基因ie伴侣

主任致辞植物细胞与染色体工程国家重点实验室是我国较早成立的国家重点实验室之一.

实验室成立之初以小麦细胞和染色体工程研究为基石,从5个研究组逐步发展壮大,至今已拥有17个研究组.
实验室面向国家需求和科学前沿,以小麦等主要农作物为研究对象,系统地开展基础与应用基础研究,研究内容涵盖作物的株型与产量、小麦籽粒加工与营养品质、资源(养分、光能)高效利用、植物抗病耐逆、细胞与染色体工程及分子育种五个领域.

时光荏苒,岁月更新.
2012年在全体成员的共同努力下,实验室各项研究工作都取得了重要进展.
实验室研究人员共承担973计划、863计划、国家自然科学基金、国家科技支撑、转基因重大专项等国家级科研项目64项,国家自然科学基金青年研究基金项目11项,省部级科研项目9项,国际合作项目5项,其它项目1项,总到位经费4229.
3万元;在Nature、NatureGenetics、PLoSPathogens、ThePlantCell、ThePlantJournal、PlantPhysiology等杂志上发表论文46篇,获得专利授权13项,获国家科技进步二等奖1项.
代表性研究进展包括:1)克隆了控制水稻粒型和米质关键基因GW8,该基因的突变型可以将优质与高产性状结合,具有同时提高水稻产量和品质的作用(Wangetal.
,2012,NatureGenetics);2)分离了控制种子和器官大小的基因EOD3和STN1,揭示了它们的生物学功能和遗传调控网络(Fangetal.
,2012,ThePlantJournal;Lietal.
,2012,NewPhytologist);3)系统地研究了IbbHLH蛋白亚家族基因功能,证实它们参与调控缺铁反应和吸收,以及重金属镉的区隔化(Wangetal.
,2012,MolecularPlant;Wuetal.
,2012,PlantPhysiology);4)鉴定了MLA10介导细胞死亡信号与抗病信号的亚细胞功能分区,并提出抗病蛋白的抗病机制(Baietal.
,2012,PLoSPathogens);5)发现钙调素结合蛋白SR1调控植物抗病和乙烯诱导衰老反应(Nieetal.
,2012,PlantPhysiology)和RPN1a基因调控植物抗病反应(Yaoetal.
,2012,ThePlantJournal);6)揭示了Bub1和Bub3蛋白在植物染色体取向和分离中的作用(Dongetal.
,2012,ThePlantJournal);7)培育的高产高效小麦品种"科农199"得到大面积推广,2012年种植面积600万亩,累计推广面积3600多万亩;8)与南非科研机构合作,从远缘杂交的8倍体小麦材料中鉴定出了小麦秆锈病Ug99的新抗源.
此外,在研究所的大力支持下,完成了小麦锈病鉴定平台的建设并投入使用.
回顾过去,我们应秉承老一辈科学家的敬业精神和优良传统,保持实验室的特色和研究优势;展望未来,我们应锐意开拓,向国内外优秀实验室看齐.
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索,愿在实验室全体成员的共同努力下,协力创新,使实验室的各项工作迈上一个新台阶.
值此"植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报"编辑出版之际,谨向实验室全体成员、以及给予实验室关怀和支持的各级领导、各界朋友致以诚挚的谢意和祝福!

重要活动2012年2月20日,植物细胞与染色体工程国家重点实验室第五届学术委员会第一次会议在中国科学院遗传与发育生物学研究所召开.
实验室2008年启动了"基因组学与新绿色革命论坛".
2012年实验室共邀请10位国际知名学者参加论坛活动.
图为法国农业科学研究院克莱蒙费朗中心的CatherineFeuillet教授参加论坛活动与凌宏清主任合影(2012年9月4日).
2012年5月20日,为了配合中国科学院第八届公众科学日活动,实验室对公众开放,开展科普宣传活动.
来自北京第166中学、第21中学、人大附中、打工子弟小学和国家自然科学基金委员会等单位的近200名师生和社会人士参观了实验室.
除了论坛活动外,2012年共有13位专家学者访问实验室并作学术报告.
图为美国亚利桑那州州立大学EricThor教授访问实验室并作学术报告(2012年6月15日).
为加强实验室青年研究人员的交流,提供锻炼能力、展示才华的机会,实验室每年召开两次学术报告会(工作人员及博士后学术报告会、研究生学术报告会).
图为2012年12月21日召开的首届"工作人员及博士后学术报告会".
在研究所的大力支持下,2012年实验室完成小麦锈病接种鉴定平台的建设.
2012年11月8日,平台通过相关专家及部门验收并投入使用.
该平台的建设为实验室植物病理方面研究提供了有力的支持和保障.
图为李振声院士、杨维才副所长及条件资产处邓向东处长考察锈病接种平台.
代表成果控制水稻优质、高产性状关键基因GW8的克隆.
研究显示GW8基因突变类型可以把优质和高产两个优异性状结合起来,起到同时提高水稻品质和产量的作用.
NatureGenetics2012,44:950-954鉴定MLA抗病蛋白介导细胞死亡的结构域和调控,揭示MLA在细胞质中引发细胞死亡而在细胞核内介导抗病反应,提出MLA参与抗病与细胞死亡信号的功能分区模型.
PLoSPathogens2012,8:e1002752分离鉴定控制种子大小的基因EOD3,并揭示了它们的生物学功能和遗传调控网络.
ThePlantJournal2012,70:929-939钙调素结合蛋白SR1调控植物抗病和乙烯诱导衰老反应.
研究结果揭示SR1通过调控NDR1和EIN3来精细控制植物抗病和乙烯诱导的衰老反应.
PlantPhysiology2012,158:1847-1859H2A组蛋白的磷酸化与减数分裂中着丝粒的功能相关.
ThePlantJournal2012,71:800-809拟南芥bHLH转录因子FIT、AtbHLH38和AtbHLH39参与了植物对Cd胁迫的响应.
系统地研究和报道了植物吸收、转运Fe和Cd离子的互作分子机制,研究结果为培育耐Cd农作物新品种提供了新思路.
PlantPhysiology2012,158:790-800实验室与南非FreeState大学的ZakkiePretorius教授合作,从李振声院士创制的小麦远缘杂交材料中鉴定出了杆锈菌Ug99的新抗源.
童依平研究员等参与完成的"冬小麦节水高产品种选育方法及育成品种"研究成果荣获国家科学技术进步奖二等奖.
证书号:2011-J-201-2-03-R03目录研究进展陈化榜研究组.
1-傅向东研究组.
2-高彩霞研究组.
3-韩方普研究组.
4-李俊明研究组.
6-李霞研究组.
8-李云海研究组.
10-李振声研究组.
12-凌宏清研究组.
14-刘翠敏研究组.
16-沈前华研究组.
17-唐定中研究组.
19-田志喜研究组.
21-童依平研究组.
23-王道文研究组.
25-张爱民研究组.
27-张相岐研究组.
29-仪器、技术平台建设.
31-开放交流.
32-附录发表论文一览表.
35-专利、品种与获奖.
39-毕业研究生.
41-实验室成员.
42-实验室主任与学术委员会成员.
54-植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-1-陈化榜研究组研究方向主要从事玉米遗传育种工作.
研究重点为玉米特异种质资源创新与利用,控制重要农艺性状基因的克隆,品种创制新理论及新方法的探索.
