本期目錄
1. 首次發現引起桃早熟芽變的表觀遺傳機制
2. 揭示繼發性入侵機制和動態變化的研究取得新進展
3. 高山林線生態學研究取得新進展
4. 揭示獼猴桃維生素C生物合成和冷脅迫調控新機制
5. 揭示桃近核處果肉著色的形成機制
6. 多組學研究揭示藥用植物三葉青基因組進化和黃酮類代謝物生物合成的遺傳基礎
7. 探究全球生態恢復對植物遺傳多樣性的影響
8. 揭示植物繁殖策略的大尺度格局和驅動機制
9. 探究食品中微生物的揮發性有機化合物分析方法
10. 完成東非古老火山埃爾貢山的維管植物編目
首次發現引起桃早熟芽變的表觀遺傳機制
桃鮮嫩多汁、營養豐富，但不耐貯藏。芽變選擇廣泛用于果實成熟期等重要性狀的遺傳改良，但至今關于芽變產生遺傳機制的研究較少。近日，武漢植物園果樹分子育種研究團隊聯合安徽省農科院首次發現一條長約17 Mb的染色體片段的DNA甲基化變化是桃早熟芽變產生的原因。研究成果發表于New Phytologist。安徽省農業科學院周暉副研究員為論文第一作者，武漢植物園韓月彭研究員以及安徽省農業科學院張金云研究員和潘海發研究員為論文共同通訊作者。
研究發現，桃的17-Mb染色體片段存在等位基因缺失（alleleic dropout，ADO）和等位基因特異性表達（allelic imbalance，ASE）現象，闡明了DNA甲基化變化是導致這種大規模ADO和ASE現象的原因。還發現這個染色體片段內包含一個成熟期主效基因PpNAC1，該基因的DNA甲基化狀態的改變引起其表達水平升高是早熟芽變性狀產生的原因。
研究首次揭示了大規模發生等位基因缺失與等位基因特異性表達的這一罕見的詭異現象，并指出了等位基因缺失是一種常見現象，容易引起基因分型錯誤。
新聞鏈接：https://share.gmw.cn/difang/hb/2023-04/10/content_36486250.htm
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.18903
揭示繼發性入侵機制和動態變化的研究取得新進展
入侵植物嚴重威脅生物多樣性和生態環境，急需對其進行治理，降低其生態危害。在目標入侵植物被根除或控制后，其他非目標入侵植物占據空生態位，形成入侵的現象被稱為繼發性入侵。繼發性入侵會使生態系統再度面臨入侵植物的威脅。武漢植物園入侵生態學研究團隊揭示了繼發性入侵的時間動態和潛在機制。研究成果發表于New Phytologist。武漢植物園博士研究生沈常超為論文第一作者，黃偉研究員和陶至彬助理研究員為論文通訊作者。
研究發現，在生物防治目標入侵植物豚草后，非目標入侵植物的繼發性入侵普遍存在，且具有明顯物種特異性。但是，隨著防治時間推移非目標入侵植物的入侵性而不斷變化。防治早期：與目標入侵植物豚草親緣關系近的非目標入侵植物更容易發生繼發性入侵。防治后期，具有更大個體、更高比葉面積的非目標入侵植物更容易發生繼發性入侵。
該研究首次將系統發育相關性和植物性狀等入侵生態學相關理論結合，為了解入侵植物防治后的繼發性入侵機制與動態，以及提高入侵植物生物防治效率提供新的見解，同時也為預測入侵植物防治后的繼發性入侵物種提供理論和實踐指導。
新聞鏈接：http://www.pxdctg.com/xwdt/kydt/yjjz/202303/t20230322_6705987.html
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.18878
高山林線生態學研究取得新進展
處于物種分布海拔范圍上限的樹木對氣候變化極為敏感，氣候的變暖導致高山林線樹木的更新模式發生了深刻變化。然而，以前的研究只關注了日平均溫度升高的影響，忽視了白天和夜間升溫對高山林線樹木更新的不對稱性作用。武漢植物園森林生態學研究團隊揭示了高山林線對于白天和夜間溫度變暖的差異性響應及其潛在機制。研究成果發表于Global Change Biology。武漢植物園助理研究員史航為論文第一作者，張全發研究員和黨海山研究員為論文通訊作者。
研究表明，相比于白天溫度，林線更新對夜間溫度的變化更為敏感。產生這一現象的原因主要是，在全球變暖的背景下，白天溫度的升高更容易導致干旱情況的發生。
研究強調，鑒于當前全球地表溫度將繼續上升，需要更多關注白天和夜間變暖對陸地生態系統的不對稱影響，以制定有效的策略來應對未來全球氣候變化對山地森林生態系統的影響。
