学校专题近一个月，华中农业大学连续

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年6月以来，华中农业大学连续发表了8篇高水平的文章，其中包括王学路课题组的NatureCommunication的文章一篇，该研究首次揭示了植物激素油菜素甾醇协同独脚金内酯决定水稻中胚轴驯化的遗传和分子机制；张献龙课题组的PlantCell的文章一篇，该研究阐明了DNA甲基化对于高温胁迫下花粉活性和花药开裂具有不同的调控作用；赵云德和邓秀新及徐强课题组的MolecularPlant两篇文章，分别报道了开发出了一种新的无残留基因编辑技术和提出了果实柠檬酸降低是橘子驯化最显著的特征；张献龙及金双侠课题组的PlantBiotechnologyJournal的文章一篇，该文报道了开发了一种连续组织培养、再生驯化策略提高棉花再生、转化效率的新策略，并利用多重组学研究手段对这一策略的表观遗传学机制进行解析；刘继红课题组的NewPhytologist的文章一篇，该文建立了一个完整的盐胁迫应答信号通路（即ABA-ABF2-WKY40-SOS2/P5CS1），并揭示了非生物胁迫下植物积累脯氨酸的分子调控网络，并为建立逆境条件下激素合成、信号转导以及代谢物积累的整合调控网络提供了强有力的证据；别之龙课题组的JournalofExperimentalBotany的文章一篇，该文解析了印度南瓜和中国南瓜耐盐差异的生理和分子机制；叶志彪教授课题组的PlantJournal的文章一篇，该文揭示了番茄多细胞腺毛可能不同于拟南芥单细胞茸毛形成的分子机制，为进一步利用多毛性状培育抗虫番茄新品种奠定了关键基础。

年6月28日，NatureCommunications发表了华中农业大学王学路团队的最新研究成果:“NaturalselectionofaGSK3determinesricemesocotyldomesticationbycoordinatingstrigolactoneandbrassinosteroidsignaling”。该研究首次揭示了植物激素油菜素甾醇协同独脚金内酯决定水稻中胚轴驯化的遗传和分子机制。

胚轴的伸长是种子萌发后顶土出苗的动力，中胚轴的伸长是与禾本科作物出苗密切相关的重要株型性状。中胚轴的长度在野生稻和栽培稻中的多样性呈现明显差异，具有优良的中胚轴伸长能力的种质将能推动水稻从传统的移秧耕种方式向节约劳动力和水资源的直播耕种模式的转变。因此，揭示水稻中胚轴发育的驯化、遗传、细胞和生化机制是向高效节约型耕种模式转变的推动力。

该研究首先通过水稻中胚轴长度的GWAS分析，发现并证明了油菜素甾醇（Brassinosteroids,BRs）信号通路的关键组分OsGSK2编码区的等位变异通过改变自身激酶活性决定了水稻中胚轴长度的自然变异和从野生稻到栽培稻的驯化；BRs促进水稻中胚轴伸长主要通过OsGSK2磷酸化调控一类植物特有的功能未知的细胞周期蛋白CYCU2的蛋白稳定性来促进细胞分裂；进一步研究发现独脚金内酯（Strigolactones，SLs）通过D3降解被OsGSK2磷酸化的CYCU2来抑制中胚轴的伸长。该研究不仅揭示了BRs协同SLs共同调控水稻中胚轴的驯化和伸长的分子机制，也揭示了由OsGSK2介导的BR信号通路在水稻中的驯化机制。

本研究发现的新细胞周期蛋白CYCU2受油菜素甾醇信号和独脚金内酯信号关键组分协同调控的遗传、生化和进化机制，回答了长期以来人们探究的油菜素甾醇和/或独脚金内酯如何调控中胚轴伸长的科学问题，具有重要的理论意义。这些发现为通过改良水稻中胚轴伸长从而促进水稻直播模式的发展提供了具有自主知识产权的新基因、独特的等位变异和新途径。

年6月ThePlantCell杂志在线发表了华中农业大学张献龙课题组题为“Disruptedgenomemethylationinresponsetohightemperaturehasdistinctaffectsonmicrosporeabortionandantherindehiscence”的研究论文，该研究阐明了DNA甲基化对于高温胁迫下花粉活性和花药开裂具有不同的调控作用。

该课题组前期鉴定了两个在高温下存在表型差异的材料：“”（耐高温）和“H05”（敏高温），转录组测序发现敏高温材料“H05”在高温下的差异表达基因数目远远超过耐高温材料“”，猜想“”和“H05”中存在有差异的表观修饰，同时液相色谱测定结果显示两者内源的DNA甲基化整体水平在高温胁迫下存在显著差异，DNA甲基化整体水平的波动可能影响糖信号、活性氧、和生长素之间的平衡导致雄性败育（Minetal.,PlantPhysiology）。进一步分析发现高温胁迫上调敏高温材料“H05”中I型酪蛋白激酶在花药绒毡层和小孢子中的表达，影响花药中糖与激素信号之间的平衡，导致败育（Minetal.,PlantJournal）。但DNA甲基化参与植物雄性生殖器官高温响应的机制仍不清楚。

为建立高温胁迫导致DNA甲基化变化调控花药育性之间的关系，继续采用“”和“H05”，分别在常温和高温条件下，构建了四分体时期，绒毡层降解时期和花药开裂期三个重要花药发育时期的DNA甲基化差异图谱。阐明在高温胁迫下，“H05”呈现出相对较低的DNA甲基化水平，而“”则一直维持在较高的水平。“H05”中较低的24nt小RNA数量暗示着小RNA介导的DNA甲基化建立途径（RdDM）受到影响。通过外施DNA甲基化抑制剂，发现“H05”在常温下出现了类似高温胁迫下花粉不育的表型，但与此同时花药壁却正常开裂。进一步的RNA测序结果显示，糖和活性氧代谢途径明显受到DNA甲基化的调控，而生长素路径在抑制剂的处理下却没有出现明显的变化。

本研究首次绘制了高温与常温下棉花花药中的DNA甲基化图谱，并首次发现高温胁迫下导致的花粉不育和花药壁不开裂表型受不同的路径调控，这对进一步研究高温导致雄性不育的机理，创制耐高温种质具有重要意义。

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