研究队伍研究人员:陈化榜刘娟肖森林赵丽赵贤容博士后:孙鹤研究生:张华田有辉YamunaSomarathna客座人员:包文龙李鹏李松刘旭吴丹丹武平徐春艳研究进展Ga基因是在配子体表达的遗传因子(Gametophytefactor),第一个Ga基因(Ga1)于1929年发现,当用马齿型、硬粒型或甜玉米给一些爆裂型玉米授粉时不能结实;而反交,即用爆裂型玉米给马齿型、硬粒型或甜玉米授粉则可正常结实.
研究表明,这些爆裂型玉米含有Ga1基因.
目前,已发现多个Ga基因,它们分别位于玉米不同的染色体上.
Ga1-S是目前发现的单向杂交不亲和性最彻底的Ga基因之一,ga1-s花粉为Ga1-S/Ga1-S基因型的母本授粉,结实率为零;而Ga1-S花粉为Ga1-S/Ga1-S基因型的母本授粉,则可正常结实.
利用玉米天然杂交不亲和基因Ga1-S,可实现转基因玉米与常规玉米的安全隔离、专用玉米与普通玉米的生物学隔离.
同时,Ga1-S基因也是研究玉米传粉授精过程中基因互作和信号传导以及不亲和机理的理想材料.
我们对携带Ga1-S基因的材料SDGa25进行了比较详细的遗传研究,结果表明:1)SDGa25对我国121个普通玉米骨干自交系具有100%杂交不亲和性,发现3个普通玉米自交系对该材料杂交亲和.
2)普通玉米花粉在SDGa25花丝上可以正常萌发,但在伸长2小时后伸长受阻,伸长缓慢,5小时左右伸长基本停止.
3)SDGa25的杂交不亲和性由显性单基因控制.
4)Ga1-S被定位在第四染色体的短臂上,在分子标记SD3和SD12之间,约1.
5cM.
通过回交转育的方法将Ga1-S分别转育到糯玉米自交系JKNF和JKNM中,回交5代自交2代纯合后组配杂交种,将(JKNFxJKNM)F1和(JKNF/Ga1-SxJKNM/Ga1-S)F1同时种植在紫色及黄色玉米周围,证实携带Ga1-S基因的杂交种基本不接受外来花粉.
会议报告1.
陈化榜(特邀报告):我国东北玉米育种的机遇与挑战.
院士龙江行暨现代农业发展论坛.
2012年7月24-26日,黑龙江哈尔滨植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-2-傅向东研究组研究方向以水稻和拟南芥为材料,解析赤霉素信号转导途径及其调控植物生长发育的分子机制;研究水稻穗发育和形态建成的分子调控网络.
研究队伍研究人员:傅向东高秀华刘倩刘学英吴昆张敬博士后:王少奎袁清波研究生:陈祥彬韩瑞玺马延飞孙红荧孙雪源王栓锁王弋王玉娟徐昊姚涛张建晴客座人员:田永航赵孟研究进展籽粒大小和粒型是水稻产量及稻米品质的重要影响因子.
水稻产量往往与稻米品质呈负相关,即高产水稻品质较差,而优质水稻产量较低.
因此,选育既高产又优质的品种是当前水稻育种技术面临的一大难题.
我们发现了一个可以同时影响水稻品质和产量的重要基因GW8(即OsSPL16),该基因是控制水稻粒宽和产量的正调控因子.
在Basmati水稻中,GW8基因启动子变异,使该基因表达下降,导致稻米籽粒变细长,提升了稻米在外观、口感等多方面的品质.
而我国大面积种植的高产水稻品种含有的是GW8基因的另一变异类型,它能促进细胞分裂和增加稻米粒重,显著提高水稻产量.
我们还发现了GW8基因的一个新的等位变异同时兼具优质和高产两个优异特性,导入优质Basmati水稻品种后,在保证优质的基础上可使其产量增加14%;将它引入我国高产水稻品种,在保证产量不减的基础上可显著提升稻米品质.
GW8基因的发现和应用有望解决水稻高产和优质之间的矛盾,也将为揭示水稻品质和产量协同改良的分子机制研究提供新线索.
研究成果发表论文1.
S.
Wang,K.
Wu,Q.
Yuan,X.
Liu,Z.
Liu,X.
Lin,R.
Zeng,H.
Zhu,G.
Dong,Q.
Qian,G.
Zhang,andX.
Fu.
Controlofgrainsize,shapeandqualitybyOsSPL16inrice.
NatureGenetics2012,44:950-954.
*注:黑体为通讯作者专利1.
ZL200810111529.
5直立密穗基因及其应用.
傅向东,黄先忠,钱前,刘正斌植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-3-高彩霞研究组研究方向作物遗传转化研究.
研究内容包括禾谷类植物遗传转化方法以及重要功能基因的分子生物学机制;二穗短柄草突变体库的建立;重要突变体鉴定以及相应基因的功能分析.

研究队伍研究人员:高彩霞陈坤玲刘金星张康研究生:李君梁振单奇伟王延鹏张毅客座人员:张嘉航研究进展人工核酸酶(TALEN)是基因定点改造最具应用潜力的新工具,具有设计简单、组装容易、特异性高、广适性强等优点.
在植物基因的定点改造方面,目前利用TALEN技术已在烟草、拟南芥、水稻等物种中获得了成功.
同常规转基因方法相比,TALEN技术可以精确敲除目的基因,定点改造不良基因,删除抗生素标记,直接提供无转基因痕迹的安全转基因新材料;同时避免了常规转基因方法固有的插入位点不确定、拷贝数无法控制、转基因导致基因沉默等问题,提高转基因作物的稳定性.
为此TALEN技术在作物改良方面极具应用潜力和价值,使用TALEN技术将会极大地加快品种设计进程,实现高产、优质、抗逆、具有重大应用价值优良品种的分子设计.
为了攻克TALEN技术难关,我们选取了4个水稻基因和8个二穗短柄草基因进行了系统地研究.
从TALEN的设计、组装到原生质体检测、遗传转化、抗性愈伤检测直到转基因植物的检测与筛选逐一试验研究,最终成功地建立起了水稻和二穗短柄草的TALEN技术基因定点突变技术体系和检测体系,形成一套标准化操作程序,可以在3-4个月内获得基因定点敲除的转基因植物.
同时我们还探索了水稻大片段删除技术,成功获得超过1.
3kb基因片段缺失植株.
TALEN技术体系的建立和大片段删除技术的成功极大地提升了遗传转化平台的服务水平.
2012年利用TALEN技术我们已经成功地为所内外7个研究组完成了水稻、棉花、矮牵牛、拟南芥等物种涉及几十个基因的定点敲除、创制基因功能缺失突变体.
这为推广利用TALEN技术,推动研究组的科学研究奠定了坚实的基础.
研究成果著作章节1.
CaixiaGaoandKlausK.
Nielsen.
BiolisticDNADelivery.
ComparisonBetweenAgrobacteriu-MediatedandDirectGeneTransferUsingtheGeneGun.
MethodsinMolecularBiologyVolume940Part1,3-16,Doi:10.
1007/978-1-62703-110-3_1植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-4-韩方普研究组研究方向小麦和玉米功能基因组及植物人工染色体研究.
研究内容包括小麦染色体工程和多倍体基因组进化;植物着丝粒的结构和功能;植物细胞减数分裂、植物人工染色体和植物基因定点突变及定向重组.
