《植物生物学简报》第10期
植物生物学简报
第10期 （总第10期） 2024年4月
01
政策规划
澳大利亚启动《国家生物安全战略实施计划》
继2022年8月澳大利亚发布首个《国家生物安全战略》之后，2024年2月8日，澳大利亚启动《国家生物安全战略实施计划》。《国家生物安全战略实施计划》支持从现在到2032年推出《国家生物安全战略》。实施计划概述了治理安排，并将为该战略10年生命周期内的未来规划工作提供信息。实施计划将在 6个优先领域采取行动：共享生物安全文化、更牢固的伙伴关系、高技能劳动力、协调防备和应对、可持续投资、技术、研究和数据支持的整合。该实施计划将有助于制定未来的国家行动计划，并支持建立一个相互联系、有弹性和共享的国家生物安全系统的愿景。
信息来源：https://www.agriculture.gov.au/about/news/national-biosecurity-implementation-plan-launches
02
项目资助
美国国家科学基金会（NSF）更新发布NSF 24-547植物基因组研究计划（PGRP）项目征集
2024年2月16日美国国家科学基金会 （NSF）更新发布NSF 24-547植物基因组研究计划（PGRP）项目征集植物基因组研究计划（PGRP）支持基因组规模的研究，以解决具有生物学、社会和经济重要性的挑战性问题。PGRP鼓励开发创新工具、技术和资源，使广泛的植物研究界能够回答全基因组规模的科学问题。重点放在所处理问题的规模和深度以及方法的创造性上。植物基因组学产生的数据应该是可用的、可访问的、跨尺度整合的，并且对生物学具有很高的影响。培训、扩大参与和职业发展对科学进步至关重要，应纳入所有 PGRP 资助的项目。
目前有两条提案方向可供选择：
RESEARCH-PGR TRACK：基因组规模的植物研究，以解决生物学中的基本问题，包括具有经济和/或社会重要性的过程。
TRTech-PGR TRACK：进一步实现功能性植物基因组学的工具、资源和技术突破。
预期奖项类型：标准补助金或持续补助金
预计奖励数量：15至20个
预计资助金额：$30,000,000
大约30,000,000美元将用于新的和持续的奖励。估计的计划预算、奖励数量和平均奖励数量、规模/期限取决于资金的可用性。
信息来源：https://new.nsf.gov/funding/opportunities/plant-genome-research-program-pgrp/nsf24-547/solicitation
03
科研进展
1、Science：花粉管尖端生长缺陷导致新多倍体不育瑞士苏黎世联邦理工学院Kirsten Bomblies课题组近日取得一项新成果。经过不懈努力，他们揭示了花粉管尖端生长缺陷导致新多倍体不育。该项研究成果发表在2024年3月1日出版的《科学》上。该文报道了拟南芥新多倍体花粉管尖端生长的严重生育缺陷。新形成的多倍体A. arenosa花粉管生长缓慢，解剖和生理异常，经常过早破裂，基因表达改变。这些表型在进化的多倍体中得到了恢复。研究团队还发现，在天然四倍体A. arenosa中，两个尖端生长基因的配子体(花粉管)基因型与四倍体的花粉管性能密切相关。他们的工作确立了花粉管尖端生长是新多倍体植物的重要生育挑战，并为自然进化的多基因解决方案提供了见解。研究人员表示，基因组复制(产生多倍体)是真核生物进化的新引擎，也是一种很有前途的作物改良工具。然而，新形成的多倍体通常具有较低的生育能力。信息来源：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh0755
推荐评论：基因组多倍化：进化的引擎，作物改良的挑战？
该研究通过研究多倍体拟南芥，发现新形成的多倍体拟南芥花粉管生长缓慢、并易破裂，但在进化的多倍体能够得到一定程度恢复。他们还发现新多倍体植物的生育挑战与花粉管尖端生长紧密相关，这为自然进化的多基因解决方案提供了见解，同时也提出了基因组复制在作物改良中的挑战。
2、PNAS：BUB3.3调控植物纺锤体组装检验点的新机制
2024年3月11日，四川大学林宏辉教授课题组与加州大学戴维斯分校柳波教授课题组合作在PNAS发表了题为The Arabidopsis BUB1/MAD3 family protein BMF3 requires BUB3.3 to recruit CDC20 to kinetochores in spindle assembly checkpoint signaling的研究论文，揭示了非经典的BUB3.3蛋白在植物SAC中的关键作用。
