地上地下搭起“通讯网” 植物间交流无处不在

<正>在自然界中，植物并不是孤立存在的，植物间以及植物和其他生物间会产生形式多样的互动。科学家正在逐渐揭开这些互动背后的秘密。自然界中，植物并不是孤立存在的，而是经常与其他生物产生形式各异的互动。科学家已深入研究了植物间通过地上和地下部分产生的挥发物以及利用根际分泌物进行交流互作。日前，中国科学院昆明植物研究所研究员吴建强团队受邀在国际期刊《植物生物学综述年刊》上发表了关于植物间“通讯”的综述文章。     

肠道细菌微生态研究进展

肠道菌群被认为是一个被遗忘的人体"功能器官",随着宏基因组学、代谢组学、蛋白质组学等技术和理论的发展,对肠道微生态与疾病及健康的相互关系及机制的研究已成为科技制高点。从2007年起,通过两轮的"973计划"项目资助,使得我国在肠道微生态研究得到快速发展,并取得令世界瞩目的成就。本文就近年来我国在肠道微生态方面的研究进展进行综述,包括感染性疾病的发生发展与肠道微生态及代谢的动力学变化相关性、肠道微生态与宿主免疫调控网络互作关系及肠道菌群重建等方面,力求较为详尽地介绍我国微生态研究的新成就。     

中低浓度煤矿瓦斯利用技术途径及产业化发展方向

加强中低浓度煤矿瓦斯利用对于保障煤炭安全生产、促进资源节约和保护环境、减缓气候变化有着重要的现实和战略意义。通过适用技术示范和推广应用,能有效解决目前抽放瓦斯利用率低、风排瓦斯不能有效利用的问题。着眼未来,应尽早对中低浓度瓦斯利用产业进行规划和部署,促进我国煤矿瓦斯资源的合理、高效利用。     

高影响天气气候事件对江西生态系统影响评估和适应技术研究

在全球气候变化和人类高强度活动的双重影响下,江西省面临的生态安全问题日益突出.为了保障江西省生态文明建设,实现区域可持续发展,项目组紧密结合江西省生态文明建设的需求,大力开展生态气象服务技术研究.基于多源卫星遥感监测技术,对江西省森林、湿地和农田等典型生态系统质量开展长期监测.利用气溶胶激光雷达和温室气体在线监测技术,...     

全球变化对北半球木本植物多样性的影响研究

物种多样性的形成和维持机制是20世纪亟待解决的25个重大科学问题之一,其研究是生物多样性保护和利用的基石。北半球木本植物具有极其重要的生态价值,在东亚的多样性最高,尤其是中国具有丰富的森林类型、大量的木本特有种和孑遗种,对全球变化敏感。晚新近纪以来的全球气候震荡,特别是人类世以来的全球变化不断重塑物种的分布和多样性格局,亟需深入认识植物多样性的形成与维持机制及其对全球变化的响应,并据此制定科学的保护策略。本项目针对北半球木本植物多样性格局是如何形成的、生态多样性如何响应全球变化、未来全球变化情景下如何保护中国的植物多样性等3个问题开展研究,阐明北半球木本植物多样性格局的成因和响应全球变化的机理,揭示东亚地带性森林群落多样性与生态功能维持和响应气候变化的机制;建立北半球木本植物及其生态信息平台,预测未来中国珍稀濒危木本植物分布与适应性变化趋势,提出保护对策。     

深海微生物研究的平台技术

深海蕴藏着的生物资源极为丰富,其中最主要的是深海微生物,但这些生物大部分还鲜为人知,深海极端环境中的微生物是微生物学、分子生物学、生物地球化学、太空生物学和海洋地质学研究的极好材料和重要基础,是早期生命的活化石.     

语言与基因

生物语言学研究语言的生物学机制,成为语言研究的另一种范式.目前分子遗传学手段被广泛运用于研究语言生物学机制的微观层次,鉴定了与语言功能相关的基因,且从基因中找寻到人类语言起源和进化的相关理据.然而语言与基因的联系非常间接,脑功能各层次的系统研究以及多学科合作才能最终揭开语言与基因关系之谜.     