研究队伍研究人员:韩方普吕振玲袁静博士后:符书兰亓宝李俊研究生:董千华张晶郭翔张冰冯超刘亚林苏汉东王婧客座人员:李浩研究进展高等真核生物通过有丝分裂进行细胞增殖,通过减数分裂产生单倍性配子从而维持物种基因组的稳定性和多样性.
细胞分裂过程中染色体的正确取向和分离是遗传物质稳定传递的基础.
在酵母和人类的研究中发现了一些影响染色体正确分离和取向的基因.
例如,酵母中的moa1对于减数分裂时姐妹染色单体的单取向是必需的.
蛋白激酶Bub1可以通过磷酸化组蛋白H2A影响SGO1和AuroraB的正确定位从而确保染色体的正确取向和分离.
有丝分裂检验点复合物中的因子,例如Bub3和Mad2等也是染色体正确取向和分离所必需的.
本实验室在前期的研究发现了一系列玉米微小染色体.
这些微小染色体在第一次减数分裂中期姐妹染色单体朝向两极发生双取向,而正常的常染色体朝向一极发生单取向.
为了研究减数分裂时姐妹染色单体取向和分离的机制,我们通过同源克隆的方法克隆了玉米中的bub1和bub3基因.
免疫荧光染色分析显示Bub1在体细胞和花粉母细胞中定位于着丝粒区域,并且呈现出细胞周期性的变化.
在bub1RNA干扰的转基因植株中发现H2A的磷酸化水平显著降低.
通过RNA干扰植株以及微小染色体等特殊材料的分析将为bub1和bub3等基因在染色体正确取向和分离中的作用提供新的线索.
研究成果发表论文1.
Q.
Dong,andF.
Han.
PhosphorylationofhistoneH2Aisassociatedwithcentromerefunctionandmaintenanceinmeiosis.
ThePlantJournal2012,71:800-809.
2.
S.
Fu,Z.
Gao,J.
Birchler,andF.
Han.
Dicentricchromosomeformationandepigeneticsofcentromereformationinplants.
JournalofGeneticsandGenomics2012,39:125-130.
3.
S.
Fu,Z.
Lv,B.
Qi,X.
Guo,J.
Li,B.
Liu,andF.
Han.
Molecularcytogeneticcharacterizationofwheat-Thinopyrumelongatumaddition,substitutionandtranslocationlineswithanovelsourceofresistancetowheatfusariumheadblight.
JournalofGeneticsandGenomics2012,植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-5-39:103-110.
4.
R.
Masonbrink,S.
Fu,F.
Han,andJ.
A.
Birchler.
HeritableLossofreplicationcontrolofaminichromosomederivedfromtheBchromosomeofmaize.
Genetics2012,Doi:genetics.
112.
146126[pii]10.
1534/genetics.
112.
146126.
5.
B.
Qi,W.
Huang,B.
Zhu,X.
Zhong,J.
Guo,N.
Zhao,C.
Xu,H.
Zhang,J.
Pang,F.
Han,andB.
Liu.
Globaltransgenerationalgeneexpressiondynamicsintwonewlysynthesizedallohexaploidwheat(Triticumaestivum)lines.
BMCBiology2012,Doi:10.
1186/1741-7007-10-3.
6.
C.
Yu,F.
Han,J.
Zhang,J.
Birchler,andT.
Peterson.
AtransgenicsystemforgenerationoftransposonAc/Ds-inducedchromosomerearrangementsinrice.
TheoreticalandAppliedGenetics2012,125:1449-1462.
*注:黑体为通讯作者会议报告1.
韩方普(分会报告):Germplasmenhancementandchromosomeremodelinginwheat.
WideHybridizationPlantandAnimalGenomesXXConference.
2012年1月14-18日,美国SanDiago.
2.
韩方普(大会报告):Denovocentromereformationwithoutcanonicalcentromeresequencearrays.
2012InternationalSymposiumonEpigeneticRegulationinHighPlants.
2012年4月19-21日,北京.
3.
韩方普(大会报告):Centromereretroelementactivationandchromosomeremodelinginwheatwidehybridization.
GaterslebenResearchConference2012,ChromosomeBiology,GenomeEvolution,andSpeciation.
2012年4月23-25日,德国Gatersleben.
4.
韩方普(大会报告):Adenovocentromereonduplication3Aintheabsenceofcanonicalcentromeresequencearrays.
54thAnnualMaizeGeneticsConference.
2012年8月18-22日,美国Providence.
植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-6-李俊明研究组研究方向小麦遗传育种.
研究内容包括小麦分子染色体工程育种及小麦养分高效利用的分子遗传机制.
研究队伍研究人员:李俊明崔法纪军张玮博士后:孙丽静研究生:樊小莉洪霞王宏霞王美丛赵慧研究进展我们以科农9204作为轮回亲本,与强筋品种藁麦5号杂交、回交,选育出优良中筋品系1006-18.
为了提高该品系的抗病性,进一步与含Yr9等位变异的新型1RS-1BL易位系9204R回交,系谱法选育出产量潜力、品质和抗病性共同改良的新品种科农1006,2012年通过河北省农作物品种审定委员会的审定.
亲本组配:科农9204//科农9204/藁麦5号///9204R.
科农1006根系发达,对水分养分的利用效率较高,对干旱和瘠薄也有很好的耐性,并由此表现出适应性广的特点.
黄淮北片多年多点试验表明,科农1006产量三要素构成协调,具有亩产650公斤以上的高产潜力,常规栽培条件下大面积种植容易实现亩产550公斤,适宜在黄淮麦区北片中高水肥地块种植,具有巨大的推广前景.
研究成果发表论文1.
J.
Ji,X.
Guo,F.
Cui,D.
Liu,J.
Sun,W.
Zhang,A.
Zhang,andJ.
Li.
Variationsinhigh-molecular-weightgluteninsubunitsinthemainwheatgrowingzonesinChina.
AustralianJournalofCropScience2012,6:912-917.
2.
J.
Ji,A.
Zhang,Z.
Wang,J.
Wang,W.
Zhang,D.
Liu,andJ.
Li.
Awheat–Thinopyrumponticum–ryetrigenericgermplasmlinewithresistancetopowderymildewandstriperust.
Euphytica2012,188:199-207.
3.
H.
Wu,C.
Chen,J.
Du,H.
Liu,Y.
Cui,Y.
Zhang,Y.
He,Y.
Wang,C.
Chu,Z.
Feng,J.
Li,andH.
Ling.
Co-overexpressionFITwithAtbHLH38orAtbHLH39inArabidopsis-enhancedcadmiumtoleranceviaincreasedcadmiumsequestrationinrootsandimprovedironhomeostasisofshoots.
PlantPhysiology2012,158:790-800.
4.
王宏霞,王志国,樊小莉,纪军,王静,张玮,李俊明.
三粒小麦与甘麦8号亲缘关系的SSR标记分析.
麦类作物学报2012,2:229-233.
(*注:黑体为通讯作者)植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-7-品种1.
小麦新品种科农1006:2012年通过河北省农作物品种审定委员会的审定.
李俊明,纪军,张玮,王志国,王静,张相岐,张爱民,李芙蓉,陈彦龙2.
小麦新品种科农199:2012年在河北、河南、山东、山西等省推广600万亩,累计推广面积3661万亩.
植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-8-李霞研究组研究方向植物抗逆境、抗旱节水的生理和遗传机理研究.
研究内容包括植物对干旱和盐胁迫响应的分子机制,尤其是根系在非生物逆境下的响应和可塑性发育的调控机制.