该研究发现，BUB3.3在整个有丝分裂过程中与动粒结合，这与其他物种中BUB3蛋白的行为模式有所不同。进一步的研究表明，当BUB3.3缺失时，会出现染色体错误分配和微核形成等问题，这提示了BUB3.3可能参与了细胞分裂的监控。
BUB3.3的缺失并不影响其他SAC蛋白如MAD1和BMF3的动粒定位。相反，BUB3.3能够特异性结合BMF3蛋白的两个内部重复序列，从而使BMF3能够招募CDC20蛋白至动粒，阻止细胞进入后期分裂。这一机制与动物细胞中经典的BUB3-BUB1/BUBR1途径不同，反映了植物细胞进化出了特异性的有丝分裂检验点调控机制。该研究不仅扩展了我们对有丝分裂检验点的认知，也为解析植物细胞周期调控的独特机制提供了新的线索。
信息来源：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2322677121
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该研究发现植物BUB3.3在有丝分裂中与动粒结合，缺失时可能导致染色体错误分配。此外，BUB3.3与BMF3结合，使其能够招募CDC20蛋白至动粒，阻止细胞进入后期分裂。这一机制展示了植物细胞特有的有丝分裂检查点调控机制。
3、Nature Plants：玉米与根际有益微生物互作的遗传调控及环境适应性机理
2024年3月21日，西南大学资源环境学院陈新平教授团队联合德国波恩大学等国内外多所高校在Nature Plants发表了题为“Heritable microbiome variation is correlated with source environment in locally adapted maize varieties” 的论文，揭示了非生物胁迫下植物-微生物有益互作的遗传基础和环境调控机制。
该研究应用玉米地方种质资源群体探索作物与微生物互作关系，从作物与自然环境适应性角度去理解作物在抵抗非生物胁迫方面的微生物潜能。课题组综合利用微生物扩增子测序技术-作物群体遗传学方法-基因组预测手段，揭示玉米种子原生栖息地生态环境信息可以很好的预测未来新的环境下的根系和根际微生物的组装；引入植物环境基因组学关联分析（eGWAS）找到特定的玉米遗传位点显著与材料来源当地的氮素水平及根际益生菌（Massilia）关联；通过玉米转座子突变体库找到不同遗传背景条件下(B73 和F7) 的玉米单个基因调控根际微生物群落及特定的根际益生菌（Massilia）；通过接菌功能验证发现Massilia的促生功能独立于土壤条件，具有重大的农业应用潜能。研究成果不仅为适应生态条件的作物遗传改良提供了创新思路，而且为养分高效品种培育提供了靶向基因和根际微生物。
成果对玉米根际微生物组的研究揭示了植物如何招募特定的微生物组来缓解非生物胁迫，为农业中的精准微生物组工程提供了线索。
信息来源：https://www.nature.com/articles/s41477-024-01654-7
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该研究发现玉米遗传背景影响其根际微生物组成，特定基因在调控微生物互作。环境信息可预测根际微生物组装，同时Massilia菌株具有促生功能，可能成为农业应用的重要资源。这些发现不仅为作物遗传改良提供新思路，也为高效养分品种的培育提供了基因和微生物靶点。
4、Nature Plants：植物基因组测序与组装技术分析并建立N3数据库
2024年3月20日，浙江大学樊龙江教授课题组在国际知名期刊Nature Plants发表了题为“Technology-enabled great leap in deciphering plant genomes”文章，开展了植物基因组测序与组装技术分析，并建立了N3数据库。
该研究系统收集并分析了自2000年（第一个植物基因组发表）以来测序组装完成的高质量植物基因组，合计包括来自1,575个物种的3,517个基因组。这些测序完成的基因组中，2/3的基因组（2,373个）和1/2的植物物种（793个）是在最近三年（2021-2023）完成的，相比于前20年（2000-2020）呈现出了一个巨大飞跃。