强优势杂交稻组合汕优63杂种优势遗传基础研究进展

杂种优势是一种普遍存在的生物学现象。杂种优势的利用已成为提高作物产量的主要途径之一。目前，水稻、玉米和油菜等多种作物杂种优势的生产利用已取得了巨大成功，产生了显著的社会效益和经济效益。但长期以来，国际上对杂种优势的遗传基础一直存在争议。过去的研究工作由于受“显性假说”和“超显性假说”的局限，多重视对位点内不同等位基因互作的分析与验证。     

作物生物育种科技发展的现状及展望

良种是维持农业增产稳产的重要基础,也是保障国家粮食安全的关键所在。要想打赢种业翻身仗,生物育种必不可缺。现阶段,生物技术已成为国际种业竞争的焦点,也是种业科技水平的综合体现。本文重点从重要农艺性状基因的发掘与应用、全基因组选择技术的应用、基因编辑技术的应用和未来植物工厂等方面概述国内外作物生物育种的研究现状和进展,并对我国未来作物生物育种的发展提出建议。     

植物免疫与作物抗病分子育种的重大理论基础——进展与设想

植物病害严重影响农作物的产量和品质,是危及我国粮食安全的重大祸患,在防控过程中发生的农药滥用则危害食品安全。发展绿色、高产和精准的抗病新策略、培育推广作物抗病新品种是解决技术障碍的根本途径,而这方面工作的有效开展依赖于在植物免疫机制基础理论和抗病基因系统发掘方面做出重大突破。通过对模式植物拟南芥免疫机制的研究,本领域在理论体系和研究技术等方面均取得了重要突破。近年来,以水稻、小麦等作物为模式的抗病机制研究,直接为作物抗病分子育种提供了重要支撑,有力地推动了基础研究成果向实际应用的转化速度。面向学科基础前沿和抗病育种中的关键问题组织重大项目研究,将会为我国农业可持续发展和保障"舌尖上的安全"做出卓越贡献。     

全球变化下的跨境水资源科学调控与利益共享研究

全球变化影响下,跨境水安全与生态安全问题突出,是地球系统科学的重要研究内容。选择澜沧江-湄公河为核心,兼顾其他国际河流,开展全球变化下的跨境水资源科学调控与利益共享研究,在跨境流域尺度上,主要取得了以下进展:(1)跨境水资源利益共享及安全调控科学基础的构建。判识了季风交汇区域气候变化对流域降水的影响;明晰了径流变化的归因、跨境影响及生态效应;完善了跨境水资源多级权属的理论和方法体系;构建了水生态经济价值评估指标体系;筛选出跨境水资源分配指标并进行了多目标分配;研究了水利益共享评估方法以及生态补偿机制。(2)跨境水资源利益共享与安全调控模拟技术的研发。建立了跨境流域水资源利用效应的量化评估模型;系统评估了气候变化和水库调度的水文及生态效应;构建了水-能-粮食-生态关联关系模型。(3)跨境水资源利益共享与安全调控的法理基础及权益保障机制的建立。提出了对《跨境水道非航行使用法公约》的互惠性解释;确定了国际水法规则量化表达的方法与路径,明确了促进利益平衡共享的关键因素及法理基础;厘清现行国际水法体系应对全球变化的不足;提出一套空间均衡的跨境水资源水权分配理论和方法。     

香山科学会议第450、451、453、454、455次学术讨论会简述

2012年12月11日至2013年3月28日．香山科学会议陆续召开了主题为：“气候变化与青藏高原生态安全屏障”、“进化、肿瘤和个体化医疗”、“信息化背景下的经济转型和社会管理：挑战与对策”、“心血管疾病生物学治疗的重大科学前沿”、“心理与行为的生物学基础及环境影响因素”的第450、451、453、454、455次学术讨论会。     

果糖基生物质生物炼制中的基础科学问题

果聚糖是继蔗糖、淀粉之后,植物中第三大储藏性碳水化合物,是果糖的天然来源。利用富含果聚糖的生物质资源,开展基于果糖平台的生物炼制,是一个充满前景并具有挑战性的课题。深入研究基于果糖基生物质生物炼制中的基础科学问题,将有助于推动果糖基生物质生物炼制产业的发展,从而对我国的能源安全、粮食安全、生态安全以及和谐社会的建立产生积极的影响。     

重点牧区草原“生产生态生活”配套保障技术及适应性管理模式研究

针对我国6大重点草原牧区（草甸草原、典型草原、荒漠草原、沙地草原、新疆山地草原和高寒草甸草原）草原生态、牧业生产、牧民生活的实际情况，分区域开展关键技术集成和创新研究，探索和解决“保生态、保生产、保生活”中的关键技术和方法，并结合示范区进行推广应用，重点开展“牧区草原生态保育技术研究”、“牧区生产生活配套保障技术研究示范”、“牧业生产适应性管理模式技术研究”和“三保技术模式”等项内容的研发、创新、技术集成及示范推广。     

逆转座在植物基因起源和基因组进化中的作用

多种多样的生物世界是生命经历长期进化的结果。在高等多细胞生物中,草本类植物具有最广泛和最强的适应性;除了我们随处可见的分布生境外,从高山到海底,从极地到沙漠,都能见到草类的生长。对人类而言,更为重要的是我们的主要粮食作物如水稻、小麦、玉米等都属于草本植物。草类植物到底具有什么样的遗传特质使其能有如此强的适应能力呢?生物适应和物种分化的过程在根本上是生物遗传变异的结果,其遗传基础是基因组中新结构如新基因不断涌现和进化的过程。近年来,随着基因组时代的到来,科学家对新基因产生和基因组进化的研究正在揭示着物种进化…     