研究队伍研究人员:李霞纪洪涛王幼宁王志娟博士后:蒋瑞萍赵红桃研究生:蔡兆明程春红郭光艳姜琼孔德晶刘鎏罗焱杰王利祥杨磊袁冰剑张森磊客座人员:陈亮陈彦龙韩洁蔺芳芳王蕊王桂卿王双凤姚丙晨赵芳研究进展蛋白的核输入是一个复杂的过程,经典的核输入由importinα、importinβ、核孔蛋白及Ran蛋白调节.
在植物发育和响应逆境胁迫过程中,核蛋白入核对相关基因的正确表达起着非常重要的调控作用.
但我们对植物中蛋白入核、尤其逆境条件下核蛋白入核的调节机制知之甚少.
最近,我们在拟南芥中克隆了一个人类importinβ基因KPNB1的同源基因AtKPNB1.
AtKPNB1在多个组织中均有表达,其编码的蛋白定位于细胞质和细胞核.
AtKPNB1能调节具有核定位序列的蛋白的核输入.
遗传学分析表明,atkpnb1突变体在正常条件下发育迟缓,在种子萌发和转绿期对ABA和渗透胁迫敏感,对ABA诱导的气孔关闭更敏感,叶片失水率降低,致使植物体对干旱的耐受性显著增加.
AtKPNB1和importinα蛋白、核孔蛋白AtNUP62和Ran蛋白相互作用.
AtKPNB1突变对ABA通路中的ABI1,ABI2,ABI5表达水平和亚细胞定位没有影响,但是ABI5的几个靶基因如EM1、EM6表达升高.
遗传学分析表明AtKPNB1调节ABA和干旱不依赖于ABI1,但是atkpnb1种子萌发对ABA超敏感部分依赖于ABI5.
上述结果表明,AtKPNB1通过调节相关核蛋白的入核转运调控拟南芥发育和ABA介导的抗旱耐逆过程.
进一步鉴定AtKPNB1转运底物及对其功能的分析,将有助于在蛋白亚细胞定位水平揭示ABA信号和植物抗逆的调控机制.
研究成果发表论文1.
H.
Zhao,X.
Wang,D.
Zhu,S.
Cui,X.
Li,Y.
Cao,andL.
Ma.
AsingleaminoacidsubstitutioninIIIfsubfamilyofbasichelix-loop-helixtranscriptionfactorAtMYC1leadstotrichomeandroothairpatterningdefectsbyabolishingitsinteractionwithpartnerproteinsinArabidopsis.
JournalofBiologicalChemistry2012,287:14109-14121.
2.
H.
Zhao,X.
Li,andL.
Ma.
Basichelix-loop-helixtranscriptionfactorsandepidermalcellfatedeterminationinArabidopsis.
PlantSignalingandBehavior2012,7:1556-1560.
植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-9-3.
L.
Hao,W.
Wang,C.
Chen,Y.
Wang,T.
Liu,X.
Li,andZ.
Shang.
ExtracellularATPpromotesstomatalopeningofArabidopsisthalianathroughheterotrimericGproteinalphasubunitandreactiveoxygenspecies.
MolecularPlant2012,5:852-864.
*注:黑体为通讯作者专利1.
ZL102226190B一种培育转基因耐寒植物的方法.
李霞,董章辉2.
ZL102220333B一种与植物耐盐性相关的miRNA-gma-miRN39及其应用.
李霞,董章辉,石磊3.
ZL102220332B一种与植物耐盐性相关的miRNA-gma-miRN60及其应用.
李霞,董章辉,石磊4.
ZL102220334B一种与植物耐盐性相关的miRNA-gma-miRN305及其应用.
李霞,董章辉,石磊5.
ZL102226192B一种与植物耐低温相关的基因及其应用.
李霞,王幼宁,陈亮,石磊,李东晓植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-10-李云海研究组研究方向植物种子和器官大小控制的分子机理.
研究内容包括利用模式植物拟南芥来探讨基本发育生物学问题,并将模式植物的研究结果应用到农作物中提高作物产量和生物量.

研究队伍研究人员:李云海崔荣峰李娜徐冉张保兰博士后:高玉梅李胜军墨会贤研究生:陈刚陈亮亮杜亮段朋根高帆金维环金锡铭刘武霞彭元成王志标伍应保夏天张月莹客座人员:方娜陆亚茹吴伦英张海瑞张晓庆研究进展植物种子大小调控是一个重要的发育生物学问题,种子大小也是一个重要的产量性状,然而植物如何知道并决定其种子大小的分子机理并不清楚.
我们以前的研究鉴定了一个种子和器官大小的调控基因DA1.
DA1编码一个泛素受体.
本研究在da1-1突变体背景下应用激活标签的方法,筛选得到了一个da1-1的显性增强子(eod3-1D).
eod3-1D种子变大是由于35S增强子序列插入在EOD3基因的启动子区,导致EOD3基因过量表达所致.
EOD3基因编码一个细胞色素P450单加氧酶(CYP78A6),属于CYP78A亚家族.
过表达EOD3基因能显著增加野生型植物的种子大小,而eod3-ko基因功能缺失突变体形成较小的种子.
另外,EOD3相似基因CYP78A9功能的缺失能协同地增强eod3-ko小种子表型,表明EOD3和CYP78A9功能冗余地影响了种子大小.
正反交实验表明EOD3以母性的方式控制种子的大小.
EOD3调控种子大小主要是通过影响珠被细胞的大小来实现.
我们不能观察到EOD3基因在珠被和种子中表达,暗示EOD3可能产生可运动的生长物质,从其他组织运动到珠被中发挥作用.
进一步鉴定这个运动的信号,将有望发现新的促进种子生长的物质.

研究成果发表论文1.
W.
Fang,Z.
Wang,R.
Cui,J.
Li,andY.
Li.
MaternalcontrolofseedsizebyEOD3/CYP78A6inArabidopsisthaliana.
ThePlantJournal2012,70:929-939.
2.
S.
Li,Y.
Liu,L.
Zheng,L.
Chen,N.
Li,F.
Corke,Y.
Lu,X.
Fu,Z.
Zhu,M.
Bevan,andY.
Li.
Theplant-specificGproteingammasubunitAGG3influencesorgansizeandshapeinArabidopsisthaliana.
NewPhytologist2012,194:690-703.
3.
R.
Xu,andY.
Li.
TheMediatorcomplexsubunit8regulatesorgansizeinArabidopsisthaliana.
PlantSignalingandBehavior2012,7:182-183.
4.
S.
Li,W.
Liu,X.
Zhang,Y.
Liu,N.
Li,andY.
Li.
RolesoftheArabidopsisGproteinγsubunit植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-11-AGG3anditsricehomologsGS3andDEP1inseedandorgansizecontrol.
PlantSignalingandBehavior2012,7:1-10.
*注:黑体为通讯作者植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-12-李振声研究组研究方向作物遗传育种.
研究内容包括小麦远缘杂交、染色体工程和高光效育种研究.

研究队伍研究人员:李振声李滨郑琪李宏伟研究生:曲宝原滕婉客座人员:陈坤梅程智仇光星荣文国时蕊武亚文研究进展八倍体小偃麦是从普通小麦(TriticumaestivumL.
