一、四川农业大学任万军教授课题组大库容量的籼稻恢复系改善养分向穗部的转运从而协同提高产量和氮素利用率研究
近期，四川农业大学水稻品质生理与机械化栽培研究团队任万军教授课题组完成的题为“Indicarice restorer lines with large sink potential exhibit improved nutrient transportation to the panicle, which enhances both yield and nitrogen-use efficiency”的研究论文在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 2021年6期正式发表。
原文链接 https://www.chinaagrisci.com/Jwk_zgnykxen/fileup/PDF/JIA-2020-0484.pdf
该研究从15个籼型恢复系中筛选出了5个高产氮高效型恢复系，总结出了高产氮高效型恢复系具有每穗粒数较多，单穗重较高，在成熟期其穗部有更高的氮积累量和干物质占比，在抽穗后有较高的单茎根系伤流强度和穗颈伤流强度，且具穗颈节和叶片维管束发达的特征；从而保证了养分的通畅运输，促进了养分在穗部的积累和分配，为高产氮高效品种的培育提供理论依据。
二、中科院遗传所刘志勇研究组与河北农业大学李在峰研究组合作在小麦抗叶锈病和杂种坏死研究中取得新进展
小麦叶锈病是由叶锈菌引起的世界性真菌病害，严重威胁小麦生产。克隆和应用优异的抗叶锈病基因将有助于防控小麦叶锈病的发生。研究发现在将小麦抗叶锈病基因Lr13利用常规杂交导入一些小麦品种时，往往会引起杂种坏死现象。在小麦中，杂种坏死是由一对互补基因Ne1和Ne2共同控制。抗叶锈病基因Lr13与杂种坏死基因Ne2存在紧密连锁关系，但是二者是否为同一基因仍不清楚。
近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所刘志勇研究组与河北农业大学植物保护学院李在峰研究组合作克隆了小麦高温成株抗叶锈病基因Lr13 与杂种坏死基因Ne2，并揭示二者为同一个基因，该基因表现为一因多效。该研究拓展了对植物抗病性与杂种坏死关系的认知，也为培育小麦抗叶锈病新品种提供了优良基因资源。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.molp.2021.05.009
三、玉米单细胞水平的转录调控全景图
5月7日，来自美国佐治亚大学等单位的研究人员在Cell杂志发表题为A cis-regulatory atlas in maize at single-cell resolution的研究论文。该研究首次结合ACAT-seq和单细胞测序技术，描述了玉米基因组中单细胞分辨率水平的顺式调控模式，这也是首次在植物细胞中绘制单细胞水平CREs和TFs的分布图谱。
文章链接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00493-1
该研究首先利用荧光活化核分选技术和scATAC-seq技术对玉米的六种组织细胞（包括腋芽、雄蕊，雌蕊花序、育秧全苗、胚根尖、胚后冠根）进行单细胞染色质可及性基因图谱绘制，获得了31660个独特的Tn5转座酶作用位点，通过硅片排序，产生了165913个染色质可及性区域（ACRs），覆盖玉米基因组的4%。同时研究人员还开发了灵活性强物种局限性低的R软件包Socrates，随后利用UMAP将原子核间的相似性投影到降维空间，经过分析将10个类似大器官的簇划分为92个可重复的亚簇；研究人员为了注释不同簇与相应的细胞类型，以染色质可及性作为每个基础基因表达的指标，鉴定到群集中52种细胞类型，并成功从分析的器官中捕获到最期望的细胞类型；随后运用RNA原位杂交技术证实了所预测基因表达位点是可信的，通过特异性的基因本位学标记，显示染色质可及性与细胞类型存在相关性。
四、中国农科院作科所大豆育种团队成功克隆大豆雄性不育基因GmMS1
近日，中国农业科学院作物科学研究所“大豆育种技术创新与新品种选育”创新团队，创建公共对照池（public control bulk）分子克隆策略，成功克隆了大豆遗传育种界寻觅50年的雄性不育基因GmMS1。相关研究成果于2021年5月在线发表于国际知名刊物《植物生物技术杂志（Plant Biotechnology Journal）》上。
原文链接：https://doi.org/10.1111/pbi.13601
“十三五”期间，中国农业科学院作物科学研究所大豆育种团队联合国家大豆产业技术体系相关岗位科学家，开展了大豆雄性不育基因GmMS1的克隆和育种利用工作。该团队针对不育基因的特点，提出了公共对照池（public control bulk）分子克隆策略，即利用已公开的大豆品种重测序数据作为公共对照池，以ms1雄性不育纯合材料构建突变池（mutant bulk），通过高通量测序分析，将ms1定位到1个编码微管马达驱动蛋白NACK2的基因位点Glyma.13G114200，并通过CRISPR/Cas9技术，创制该基因编辑突变体，成功再现了ms1材料的雄性不育表型，从而有力证实了Glyma.13G114200即GmMS1突变导致ms1材料的雄性不育。该研究是大豆雄性不育基因分子克隆和功能实证的首例报道，为提高大豆雄性不育ms1轮回选择群体的育种效率、利用基因编辑技术定向导入雄性不育性状、拓宽大豆品种的遗传基础提供了重要支撑。研究中所建立的公共对照池分子克隆策略对于重要突变体基因的分子克隆具有重要的借鉴价值。
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