中国植物科学基础研究概览

近年来,随着国家在基础研究投入的增加,大批优秀中青年学者成长以及海外学子归国,我国植物科学从跟踪,逐渐步入领跑学科发展的方阵。中国植物生物学家在Cell、Nature、Science和植物科学国际主流期刊发表的论文数剧增,具有原创意义的研究成果推动了部分前沿领域的发展。水稻生物学以产量控制基因研究以及杂交育种理论研究为代表推动了学科发展;以独脚金内酯和茉莉素信号转导途径及其生物学效应为代表的激素生物学具有明显的优势;以基于测序和计算能力的水稻基因组为先导,推动了国际植物基因组学的发展方向。本文概述了中国植物科学的发展动态,旨在展望未来,引导科学家集中力量解决作物生产中的基础科学问题。     

低氧适应相关基因及其研究策略的思考

低氧适应基因是指一类低氧诱导表达并参与低氧适应反应的基因群.目前已发现低氧适应基因30余个,其主要通过对机体红细胞生成、血管生长和舒缩、糖代谢和应激反应等生理功能的调节,提高机体的氧摄取和氧利用能力.HIF-1作为重要转录因子在这类基因的表达调控方面具有关键作用.系统认识低氧适应基因及其生物学功能,对于探索低氧损伤防护和促进低氧适应的医学策略和相关医药措施具有重要的科学意义.现阶段我国开展低氧适应相关基因的研究策略应考虑(1)重视生物性低氧适应相关基因的研究;(2)重点开展生理性低氧适应相关基因的研究;(3)以低氧应激为导向进行低氧适应相关基因的研究;(4)注重低氧适应相关基因多态性的研究;(5)应用现代生物技术研究低氧适应相关基因.     

疏花水柏枝居群遗传研究

世界上最大的水利枢纽工程———三峡工程的兴建,给整个三峡地区的生态安全和生物多样性带来了巨大的影响。三峡工程所形成的水库将淹没整个库区原始自然消涨带(water-level-fluctuation zone)的植物群落,从而使许多植物由于水平面的上升而导致野外原始生境的片段化(habitat fr     

游而牧之:游牧生产方式及其生态维度解读

游而牧之是游牧民族历史时期的经典生产方式,是游牧民族在长期的生产和生活中根据草原环境、季节变化与草原承载力等相关自然要素做出的合理选择,游而牧之生产方式成为可能,正是游牧草原宽广辽阔的自然生态空间、丰富独特的自然生物资源、适宜驯养的自然野生动物以及人对自然与动物习性规律的掌握等基于自然选择原理基础之上的文化选择,也是不断适应草原地区恶劣自然环境、多变气候条件、牲畜繁育习性,并不断应对自然灾害侵袭,人与环境不断相互适应的精致选择、精准组合和精当创造。游而牧之生产方式有效地维护游牧民族生存发展与草原自然生态环境系统的动态平衡,凸显其厚重的生态文明、生存智慧与生态哲学发展理念。     

超级杂交水稻LYP9及其亲本的转录组学研究

水稻既是重要的粮食作物和基础研究的模式植物,也是杂种优势利用的成功典范。尽管杂种优势的利用在解决世界粮食安全问题上已做出重大的贡献,但杂种优势的分子机制在生物学和农学的基础研究中依然是一个有待阐明的重要课题。本研究利用水稻全基因组芯片,系统考察了超级杂交稻"两优培九"及其双亲——"培矮64s"(母本)和"93-11"(父本)在7个不同发育时期的组织中的基因表达谱,旨在揭示杂种一代(F1)与亲本的基因表达差异,并从中发现可能与杂种优势相关的基因。实验结果表明,从转录谱来看,杂种F1与亲本间的相似性大于亲本之间的相似性;在发现的3000多个杂种和亲本间差异表达的基因中,有各种不同的差异表达类型,多数是偏于单亲的显性表达,但也有只在杂种中出现的超亲表达。对差异表达基因的功能分类表明,虽然差异表达基因涉及诸多功能类群,但在少数功能类群(如能量代谢、碳水化合物代谢、转运等)中有明显的富集。对差异表达基因的基因组位置与产量相关的QTL(数量性状位点)进行关联分析的结果表明,差异表达基因在水稻基因组中的分布与QTL、尤其是与小区间的QTL有密切的关联;值得注意的是,部分落在QTL上的差异表达基因的功能注释有助于解释与QTL对应的体现杂种优势的农艺性状。