)与十倍体长穗偃麦草(ThinopyrumponticumLiu&Wang)的杂交后代中选育出的新物种,它保留着偃麦草的许多优良性状,对小麦的病害免疫或者有高抗性,并被许多研究者利用,已经成为小麦育种重要的中间材料.
本研究选取8个北美主要的秆锈菌生理小种(TMLKC、RTQQC、TPPKC、QFCSC、QCCJB、MCCFC、TCMJC、TPMKC)对3个八倍体小偃麦(小偃68、小偃784和小偃7430)、易位系小偃6号及普通小麦品种京411进行苗期抗性鉴定,主要实验结果归纳如下:(1)除了秆锈菌生理小种QCCJB以外,对照普通小麦京411对其余的菌种都表现为高度感病.
(2)易位系小偃6号对秆锈菌种RTQQC、QFCSC、TPMKC和TPPKC表现为感病,但是对菌种QCCJB、TCMJC、MCCFC和TMLKC表现为一定程度的抗性.
(3)3个八倍体小偃麦品系对几乎所有的秆锈菌小种都表现出一定的抗性.
其中,小偃784对多数生理小种表现为中抗,小偃68与小偃7430则表现为高抗或接近免疫.
此外,对京411与小偃7430的部分BC1F2单株进行苗期抗性分析,结果显示后代单株的抗性发生分离.
综上所述,作为重要的抗病种质,小偃7430的抗秆锈特性可以稳定遗传,并能通过染色体工程转移到普通小麦中,有利于作物改良和新品种选育.
研究成果发表论文1.
H.
Li,F.
Lin,G.
Wang,R.
Jing,Q.
Zheng,B.
Li,andZ.
Li.
Quantitativetraitlocimappingofdark-inducedsenescenceinwinterwheat(Triticumaestivum).
JournalofIntegrativePlantBiology2012,54:33-44.
2.
H.
Ge,G.
You,L.
Wang,C.
Hao,Y.
Dong,Z.
Li,andX.
Zhang.
Genomeselectionsweepandassociationanalysisshedlightonfuturebreedingbydesigninwheat.
CropScience2012,52:1218-1228.
3.
Y.
Ren,X.
He,D.
Liu,J.
Li,X.
Zhao,B.
Li,Y.
Tong,A.
ZhangandZ.
Li.
Majorquantitativetraitlociforseminalrootmorphologyofwheatseedlings.
MolecularBreeding2012,30:139-148.
植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-13-4.
J.
Fang,W.
Ma,X.
Zhao,X.
He,B.
Li,Y.
Tong,andZ.
Li.
LowercanopytemperatureisassociatedwithhighercytokininconcentrationintheflagLeafofWheat.
CropScience2012,52:2743-2756.
*注:黑体为通讯作者植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-14-凌宏清研究组研究方向植物营养分子生物学和麦类植物分子遗传学.
研究内容包括植物高效吸收利用铁、氮、磷等养分的分子机理;小麦籽粒加工品质形成的分子机制及小麦基因组学分析.

研究队伍研究人员:凌宏清吴慧兰郑树松周文娟博士后:孙华樊华杰王宁研究生:陈春林崔岩刘鸿飞龙文波汪彪汪延良王美丛张玥研究进展拟南芥IbbHLH蛋白亚家族由AtbHLH38、AtbHLH39、AtbHLH100和AtbHLH101四个成员组成.
我们之前报道了AtbHLH38和AtbHLH39能够与FIT(FER-likeirondeficiencyinducedtranscriptionfactor)互作,形成异源二聚体调控FRO2(ferric-chelatereductase)和IRT1(ahighaffinityferroustransporter)的表达.
最近我们发现AtbHLH100和AtbHLH101同样参与调控拟南芥缺铁反应和铁吸收.
酵母双杂及双分子荧光互补实验结果显示AtbHLH100和AtbHLH101能与FIT互作,形成异源二倍体.
双过量表达AtbHLH101和FIT使得根部FRO2和IRT1的表达由诱导型转变为组成型,并促进植株地上部铁的积累,增强植株对缺铁胁迫的耐受性.
从单基因到多个基因的敲除,突变体呈现阶梯性增强缺铁敏感性,尤其是三敲除突变体k38k100k101、k39k100k101黄化更加明显,其中k39k100k101表现出与fit1-2类似的严重黄化致死表型,k38k100k101和k39k100k101中FRO2和IRT1的表达量和地上部的铁含量都极显著降低,其中k39k100k101更趋近于fit1-2的水平.
这些结果表明bHLH亚家族蛋白是拟南芥缺铁反应所必需.
敲除突变体的缺铁反应差异表明,AtbHLH38、AtbHLH39、AtbHLH100和AtbHLH101在调控缺铁反应中存在功能冗余,且各蛋白调控缺铁反应的重要性存在差异,依此为AtbHLH39>AtbHLH101≧AtbHLH38>AtbHLH100.
另外,还发现超量表达FIT和AtbHLH38或FIT和AtbHLH39可增强重金属离子镉在根细胞的区隔化,从而减少向地上部的转运和毒害.
研究成果发表论文1.
H.
Wu,C.
Chen,J.
Du,H.
Liu,Y.
Cui,Y.
Zhang,Y.
He,Y.
Wang,C.
Chu,Z.
Feng,J.
Li,andH.
Ling.
Co-overexpressionFITwithAtbHLH38orAtbHLH39inArabidopsis-enhancedcadmiumtoleranceviaincreasedcadmiumsequestrationinrootsandimprovedironhomeostasisofshoots.
PlantPhysiology2012,158:790-800.
2.
Z.
Huang,T.
Zhao,H.
Fan,N.
Wang,S.
Zheng,andH.
Ling.
TheupregulationofNtAN2expressionatlowtemperatureisrequiredforanthocyaninaccumulationinjuvenileleavesofLc-transgenictobacco(NicotianatabacumL.
).
JournalofGeneticsandGenomics2012,39:植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-15-149-156.
3.
J.
Du,D.
Zeng,B.
Wang,Q.
Qian,S.
Zheng,andH.
Ling.
EnvironmentaleffectsonmineralaccumulationinricegrainsandidentificationofecologicalspecificQTLs.
EnvironmentalGeochemistryandHealth2012,Doi:10.
1007/s10653-012-9473-z4.
N.
Wang,Y.
Cui,Y.
Liu,H.
Fan,J.
Du,Z.
Huang,Y.
Yuan,H.
Wu,andH.
Ling.
RequirementandfunctionalredundancyofIbsubgroupbHLHproteinsforirondeficiencyresponsesanduptakeinArabidopsisthaliana.
MolecularPlant2012,Doi:sss089[pii]10.
1093/mp/sss089.
5.
S.
Sato,S.
Tabata,H.
Hirakawa,E.
Asamizu,K.
Shirasawa,S.
Isobe,T.
Kaneko,Y.
Nakamura,D.
Shibata,K.
Aoki,etal.
Thetomatogenomesequenceprovidesinsightsintofleshyfruitevolution.
Nature2012,485:635-641.
6.
B.
Qin,T.
Chen,A.
Cao,H.
Wang,L.
Xing,H.
Ling,D.
Wang,C.
Yu,J.
Xiao,J.
Ji,etal.
Cloningofaconservedreceptor-likeproteinkinasegeneanditsuseasafunctionalmarkerforhomoeologousgroup-2chromosomesofthetriticeaespecies.
PLoSONE2012,7:e49718.
*注:黑体为通讯作者专利1.
ZL201010240117.
9一种培育单穗粒数或主穗粒数增多的转基因植物的方法.
