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新研究破解棉花生物育种“卡脖子”难题******

　　近日，中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良创新团队建立了跨越种间和种内的无基因型限制的棉花高效遗传转化体系（SAMT），破解了难以利用棉花主栽品种为受体进行遗传转化的“卡脖子”问题，为加速棉花基因工程育种进程提供了技术保障。相关研究成果发表在《植物学报（Journal of Integrative Plant Biology）》上。

　　基因型限制和转化周期长是棉花遗传转化的两大技术屏障，阻碍了棉花基因功能验证和优异转基因材料创制，往往无法对当前棉花主栽品种进行目标性状的直接改良，难以实现以主栽品种为基础受体的基因聚合和品种改良。

　　该研究以棉花种子顶端分生组织干细胞为外植体，结合农杆菌和超声波处理，将外源载体整合到干细胞中，进而诱导干细胞产生不定芽，并利用壮观霉素抑制主芽生长，诱导腋芽的产生，有效降低嵌合体概率。该研究建立的SAMT转化体系成功打破了棉花种间和种内遗传转化的基因型限制，陆地棉、海岛棉和亚洲棉等多个棉种均成功进行了转化，获得的过量表达转基因材料和基因编辑突变体材料均可稳定遗传。SAMT体系的转化周期为2-3个月，未发生转基因再生苗不育现象，也未出现畸形苗。该体系的建立有助于加速棉花功能基因验证和优异种质资源创制，为棉花生物育种提供科技支撑。

　　该研究得到了国家自然科学基金创新研究群体、中国农业科学院科技创新工程、崖州湾种子实验室揭榜挂帅项目的支持。

学术支持

中国农业科学院棉花研究所

制作

光明网科普事业部

记者

宋雅娟 谢芸

“追根溯源”：研究揭示植物水杨酸信号和合成通路的起源进化机制******

　　近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作团队揭示了绿色植物中水杨酸信号和合成通路的起源进化过程，以及陆地化过程中水杨酸的重要作用。相关研究成果发表在《分子植物（Molecular Plant）》上。

绿色植物中水杨酸信号和合成通路的起源与进化示意图

　　植物激素水杨酸在植物应对陆地多种多样的生物和非生物胁迫过程中起至关重要的作用。然而关于植物中水杨酸合成和信号中关键蛋白的起源和进化过程，以及水杨酸是否普遍存在于绿色植物中及其在陆地化过程中的作用仍有很多未知。

　　该团队于2017年解析了水稻根中水杨酸合成的路径，并阐明了水杨酸调控根系发育的机制。在此基础上，该研究进一步系统地揭示了绿色植物中水杨酸合成和信号通路的起源与进化过程，同时发现基于花序分生组织异常基因（AIM1）的β氧化通路作为古老的水杨酸合成通路参与绿藻中水杨酸的合成。此外，该研究发现绿色植物中广泛存在的水杨酸对于绿色植物登陆后适应复杂的陆地土壤和高光强环境有着重要作用。该成果为进一步研究水杨酸在植物与土壤互作过程中的作用奠定了重要基础。

　　该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院青年创新专项及中国农科院科技创新工程等项目资助。

科普中国智惠农民

学术支持

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 徐磊

记者

宋雅娟 谢芸

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）