该研究系统分析了完成这些基因组的测序技术和组装算法及其变迁。测序和拼接技术的进步推进了近期植物基因组学研究的快速发展。为了更全面地展示测序物种信息，并提供有关测序技术和组装算法应用情况，搭建了N3数据库（N3: plants, genomes, technologies），提供了现有3,517个植物基因组的详细信息，包括测序平台、组装质量、组装工具、可用基因组及其注释文件的下载链接等。该数据库为植物基因组学研究提供了重要资源和支撑。
信息来源：https://www.nature.com/articles/s41477-024-01655-6
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该研究发布了一项关于植物基因组测序与组装技术的研究，建立了N3数据库，收集分析了3,517个高质量植物基因组，进一步推动了植物基因组学研究的迅速发展。
5、Nature Plants：实现“一步法”创制芸薹属作物CMS系新突破
2024年3月18日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝类蔬菜遗传育种创新团队在Nature Plants发表了题为：“One-step creation of CMS lines using a BoCENH3-based haploid induction system in Brassica crop”的科研论文。该研究通过对青花菜BoCENH3保守基因进行定向编辑（CRISPR-Cas9），在全球范围内率先创制了芸薹属作物父系单倍体诱导系（青花菜），利用该诱导系介导细胞质替换，实现了“一步法”创制细胞质雄性不育（Ogura CMS）系的新突破。
该研究首次创制了青花菜父系单倍体诱导系。通过对BoCENH3基因α2-helix区域进行基因编辑，从中分别筛选出恢复移码突变体和框内缺失突变体。这些突变体在作为母本进行杂交的情况下，能够诱导产生父本单倍体，诱导效率约为1%。
该研究发现，使用青花菜BoCENH3突变体进行单倍体诱导过程中，仍遵循细胞质母系遗传的特点，即细胞质来自母本，细胞核来自父本。研究再次创制了含Ogura CMS细胞质的BoCENH3单倍体诱导系，通过与青花菜自交系进行杂交，在后代中成功筛选出含Ogura CMS胞质的父系单倍体，经染色体加倍后，二倍体CMS系与父本表型一致，且保留了CMS材料败育彻底、蜜腺发达和杂交结实正常等优良特性，可直接作为CMS育种亲本使用。这是继20世纪通过细胞工程—体细胞杂交途径创制第一代芸薹属Ogura CMS材料以来又一开创性的成果。
信息来源：https://www.nature.com/articles/s41477-024-01643-w
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该研究利用CRISPR-Cas9技术创制了青花菜父系单倍体诱导系，实现了“一步法”创制细胞质雄性不育系。这项研究为青花菜育种带来了新的可能性，突破了传统育种方法的局限。
6、Molecular Plant：首个林木树种（杨属）超泛基因组图谱
2024年3月14日，Molecular Plant在线发表了四川大学和南京林业大学等团队合作完成的题为”The super-pangenome of Populus unveil genomic facets for its adaptation and diversification in widespread forest trees”的研究论文。通过构建杨属物种属级水平超泛基因组，并结合包含转录组、甲基化组、染色质可及性、群体重测序、基因功能验证等多维度、多尺度证据，深入解析了基因组同源/等位变异和表观遗传调控在杨属物种形态特征多样化和差异环境适应性中的潜在作用和可能机制。
作为第一个林木树种属级水平泛基因组图谱，杨属超泛基因组的构建为后续进一步深入研究林木重要性状形成的分子遗传机制提供了重要基础。此外，该研究构建了首个杨属泛基因组数据库（http://www.populus-superpangenome.com/），以期为杨属物种的遗传本底解析和分子育种改良提供必要遗传资源和参考信息。
信息来源：https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(24)00082-0
推荐评论：杨属超泛基因组：揭示森林树木多样性的基因组面貌
该研究构建了杨属物种层面的超泛基因组图谱，通过多维度、多尺度的证据，深入解析了基因组同源/等位变异和表观遗传调控在杨属物种多样性和环境适应性中的作用和机制。这一研究为林木重要性状形成的分子遗传机制提供了基础，并建立了杨属泛基因组数据库，为遗传解析和分子育种改良提供了重要资源和参考信息。