凌宏清,赵维娜会议报告1.
凌宏清(特邀报告):MolecularregulationmechanismofironuptakeinstrategyIplants.
2ndColloqiuminMemoryofHorstMarschner.
2012年4月20-24日,北京植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-16-刘翠敏研究组研究方向光合作用功能蛋白的研究.
研究内容包括光合作用关键酶Rubisco的折叠与组装;光合作用途径调控的分子机制.
研究队伍研究人员:刘翠敏高飞张文娟博士后:陈波吕宗洋研究生:柏翠翠国鹏江姗张世佳客座人员:刘衣男研究进展分子伴侣蛋白在生物体内参与多种生命活动,如帮助新合成蛋白折叠、蛋白跨膜运输、蛋白复合体的组装与解组装及胁迫条件下防止蛋白降解等.
分子伴侣chaperonin属于Hsp60家族.
最早报道的叶绿体内的chaperonin复合体(Cpn60)是纯化大豆Rubisco时共分离得到的,命名为RubiscoBindingProtein,其单体大概60kD,并且形成大约800kD的寡聚物,普遍存在于生物体内.
Chaperonin在大肠杆菌中的对应物为GroEL,是维持细胞活力必不可少的成分,大量新生蛋白必须在GroEL的作用下才能完成正确折叠.
GroEL复合体由14个大约57kD同型亚基组成,每7个亚基形成一个中空的杯状环,其中cochaperonin(GroES)像盖子一样结合在杯状环顶部,底物的折叠一般都在这个空间发生.
Cpn60复合体包含两个不同的亚基,Cpn60α和Cpn60β,二者之间约有50%的同源性.
然而到目前为止,还没有关于Cpn60复合体确切的组成、结构及功能分析的报道.
我们实验室从生化和结构入手,探索叶绿体中存在的这一类分子伴侣的作用机理.
首先我们将衣藻的Cpn60α,两个Cpn60β分别构建在表达载体pET11a上(Cpn60α与Cpn60β1、Cpn60α与Cpn60β2两个亚基构建在一个表达载体pET11a上;Cpn60α、Cpn60β1与Cpn60β2三个亚基构建在一个表达载体pET11a上).
体外表达各种组合的叶绿体Cpn60蛋白,发现可以得到三种不同亚基组成的复合体,分子量大小与原核GroEL相似.
我们对重组表达的蛋白进行了纯化,得到三种Cpn60复合体分别为Cpn60β1、Cpn60β2及Cpn60αβ1β2,同时分别纯化了单体状态的Cpn60α、Cpn60β1和Cpn60β2.
体外分析三种复合体的生化性质发现,作为ATP水解酶,Cpn60αβ1β2表现出与已报导的GroEL相似的特性:即在有协作分子伴侣GroES及叶绿体中的协作分子伴侣Cpn20存在的情况下,ATP水解酶活性下降了约50%.
而蛋白酶解实验表明,三种Cpn60复合体结构与原核GroEL复合体结构相差很大.
在GroEL酶解实验中,比较松散的羧基端的一段多肽会被首先消化,而GroES会保护该多肽.
用同样的蛋白酶消化Cpn60复合体表明,Cpn60复合体并没有特定的松散端,不过协作分子伴侣确对其有一定的保护作用.
电镜结果表明叶绿体内Cpn60αβ1β2在结构上与GroEL也具有类似的环状,中部空腔,具有对称性.
植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-17-沈前华研究组研究方向植物分子与病原菌的互作.
研究内容包括植物抗病蛋白介导抗性及诱导细胞死亡的分子机理;植物抗病信号及其与转录调控的关系;专性寄生菌的致病机理.
研究队伍研究人员:沈前华程艳军荆邵娟博士后:张玲研究生:白世伟常诚程溪柳韩新运焦健刘杰孙雪枫王涛薛朋娅于德水张春雷客座人员:范淑霞谭震波熊剑青研究进展植物主要由两类免疫受体介导对病原菌的识别和激活抗病防卫反应,其中细胞内的NLR受体(即抗病蛋白)识别相应的病原菌效应蛋白而激发专化性抗病反应,往往伴有细胞内转录重编程和细胞死亡.
但是抗病蛋白激活后的下游步骤和组份还不是很清楚.
大麦抗病基因座位MLA编码多个等位的CC-NB-LRR类型白粉病菌抗病蛋白.
先前的研究表明MLA在细胞核内与两个负调抗病转录因子WRKY1和WRKY2相互作用,可能通过解除它们对本底抗性的抑制来激活抗病反应.
我们通过酵母双杂交筛选MLA的互作蛋白,得到一个新的R2R3MYB类型转录因子MYB6.
通过瞬时过表达和基因沉默表明MYB6作为一个正调因子参与本底抗性和MLA介导的小种专化抗性.
进一步研究表明MYB6是一个转录激活因子,其核定位以及DNA结合功能是其正调抗病功能所必须的.
体内和体外实验证据表明MYB6可以和多个MLA的CC结构域相互作用,也能和WRKY1相互作用,但不能和WRKY2相互作用.
电泳迁移率实验表明MYB6可以结合MBSI顺式作用元件,而WRKY1通过和MYB6互作干扰其DNA的结合功能;相反,MLA10CC野生型或CC(L18E)变异体能增强MYB6与DNA的结合功能,而CC(L11E)变异体却不能.
通过多种实验方法证明,MLA10CC能解除WRKY1对MYB6的抑制,并进一步增强MYB6的DNA结合功能,此外,MLA自激活突变体MLA10(D502V)也具备类似的功能.
这些结果表明MLA激活后在细胞核中与WRKY1相互作用,解除了WRKY1对MYB6的DNA结合活性的抑制,释放并激活转录激活因子MYB6,从而启动下游抗病相关基因的表达并增强对白粉病菌的抗性.
研究成果发表论文1.
S.
Bai,J.
Liu,C.
Chang,L.
Zhang,T.
Maekawa,Q.
Wang,W.
Xiao,Y.
Liu,J.
Chai,andF.
Takken,P.
Schulze-Lefert,Q.
Shen.
Structure-functionanalysisofbarleyNLRimmunereceptorMLA10revealsitscellcompartmentspecificactivityincelldeathanddiseaseresistance.
PLoSPathogens2012,8:e1002752.
(*注:黑体为通讯作者)植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-18-会议报告1.
沈前华(大会报告):InterplaysbetweenpositiveandnegativetranscriptionalregulatorsmouldNB-LRRproteintriggeredimmunity.
XVInternationalCongressonMolecularPlant-MicrobeInteractions.
2012年7月29日-8月2日,日本Kyoto2.
沈前华(大会报告):ThebarleyimmunereceptormladerepressesHvMYB6fromHvWRKY1suppressionandstimulatesitsDNA-bindingactivitytotriggereffectiveimmunityagainstB.
graminisfungus.
13thInternationalCerealRustsandPowderyMildewsConference.
2012年8月28日-9月1日,北京植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-19-唐定中研究组研究方向植物与病原菌相互作用,作物抗病遗传改良.
研究内容包括植物抗病和细胞程序性死亡的分子机制及作物抗病性的分子改良.
研究队伍研究人员:唐定中赵婷陈永芳李娟研究生:陈伟达刘娜刘斯穆芮璐沈秋静时华孙朋卫闫豪杰张韫玮赵春钊邹声浩研究进展白粉菌在自然界中广泛存在,可侵染多种农作物和经济作物,在世界范围内给农业生产带来严重损失.
