光合作用是一個(gè)極其復(fù)雜的生化過程。根據(jù)是否需要光，光合作用被人為地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)，兩種反應(yīng)是密不可分的有機(jī)整體。光反應(yīng)產(chǎn)生能量ATP和還原力NADPH，而暗反應(yīng)需要消耗ATP和NADPH，實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳的還原固定。研究人員針對(duì)光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP不能滿足暗反應(yīng)固碳能量需求這一問題，根據(jù)光反應(yīng)中ATP是與NADPH偶聯(lián)產(chǎn)生的基本原理，從細(xì)胞全局出發(fā)，把光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)作為有機(jī)整體，以連接光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)的NADPH為切入點(diǎn)，提出了一個(gè)導(dǎo)入NADPH消耗模塊，從而打破細(xì)胞固有的NADPH平衡，通過光反應(yīng)與暗反應(yīng)的有效耦聯(lián)，來增強(qiáng)光反應(yīng)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)而提高光合作用效率的新策略。

 

 對(duì)植物蛋白實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)量化檢測(cè)

 

植物質(zhì)膜是高度動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)細(xì)胞觀察與生化研究只能在靜態(tài)結(jié)構(gòu)或集群水平上進(jìn)行觀察與分析，從而使植物細(xì)胞膜動(dòng)力學(xué)特征研究受到極大限制。因此，迫切需要發(fā)展新技術(shù)精確分析生物體這一復(fù)雜的生物學(xué)過程。研究人員結(jié)合最新的熒光相關(guān)光譜（FCS）和與其他技術(shù)聯(lián)用的FCS研究結(jié)果，系統(tǒng)總結(jié)了已有成像技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及其在活體植物細(xì)胞單分子研究中的最新進(jìn)展，并展望了其發(fā)展前景。研究提出了適合植物活細(xì)胞研究的自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)，闡述了如何檢測(cè)細(xì)胞質(zhì)膜的不均一分布特性的基本原理，發(fā)展了應(yīng)用熒光互相關(guān)光譜檢測(cè)蛋白質(zhì)單體—二聚體比率的工作模型。

 

 

環(huán)境污染是造成食品安全問題的一項(xiàng)重要因素，其中重金屬污染收到重點(diǎn)關(guān)注。飲食攝入是人體暴露重金屬的主要途徑，如長(zhǎng)期低劑量地暴露重金屬污染物也可能對(duì)人體健康造成潛在的危害。研究人員以珠三角地區(qū)市售大米和蔬菜為研究對(duì)象，研究了對(duì)3種不同污染水平大米和市售蔬菜中重金屬對(duì)人體生物有效性以及烹調(diào)處理對(duì)生物有效性的影響。結(jié)果顯示，烹調(diào)處理可以降低大米中鎘和砷生物有效態(tài)含量。低水量烹調(diào)可減少中低度污染大米中的鎘總量達(dá)10%，但中高水量對(duì)鎘生物有效性沒有影響；而低水量烹調(diào)對(duì)砷生物有效性沒有影響，但中高水量可顯著減少大米中的砷生物有效性。烹調(diào)處理對(duì)蔬菜的重金屬的生物可給性影響因蔬菜種類而存在差異性，對(duì)葉菜類中鎘鉛生物可給性降低幅度較大，而對(duì)番茄、青瓜、胡蘿卜和土豆鎘鉛的生物可給性影響不大。蔬菜中鎘的生物可給性占總量的47%-82%；而鉛的可給性顯著較低，大約為總量的8%-58%。

野生大豆GSHDZ4基因賦予擬南芥耐鹽性

 

大豆HD-Zip（Homeodomain-leucine Zipper）轉(zhuǎn)錄因子家族在非生物脅迫響應(yīng)中扮演著重要角色。研究人員對(duì)耐鹽堿土壤的野生大豆（Glycine soja） 中的該基因家族進(jìn)行了研究。研究人員發(fā)現(xiàn)堿性脅迫誘導(dǎo)HD-Zip基因Gshdz4的表達(dá)。過表達(dá)Gshdz4基因的擬南芥在生長(zhǎng)和發(fā)育中對(duì)碳酸氫鹽的抗性增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植物中脅迫相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄本水平也有很大程度的提高。然而，在高pH條件下轉(zhuǎn)基因植株和野生植物的生長(zhǎng)情況沒有顯著差異。研究發(fā)現(xiàn)過表達(dá)Gshdz4基因的轉(zhuǎn)基因株系在種子發(fā)芽過程中對(duì)滲透壓力變得更加敏感。上述結(jié)果顯示Gshdz4基因賦予植物碳酸氫鹽抗性。這項(xiàng)研究增加了人們對(duì)HD-Zip家族功能的認(rèn)識(shí)，為野生大豆的抗鹽堿機(jī)制提供了新見解。 

 

 

油棕是世界上產(chǎn)油率最高的熱帶木本油料作物之一，以5%的種植面積生產(chǎn)世界上45%的植物食用油脂，享有“世界油王”之稱。它還是生物燃料的理想原料來源，產(chǎn)出的能量是栽培所需消耗能量的9倍。我國(guó)是全球棕櫚油最大的消費(fèi)國(guó)之一，幾乎全部依靠進(jìn)口。由于油棕種質(zhì)資源匱乏，導(dǎo)致商業(yè)用品種遺傳背景單一、抗源缺乏、大型真菌病害流行。但由于缺乏基因組數(shù)據(jù)，無法應(yīng)用現(xiàn)代育種技術(shù)。研究人員對(duì)東南亞重要的高產(chǎn)母本厚殼Dura材料進(jìn)行全基因組隨機(jī)測(cè)序，組裝出1.701Gb、覆蓋基因組95%以上區(qū)域的高質(zhì)量序列草圖，并且對(duì)油棕主要組織器官進(jìn)行深度轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，注釋出近36105個(gè)高度可靠的油棕基因。由此建立的基因表達(dá)譜覆蓋了油棕大部分的自然生長(zhǎng)階段，為油脂合成及調(diào)控基因功能研究和抗病高產(chǎn)育種提供了重要基因組和表達(dá)譜分析數(shù)據(jù)。
 

 

家雞是表型多樣性最為豐富的鳥類，不同家雞品種在形態(tài)、生理、行為等方面存在巨大差異，因而家雞是遺傳、發(fā)育、進(jìn)化研究的良好動(dòng)物模型。體型是家雞最主要的經(jīng)濟(jì)性狀之一，培育出生長(zhǎng)速度快、體型大的家雞品種是育種工作者所追求的目標(biāo)。研究人員選取了以小體型著稱的元寶雞為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行全基因組重測(cè)序，利用比較群體基因組學(xué)方法揭示了家雞體型大小進(jìn)化的遺傳機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，元寶雞基因組中4個(gè)區(qū)域可能和其小體型相關(guān)，尤其是位于22號(hào)染色體上的BMP10基因在元寶雞中表現(xiàn)出很強(qiáng)的選擇信號(hào)。相關(guān)性分析表明，BMP10與家雞體重變異顯著相關(guān)，可以解釋元寶雞體型22.41%變異。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，BMP10上游啟動(dòng)子區(qū)域的突變導(dǎo)致其在元寶雞心臟中表達(dá)上調(diào)。在斑馬魚中過表達(dá)BMP10可導(dǎo)致生長(zhǎng)受阻。該研究表明，BMP10是決定元寶雞體型小的重要基因，為今后的育種提供重要的靶點(diǎn)，同時(shí)該研究也揭示比較群體基因組學(xué)是一種非常有效的揭示家養(yǎng)動(dòng)物復(fù)雜性狀變異的遺傳機(jī)制的手段。