7、Nature Communications：首次发现植物根尖蜡质层
2024年3月26日，兰州大学生命科学学院黎家教授课题组在Nature Communications发表题为“Defects in the cell wall and its deposition caused by loss-of-function of three RLKs alter root hydrotropism in Arabidopsis thaliana”的研究论文，首次发现一组类受体激酶（包括ARH1，FEI1，FEI2）通过调节根尖细胞壁、角质及蜡质合成而负向调控根向水性生长。该研究首次发现模式植物拟南芥根冠最外侧被蜡质层包裹，并证明根冠蜡质层在根尖向水性生长和渗透胁迫响应中发挥重要功能。
该研究发现蜡质在根冠及根冠侧细胞外侧分布。发现根冠蜡质层不仅丰富和完善了人们对于根尖结构的认识，而且对其生物学功能的研究可能对于揭示根尖逆境响应的研究带来新的突破点。该课题组将进一步开展植物根冠蜡质的生物学功能研究。
信息来源：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46889-2
推荐评论：根冠蜡质，解密根尖生长的奥秘
该研究发现一组类受体激酶通过调节根尖细胞壁、角质及蜡质合成，负向调控拟南芥根向水性生长。他们首次发现根冠蜡质层对根尖生长和渗透胁迫响应至关重要，为揭示植物根尖逆境响应提供了新的突破点。
8、Nature Communications：稻瘟菌核心效应蛋白MoNLE1靶向水稻PUX-CDC48蛋白降解系统干扰植物免疫反应的新机制
2024年3月22日，中国农业科学院植物保护研究所研究团队在Nature Communications上发表了题为“A fungal core effector exploits the OsPUX8B.2–OsCDC48-6 module to suppress plant immunity”的研究论文。该研究发现了一个高度保守的稻瘟菌核心效应蛋白MoNLE1通过靶向水稻“PUX-CDC48”蛋白降解系统组成的分子模块进而干扰植物免疫反应的分子机制。
研究对侵染水稻、小麦、谷子、杂草等寄主的187个稻瘟菌株基因组进行了效应蛋白编码基因分析，最终在水稻致病型菌株中发现了6个高度保守的核心效应蛋白。进一步实验证实MoNLE1是病原菌侵染的关键毒性因子，并且MoNLE1的毒性功能依赖于其核定位信号。通过筛选MoNLE1在水稻中的靶标蛋白发现其直接并特异结合水稻中的一个PUX[Plant Ubiquitin regulatory X（UBX）-containing]蛋白—OsPUX8B.2。OsPUX8B.2与解折叠酶OsCDC48-6（Cell Division Cycle 48-6）协同工作降解一个稻瘟病免疫负调控因子OsBHT以增强水稻对稻瘟菌的免疫活性。为了克服水稻抗性，稻瘟菌进化出高度保守的效应蛋白MoNLE1，该蛋白在病菌侵染过程中特异结合OsPUX8B.2从而抑制寄主免疫反应。
本研究阐明了病原真菌进化出特异且高度保守的效应蛋白干扰植物的PUX-CDC48信号通路促进病原菌侵染的致病新机制。
信息来源：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46903-7
推荐评论：稻瘟菌如何“入侵”水稻免疫系统？
该研究揭示了稻瘟菌核心效应蛋白MoNLE1利用靶向水稻PUX-CDC48蛋白降解系统干扰植物免疫反应的新机制，阐明了病原真菌如何通过这一策略促进侵染，引发对植物免疫系统的重大挑战。
04
会议动态
1、第十三届植物线粒体生物学国际会议（ICPMB 2024）将在法国圣马洛举办
2024年5月26日至30日，第十三届植物线粒体生物学国际会议将在法国圣马洛举办。两年一度的ICPMB的目的是为全世界专门从事植物线粒体生物学各个方面的初级和高级学术研究人员提供一个国际论坛。会议将促进研究成果和思想的交流，并将新兴概念带到最前沿。该活动计划举办约50场会议和两场海报会议，将展示在气候变化背景下植物生物学和农学面临重大挑战的领域研究的活力和卓越性。
信息来源：https://icpmb-2024.sciencesconf.org/resource/page/id/15
2、第二十届国际植物保护大会（XX IPPCATHENS2024）将在希腊雅典举办