以拟南芥为模式植物,对植物白粉病的抗病机理的研究取到一些进展,已发现包括EDR2在内的调控白粉病抗性的多个关键基因.
拟南芥edr2突变体表现对白粉病增强的抗性和白粉菌诱导的细胞死亡,同时edr2突变体还表现增强的乙烯诱导的衰老反应.
我们以edr2突变体为材料,通过遗传学的方法筛选到一些edr2抑制子突变体.
其中一个抑制子sr1-4D能抑制edr2突变体的各种表型,包括白粉病的抗性,白粉菌诱导的细胞死亡以及增强的乙烯诱导的衰老反应.
SR1是一个钙调素结合的转录因子,sr1-4D突变体为一个功能获得性突变体,其突变位于SR1的钙调素结合域,导致了一个功能获得的蛋白.
通过接种不同菌株的分析表明,sr1-4D表现对多种病原菌增强的感病性,包括各种腐生营养生长型及活体营养生长型的真菌和细菌,而且sr1-4D积累较低水平的水杨酸,而功能缺失突变体sr1表现与sr1-4D突变体相反的表型.
通过EMSA和ChIP实验发现,SR1通过直接结合NDR1和EIN3的启动子,抑制在抗病反应和乙烯反应中起重要作用的NDR1和EIN3基因的表达.
进一步的研究发现ndr1突变能抑制sr1抗病表型,而ein3能抑制sr1乙烯诱导的衰老表型.
这些结果揭示SR1通过调控NDR1和EIN3来精细调控植物抗病和乙烯诱导的衰老反应.
本研究揭示了SR1对NDR1和EIN3的直接调控作用,并发现SR1是水杨酸信号通路和乙烯信号通路在转录水平调控的一个关键交叉点.
研究成果发表论文1.
H.
Nie,C.
Zhao,G.
Wu,Y.
Wu,Y.
Chen,andD.
Tang.
SR1,acalmodulin-bindingtranscriptionfactor,modulatesplantdefenseandethylene-inducedsenescencebydirectlyregulatingNDR1andEIN3.
PlantPhysiology2012,158:1847-1859.
2.
H.
Pan,S.
Liu,andD.
Tang.
HPR1,acomponentoftheTHO/TREXcomplex,playsanimportantroleindiseaseresistanceandsenescenceinArabidopsis.
ThePlantJournal2012,69:831-843.
3.
H.
Pan,S.
Liu,andD.
Tang.
TheTHO/TREXcomplexfunctionsindiseaseresistancein植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-20-Arabidopsis.
PlantSignalingandBehavior2012,7:422-424.
4.
C.
Yao,Y.
Wu,H.
Nie,andD.
Tang.
RPN1a,a26Sproteasomesubunit,isrequiredforinnateimmunityinArabidopsis.
ThePlantJournal2012,71:1015-1028.
*注:黑体为通讯作者会议报告1.
唐定中(大会报告):EDTS1(EDR2SUPPRESSOR1),areceptor-likecytoplasmickinaseregulatesplantinnateimmunity.
PlantBiology.
2012年7月20-24日,美国Austin2.
唐定中(大会报告):类受体激酶EDTS1对植物先天免疫反应的调控.
2012全国植物分子生物学大会.
2012年10月10-13日,陕西杨凌植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-21-田志喜研究组研究方向大豆功能基因组学.
研究内容包括对影响大豆产量和品质的网络调控系统分析;揭示调控大豆器官发生、种子发育、植株形态建成以及品质形成的内在机制,为大豆分子育种奠定基础.
研究队伍研究人员:田志喜马燕明孙守红王正武云帅周正奎博士后:李玮瑜研究生:房超李丛丛李清申妍婷客座人员:吴冕张峰研究进展MicroRNAs(miRNAs)时刻经历着快速地从起源到消失的生命过程,但目前关于在特定的物种中基因组特征如何影响miRNA的进化仍不明确.
我们通过大豆不同组织在不同生长时期共23个样品的samllRNA测序进行了系统分析,探索了大豆中miRNA的进化机制.
研究发现大豆基因组中存在大量的miRNAs同源发夹结构,但大多数呈现较低的表达量.
其在基因组中的分布与转座子数目和GC含量显著正相关,与基因数目和重组率显著负相关;而表达量与它们的关系则完全相反;同时发现发夹结构的Loop区长度、两个stem的变异度和相邻基因转录水平都与miRNA表达量存在相关性.
进一步分析发现基因组重复对miRNA表达模式具有重要影响,源于转座子、串联重复、全基因组重复的miRNAs和单拷贝的miRNA在表达量、loop区长度、序列变异程度等特征中存在显著差异.
并且,我们研究结果还暗示miRNA可能是导致逆转座子——LTR-RT失活的主要因素.
综合而言,我们的研究表明基因组结构特征和发夹结构的演变在大豆miRNA基因进化中扮演着重要的角色.
研究成果发表论文1.
J.
Du,Z.
Tian,Y.
Sui,M.
Zhao,Q.
Song,S.
B.
Cannon,P.
Cregan,andJ.
Ma.
Pericentromericeffectsshapethepatternsofdivergence,retention,andexpressionofduplicatedgenesinthepaleopolyploidsoybean.
ThePlantCell2012,24:21-32.
2.
Z.
Tian,M.
Zhao,M.
She,J.
Du,S.
Cannon,X.
Liu,X.
Xu,X.
Qi,M.
Li,H.
Lam,andJ.
Ma.
Genome-widecharacterizationofnonreferencetransposonsrevealsevolutionarypropensitiesoftransposonsinsoybean.
ThePlantCell2012,24:4422-4436.
*注:黑体为通讯作者植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-22-专利1.
ZL201010231207.
1水稻稻米胶稠度调控基因分子标记及其应用.
李家洋,顾铭洪,钱前,田志喜,刘巧泉,严长杰,刘贵富,王永红2.
ZL201010231209.
0水稻稻米直链淀粉含量调控基因分子标记及其应用.
李家洋,顾铭洪,钱前,田志喜,刘巧泉,严长杰,刘贵富,王永红会议报告1.
田志喜(特邀报告):Polymorphismoftransposableelementsrevealstheirdynamicevolutionsinthegenomes.
InternationalSymposiumonEpigeneticRegulationinHigherPlants.
2012年4月19-21日,北京2.
田志喜(特邀报告):ComprehensiveanalysisofmiRNA-likegeneaccumulationandexpressioninpaleopolyploidsoybeangenome.
13thPlantGenomicsinChina.
2012年8月19-22日,山东泰安植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-23-童依平研究组研究方向植物高效利用土壤养分的分子机制.
研究内容包括小麦高效利用氮、磷的生理机制和遗传调控网络.
研究队伍研究人员:童依平何雪马文英赵学强博士后:曲宝原研究生:洪霞欧阳翔潘世让邵安史计王元格杨军波赵艳艳客座人员:王晓波研究进展冠层温度经常被用来作为选育抗旱和抗高温小麦品种的指标,但是其内在的生理机制还不是很清楚.
由于冠层温度受小麦叶片的蒸腾速率和气孔导度影响,而根部合成的细胞分裂素是随着蒸腾流从根部运输到地上部.
因此推测冠层温度与叶片的细胞分裂素水平有关联.