新聞鏈接：http://www.pxdctg.com/xwdt/kydt/yjjz/202303/t20230315_6697912.html
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/gcb.16675
揭示獼猴桃維生素C生物合成和冷脅迫調控新機制
植物如何減輕寒冷引發的損傷？武漢植物園獼猴桃種質資源與育種研究團隊揭示了獼猴桃抗寒的分子機制。相關成果發表在Plant Physiology期刊。武漢植物園特別研究助理劉曉瑩為論文第一作者，李大衛研究員和鐘彩虹研究員為論文通訊作者。
研究發現，植物在冷脅迫下誘導維生素C生物合成以減輕寒冷對植物氧化損傷現象，闡明了獼猴桃通過AceMYB102-AcePosF21-AceGGP3分子網絡調控維生素C合成減緩冷損傷的分子機制。
在寒冷的脅迫下，植物會產生大量活性氧（ROS），從而造成氧化損傷。AcePosF21基因的缺失會降低獼猴桃的維生素C濃度，從而增加活性氧的生成。同時，AcePosF21還參與激活AceGGP3基因的表達，而AceGGP3基因的高表達能夠促進維生素C的合成并清除過量的活性氧，最終減輕獼猴桃遭受的冷損傷。
研究證實，人類維持健康所必需的重要營養物質維生素C，在植物中能夠參與非生物脅迫和抗逆等諸多生理過程。本研究對抗寒分子機制的揭示，為獼猴桃的低溫抗性育種提供了基因資源和重要理論支撐。
新聞鏈接：https://h.xinhuaxmt.com/vh512/share/11398786?d=134b054&channel=weixin
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad121
揭示桃近核處果肉著色的形成機制
吃桃的時候，稍加留意，會發現有些桃挨著果核的果肉是紅色的，這種“近核紅”是桃特有的現象。在桃果實發育后期，靠近果核處的果肉因花青苷積累而變紅。此前，這種近核紅性狀產生的原因和機理尚不清楚。武漢植物園果樹分子育種研究團隊近期找到了導致桃近核紅性狀形成的重要基因并闡明了其分子機理。研究成果發表于The Plant Journal。武漢植物園助理研究員趙磊為論文第一作者，韓月彭研究員為論文通訊作者。
通過采用比較轉錄組方法挖掘調控桃近核紅性狀形成的重要基因PpHY5，通過酵母雙雜交篩庫得到其關鍵的協同因子PpBBX10，確認PpHY5在PpBBX10的協同下促進桃果實PpMYB10.1基因的轉錄激活，從而產生桃近核紅現象。
這一成果不僅豐富了果肉著色調控研究，也有望應用于桃育種，為罐裝桃產業提供更多優質的無近核紅性狀的桃品種。研究也表明，可能存在未知的調節因子參與調控桃近核紅性狀。
新聞鏈接：https://h.xinhuaxmt.com/vh512/share/11439111?d=134b0b9&channel=weixin
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/tpj.16189
多組學研究揭示藥用植物三葉青基因組進化和黃酮類代謝物生物合成的遺傳基礎
三葉崖爬藤（Tetrastigma hemsleyanum）是葡萄科崖爬藤屬多年生草質藤本植物，塊根或全草入藥，也稱三葉青，目前已被列為新“浙八味”中藥材培育品種之一，是浙江省新冠肺炎一號方“化濕宣肺合劑”的主要成分。武漢植物園東亞植物演化、保護與利用研究團隊揭示了藥用植物三葉青基因組進化和苯丙烷-黃酮類代謝物質生物合成的遺傳基礎，研究成果發表于The Plant Journal。浙江大學博士后朱珊珊（現為寧波大學副研究員）、博士生張心怡和任超前為論文共同第一作者，武漢植物園邱英雄研究員為論文通訊作者。
本研究基于多組學數據，解析了三葉青基因組中特有和擴張基因家族與多種活性成分合成有關，可能提高了其環境適應能力。此外，研究結果揭示了三葉青中黃酮類代謝途徑合成基因的重復模式及其與表達量的相關性，并闡明了黃酮類代謝產物在三葉青西南和中東部兩個譜系分化的遺傳基礎。研究結果為探明三葉青藥用活性成分的生物合成和調控機制奠定了基礎，也為三葉青野生資源的引種、馴化和育種提供了指導。
新聞鏈接：http://www.pxdctg.com/xwdt/kydt/yjjz/202303/t20230306_6688944.html
