工业大学张华/胡康棣团队在Plant Physiology杂志在线发表题为“The H2S-responsive tranion factor ERF.D3 regulates tomato abscisic acid metabolism, leaf senescence, and fruit ripening”的研究论文，揭示了一个响应H2S信号发生显著上调的转录因子ERF.D3通过激活ABA分解酶基因CYP707A2的表达，进而促进ABA分解，以延缓叶片衰老和果实成熟的机制。
该研究发现，H2S信号能延缓番茄叶片在黑暗诱导下的衰老。转录组分析显示，乙烯应答因子家族ERF.D3可被H2S信号快速诱导。H2S信号还导致ERF.D3的氨基酸残基C115和C118发生过硫化修饰。利用基因编辑和基因过表达材料进行研究，表明ERF.D3是叶片衰老和果实成熟的负调控因子。随后，通过转录组数据、双荧光素酶报告实验和EMSA，发现脱落酸8'-羟化酶编码基因CYP707A2是ERF.D3的靶基因，该基因是ABA降解所必需的。ERF.D3的过硫化作用增强了其对CYP707A2的转录活性。此外，E3泛素连接酶RNF217可以泛素化修饰ERF.D3，进而解除ERF.D3对CYP707A2的激活效应，这可能会加速果实发育后期的成熟过程。因此，研究提出H2S-ERF.D3-CYP707A2模块在调控番茄叶片衰老和果实成熟过程中的模型。
推荐评论：H2S信号如何影响番茄的成熟？
ERF.D3转录因子在H2S信号作用下被修饰，并调控ABA代谢，从而延缓番茄叶片衰老和果实成熟。本研究揭示了ERF.D3和CYP707A2在成熟过程中的调控网络，为果实成熟的分子调控提供了新的理解，具有在果实发育调控中的应用前景。
6、Nature Genetics：破解二倍体和四倍体棉花纤维品质形成的遗传调控共性和分歧
2024年10月29日，华中农业大学棉花遗传改良团队在Nature Genetics上发表了题为“Convergence and divergence of diploid and tetraploid cotton genomes”的研究论文，构建了二倍体亚洲棉和四倍体陆地棉图形泛基因组，解析了不同棉种纤维品质形成的遗传调控共性和分歧模块，推动了开辟棉花生物育种优异遗传资源精准创制的新途径，为通过种间靶向渗入实现纤维品质改良提供了支撑，为在不同倍性植物中解析同一性状形成的遗传调控机制提供了参考。
本研究根据216份亚洲棉材料挑选了15份进行了PacBio测序，根据3606份陆地棉材料的进化树、表型变异、地理分布挑选了23份半野生种质和37份栽培种品种进行了PacBio和ONT的三代测序，精细组装了15份亚洲棉和35份陆地棉材料（包括半野生种系20份、栽培种15份）的基因组，分别构建了基于基因和结构变异的泛基因组。该研究确定了阔叶棉（Gh latifolium）是陆地棉栽培种最近的半野生种系，解析了陆地棉半野生种系到栽培种镶嵌 (Mosaic) 的基因组结构图谱，鉴定出半野生种系向栽培种高可变渐渗热点区域。进一步，发现优异农艺性状的遗传位点供体来源与Mosaic区块相关，例如纤维长度相关的位点与帕默尔棉（Gh palmeri）共享最多。
研究发现，大多数控制纤维品质的遗传位点在亚洲棉和陆地棉是独立存在的，说明控制二者纤维品质的遗传位点差异很大，为未来利用亚洲棉中独特的优异变异改良陆地棉的纤维品质提供了靶点。
推荐评论：二倍体与四倍体棉花如何调控纤维品质？
本研究构建了棉花的泛基因组，解析了二倍体和四倍体棉花在纤维品质形成上的遗传差异。研究发现了影响纤维长度等性状的关键位点，为优质棉花的改良提供了分子靶标，并有助于未来跨物种改良工作的发展。
03
会议动态
1、第十届植物学国际研讨会(CB 2024)将在海南三亚举办
2024年12月6日至8日，第十届植物学国际研讨会（CB 2024）将在海南省三亚市举办。作为享有盛誉的国际学术研讨会之一，本届大会将继续秉承学术性和国际性的原则，由工程信息研究院主办，并得到科研出版社等多家单位的共同协办。届时，大会将特邀来自国内外植物学领域的顶尖学者专家参会，并呈现一系列前沿性的专题报告。会议议题广泛覆盖了植物学的各个分支，包括植物解剖学、植物生理学、植物分类学和系统学、植物形态学、植物生态学、植物遗传学和基因组学、植物细胞生物学、植物生殖生物学、植物生物化学、植物生长和发育、植物进化、植物分子生物学、植物病理学、植物生物技术、植物保护和生物多样性、植物药理学和药用植物、植物共生和其他生物相互作用、植物育种和作物改良、植物对环境胁迫的适应与反应、植物繁殖策略及授粉生物学、人工智能在可持续农业中的应用、组织培养在可持续农业中的贡献以及温室农业的发展等众多领域及其他相关主题。
信息来源：https://www.academicx.org/CB/2024/
2、2024全国旱作农业发展与产能协同提升研讨会将在海南三亚举办
为促进我国旱作农业高质量发展领域的专家学者交流与合作，展示我国在旱作农业与作物高产优产领域所取得的最新科研成果，2024年12月6日至9日，2024全国旱作农业发展与产能协同提升研讨会将在海南省三亚市举办。本次会议由2024NDFA组委会、中国农业发展与科技交流学术网、旱作农业发展学术交流平台、中科农研（北京）农业技术研究院及农业生态智汇大讲堂联合主办，会议学术交流内容和范围包括：旱作农业绿色发展与粮食生产；耐旱作物种质资源创新与良种选育、利用；优质高产作物栽培与产能提升；旱地农田生态与环境；旱作农业节水与水资源高效；养分高效与作物增产；优质生产与耕作创新；病虫害防控技术。
信息来源：https://mp.weixin.qq.com/s/erj8xkHAiucY8aU6EV_Nvg
3、第十七届上海市植物生物学青年学术研讨会将在上海举办
第十七届上海市植物生物学青年学术研讨会将于2024年12月7日在上海举行，本次会议由上海市植物生理与植物分子生物学学会主办，旨在为从事植物生物学研究的广大青年科研人员及在读研究生提供一个展示研究成果和促进交流合作的平台，以增强各理事单位间的相互了解、资源共享及学科交叉融合。此外，会议还将借此机会对会员进行重新登记，以便更准确地掌握会员的研究方向和学术需求，从而提供更加贴心的服务。会议欢迎所有从事植物生物学研究的科研人员（包括在校研究生）报名参加，其中报告人需满足35周岁以下（即1989年1月1日之后出生）的要求，而其他参会者则不受年龄限制。会议期间将组织学术报告交流和墙报展示，并设立科研新星奖、优秀报告奖及优秀墙报奖等荣誉奖项，以表彰在植物生物学领域有突出贡献的年轻学者。
信息来源：https://www.cspb.org.cn/news/2964.html
主编：冷冰 副主编：江晓波
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