我们经过两年的大田试验,鉴定出3个冠层温度持续偏高的暖型小麦基因型(京411、CA0391和京9428)、和4个冠层温度持续偏低的冷型小麦品种(系)(F5012、Z39、小偃81和F4068),并在2010年测定了这些品种(系)在灌浆期的旗叶细胞分裂素Z+ZR浓度、叶绿素浓度、丙二荃(MDA)浓度、抗氧化系统酶的活性及光合参数,以及离体旗叶对强光高温抗性的差异,并结合室内模拟试验分析相关机理.
结果表明:(1)冠层温度与旗叶细胞分裂素水平呈显著负相关;这与冷型小麦由根部向旗叶运输Z+ZR速率较高、且旗叶细胞分裂素氧化酶活性较低有关.
(2)与暖型小麦相比,冷型小麦旗叶表现出较长的叶片功能期、和较强的抗强光高温能力.
深入研究表明,冷型小麦耐受强光高温与其旗叶中的抗氧化酶活性较强、膜酯过氧化产物MDA浓度降低有关.
(3)旗叶Z+ZR浓度与旗叶的叶绿素浓度、MDA含量以及光合速率呈显著的相关性.
外源施加细胞分裂素可以显著提高小麦抗强光高温的能力,使抗氧化系统酶活性提高,MDA浓度降低.
上述结果表明,与暖型小麦相比,冷型小麦可将更多的根系合成的细胞分裂素转运到叶片中、且在叶片中降解细胞分裂素的速度较慢,增加了旗叶中细胞分裂素含量,有利于提高旗叶清除活性氧的能力、增强对强光高温的抗性和延长旗叶功能期;同时我们的研究结果也表明,冠层温度可作为旗叶细胞分裂素含量的间接筛选指标,对选育与细胞分裂素有关的小麦生理性状具有重要参考价值.
研究成果发表论文1.
J.
Fang,W.
Ma,X.
Zhao,X.
He,B.
Li,Y.
Tong,andZ.
Li.
LowercanopytemperatureisassociatedwithhighercytokininconcentrationintheflagLeafofWheat.
CropScience2012,52:2743-2756.
2.
Y.
Ren,X.
He,D.
Liu,J.
Li,X.
Zhao,B.
Li,Y.
Tong,A.
Zhang,andZ.
Li.
Majorquantitative植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-24-traitlociforseminalrootmorphologyofwheatseedlings.
MolecularBreeding2012,30:139-148.
3.
J.
Tian,X.
Wang,Y.
Tong,X.
Chen,andH.
Liao.
Bioengineeringandmanagementforefficientphosphorusutilizationincropsandpastures.
CurrentOpinioninBiotechnology2012,23:866-871.
*注:黑体为通讯作者专利1.
ZL200810115301.
3缺磷特异诱导在根中表达的启动子及其应用.
童依平,缪军,李振声,李滨获奖1.
国家科技进步奖,二等奖成果编号:20103159成果名称:冬小麦节水高产品种选育方法及育成品种完成单位:石家庄市农林科学研究院中国科学院遗传与发育生物学研究所中国农业大学河北省小麦工程技术研究中心完成人:郭进考,史战良,童依平,石敬彩,王志敏,底瑞耀,何明琦,刘彦军,蔡欣刘冬成,张文英,张士昌,傅大平,韩然植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-25-王道文研究组研究方向主要从事作物重要农艺性状分子机理和遗传改良研究.
研究内容包括小麦籽粒品质、产量和抗病耐逆性状的分子机理与遗传改良;小麦与模式种重要功能基因的比较生物学研究.

研究队伍研究人员:王道文董玲丽董振营刘昕秦焕菊张坤普赵茂林博士后:刘滔王发明张俊成赵悦研究生:曹培陈静娄海娟邵玉涛汪俊君王方明王召军杨双娟杨玉双研究进展普通小麦是我国的主要粮食作物之一.
为保障小麦生产可持续发展,必须不断地提高小麦产量和水肥利用效率.
为利用分子育种技术改良小麦产量和水肥利用效率,我们以分子标记介导的全基因组关联分析为主要技术路线,解析了在不同水肥条件下控制普通小麦主要产量性状(亩穗数、穗粒数、千粒重、小区产量)的数量遗传位点.
我们选择94个优良小麦品种为关联分析群体,设置4种不同的水肥处理,将这些处理应用于12个生长环境并考察了94个品种在其中表现出的产量性状数据.
同时,我们构建了一个含有1171个分子标记位点的普通小麦基因组遗传连锁图谱.
经过关联分析运算,我们发现了37个与千粒重(TGW)显著(P≤0.
01)关联的染色体位点.
5个位点在12个环境中均与TGW显著关联,在灌水施肥(IF)、雨养(RF)、低氮(RN)以及低磷(RP)环境中分别发现4、2、3和2个与TGW显著关联的位点.
IF环境关联位点的优异变异在水肥充足条件下促进TGW的增加,而RF,RN或RP环境关联位点的优异变异在水或肥不足条件下可减轻TGW下降的幅度.
上述各类位点的优异等位变异在促进TGW方面存在明显的加性互作效应.
另外,我们发现Xpsp3152标记对TGW的作用很可能与TaGW2-6A基因的功能相关,二者均位于普通小麦6A染色体,且相互间的遗传距离只有2.
7cM.
上述发现,辅以未来我们对于控制亩穗数、穗粒数和小区产量染色体位点鉴定的结果,可为系统认识普通小麦产量性状的遗传机理增添新知识,对改良小麦产量和水肥利用效率具有理论意义与实践价值.
研究成果发表论文1.
C.
Wu,J.
Feng,R.
Wang,H.
Liu,H.
Yang,P.
Rodriguez,H.
Qin,X.
Liu,andD.
Wang.
HRS1actsasanegativeregulatorofabscisicacidsignalingtopromotetimelygerminationofArabidopsisseeds.
PLoSONE2012,7:e35764.
2.
L.
Dong,N.
Huo,Y.
Wang,K.
Deal,M.
Luo,D.
Wang,O.
Anderson,andY.
Gu.
ExploringthediploidwheatancestralAgenomethroughsequencecomparisonatthehigh-molecular-weightgluteninlocusregion.
MolecularGeneticsandGenomics2012,287:植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-26-855-866.
3.
B.
Feng,Z.
Dong,Z.
Xu,D.
Wang,andT.
Wang.
Molecularcharacterizationofanoveltypeoflipoxygenase(LOX)genefromcommonwheat(TriticumaestivumL.
).
MolecularBreeding2012,30:113-124.
4.
B.
Qin,T.
Chen,A.
Cao,H.
Wang,L.
Xing,H.
Ling,D.
Wang,C.
Yu,J.
Xiao,J.
Ji,etal.
Cloningofaconservedreceptor-likeproteinkinasegeneanditsuseasafunctionalmarkerforhomoeologousgroup-2chromosomesofthetriticeaespecies.
PLoSONE2012,7:e49718.
*注:黑体为通讯作者专利1.
ZL201010162764.
2调控花青素合成与代谢的小麦新基因TaMYB3.
王道文,张怀刚,刘宝龙,安学丽,秦焕菊,刘昕会议报告1.
王道文(特邀报告):WheatAgenomesequencinganditsapplicationforqualitymodification.
11thInternationalGlutenWorkshop.
2012年8月12-15日,北京植物细胞与染色体工程国家重点实验室2012年报研究进展-27-张爱民研究组研究方向小麦分子育种.
研究内容包括小麦重要农艺性状的分子标记及品种的分子设计.