2024年7月1日至5日，第二十届国际植物保护大会将在希腊雅典举办。大会将包括全体会议和同期会议，提供最新的信息和研究数据，并邀请演讲者进行口头和海报展示，以涵盖所有植物保护学科，包括植物病理学、昆虫学、杂草科学、线虫学、植物育种、技术转让和与植物保护学科相关的学科。
全体会议的演讲将重点关注：气候变化对植物保护的影响；不断变化的世界中的植物保护——答案在过去吗；开发和实施植物生物安全和植物保护数字识别工具的战略；欧盟战略背景下的抗性育种“从农场到餐桌”；释放微生物组在可持续农业中的潜力。
同期会议将主要关注：当前影响主要区域作物或具有国际意义的作物（如葡萄树、橄榄、柑橘、热带果树、谷物、蔬菜、森林等）的植物保护问题将得到强调。将邀请顶尖科学家介绍有关化学植物保护问题的最新信息，这些问题有助于私营部门在农用化学品-制药化学方面的最新进展和替代方案。IPPCAthens2024的进一步目标，将邀请讲座和口头报告，直接来自植物害虫分子相互作用的研究转化，讨论植物保护科学的热门研究课题和最新发展。将促进和促进年轻科学家和顶尖研究领导者之间的科学联系，帮助与全球领先的研究小组开展研究合作和联系。
信息来源：https://www.ippcathens2024.gr/
3、第二十届国际植物学大会（IBC 2024）将在西班牙马德里举办
2024年7月15日至27日，第20届国际植物学大会（IBC 2024）将在西班牙马德里举办。这次大会是由国际植物学与真菌学会联合会（IABMS）监督的，原计划在2023年举行，但由于全球新冠疫情的影响，会议被推迟到了2024年。IBC 2024将分为两个主要部分：（1）命名法规讨论会：于2024年7月15日至19日进行，专门讨论和修订植物命名的相关法规。（2）大会主体：从2024年7月21日至27日，涵盖大会报告、分会讨论、海报展示、展商展览以及短期课程和研讨会等多样化的内容。
大会主要议题包括：系统学、系统发育学、生物地理学和进化；生态、环境和全球变化，包括入侵物种和动植物相互作用；生物多样性与保护；结构、生理和发育，包括 Evo-Devo；遗传学、基因组学和生物信息学；植物与社会。
信息来源：https://ibcmadrid2024.com/
4、第三届中国植物修复生物学学术研讨会将在贵州贵阳举办
2024年7月24日至27日，第三届中国植物修复生物学学术研讨会将在贵州贵阳举办。本次会议以“植物改造环境，保障绿色发展”为主题，围绕重金属、有机污染物、土壤盐碱化等土壤障碍形成、调控及植物修复的主旨，从“土壤障碍形成的地球化学过程、植物修复机理、修复植物改良设计、植物修复实践与应用等四个方向展开讨论，旨在展示植物修复领域的最新理论与应用研究进展，促进本领域专家与青年学者之间的交流。
信息来源：https://www.cspb.org.cn/news/2902.html
5、第八届国际黄单胞菌基因组学大会将在上海举办
为了加强黄单胞菌所致植物病害绿色防控理论与实践的水平，提升我国在此领域的学术和学科影响力，第八届国际黄单胞菌基因组学大会将接续于2024年8月4日至8日在上海交通大学召开。会议将由上海交通大学农业与生物学院和上海市植物病理学会举办，上海市现代种业协同创新中心承办。
本次会议主题为“组学引领植物细菌病害防控”。会议内容包括大会报告、Sessio报告、青年才俊展示报告三个环节。大会特邀国内外约15位知名专家作大会专题报告。Sessio报告设置5个专题，分别是 Epidemiology 、Population Biology 、Pathogen Virulence、Molecular Xanthomoonas-Host Interaction and Novel Strategy to Control Diseases。拟在会议上作Sessio报告或青年才俊展示墙报的参会代表，请于6月1日前请将相关文档发送至会务组秘书处邮箱 。
信息来源：https://cpmi.sjtu.edu.cn/
主编：冷冰 副主编：江晓波
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邮箱：xbjiang@sinh.ac.cn
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网址: 《植物生物学简报》第10期 https://m.huajiangbk.com/newsview773717.html
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