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/tpj.16169
探究全球生態恢復對植物遺傳多樣性的影響
遺傳多樣性作為生物多樣性的重要組成部分，對植物個體適合度和種群應對環境變化至關重要。然而，人為活動引起的生境破碎化和生境喪失，已導致全球許多野生植物面臨遺傳多樣性喪失。當前，生態恢復作為當前生物多樣性保護和恢復的重要措施之一，在全球范圍內得到廣泛實施。武漢植物園植被生態學研究團隊對全球范圍內的生態恢復是否能促進被恢復植物種群的遺傳多樣性進行了探究，研究成果發表于Journal of Applied Ecology。武漢植物園魏新增研究員為論文第一作者，江明喜研究員為論文通訊作者。
研究顯示，當生態恢復時間小于50年時，被恢復植物種群的遺傳多樣性顯著低于參照種群，而當恢復時間大于等于50年時，被恢復種群的遺傳多樣性與參照種群相當。
與參照和退化種群相比，生態恢復并未顯著提高被恢復植物遺傳多樣性。但在條件允許情況下，采用被動恢復、直接播種和多種源混合的策略可以顯著提高被恢復植物遺傳多樣性。
基于以上研究發現，研究人員呼吁，在未來涉及植物的生態恢復中，應該將植物種群的遺傳多樣性恢復作為一個重要目標。
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/1365-2664.14390
揭示植物繁殖策略的大尺度格局和驅動機制
在自然界中，哪些植物更可能進行克隆繁殖？哪些環境條件有利于克隆繁殖？是植物性狀還是環境變量更能解釋植物的克隆性？為了回答這些科學問題，武漢植物園宏觀生態學研究團隊和澳大利亞新南威爾士大學的研究人員以澳大利亞4116個物種的914456個分布數據為基礎，量化了克隆植物的概率與4個植物特征和16個環境變量之間的二元關系，研究成果發表于Journal of Biogeography，東北地理與農業生態研究所張紅香研究員為論文第一作者，武漢植物園陳思翀研究員為論文通訊作者。
研究表明，克隆植物的概率與植物特征的關系更強烈，與環境變量的關系相對較弱。矮小植物、草本、單子葉植物更可能進行克隆繁殖，并且克隆植物在低溫、低太陽輻射、高水分供應、高凈初級生產力和高土壤有機碳和氮含量的環境中更常見。高大植物、木本、雙子葉植物通常只能有性繁殖，并且非克隆植物在干燥和土壤貧瘠的環境中更常見。
這一重要發現將推進人們對植物繁殖策略大尺度格局及兩種繁殖方式進化意義的理解。表明克隆繁殖是植物在資源豐富的環境下進行種群擴張的策略，而不是在環境脅迫條件下替代有性繁殖的保障策略。
新聞鏈接：http://www.pxdctg.com/xwdt/kydt/yjjz/202304/t20230406_6727842.html
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/jbi.14577
探究食品中微生物的揮發性有機化合物分析方法
微生物揮發性有機化合物（mVOCs）是食品中的微生物在代謝過程中產生的約2000種化學性質不同的揮發性代謝產物，是檢測食品早期污染的指標，在食品安全監測中備受關注。武漢植物園植物化學生物學研究團隊系統地探究了食品中微生物的揮發性有機化合物分析方法，助理研究員范民霞為論文第一作者，郭明全研究員為論文通訊作者，研究成果發表于Food Chemistry。
研究總結了mVOCs的種類及其產生機制，匯總了頂空、吹掃捕集、固相微萃取和針式捕集法等mVOCs采樣方法，并對mVOCs的分析方法（離子遷移譜法、電子鼻法、生物傳感器等）及其在食品微生物污染檢測中的應用進行了系統的回顧。指出便攜式設備、新興的新材料、高通量和現場檢測、高性價比和大規模生產的分析儀器將成為未來mVOCs檢測的有希望的方向。
本研究為食品安全檢測及食品品質把控提供了參考依據，并為未來食品安全中mVOCs檢測方法的發展提供研究方向。
新聞鏈接：http://www.pxdctg.com/xwdt/kydt/yjjz/202304/t20230408_6728439.html
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.135950
完成東非古老火山埃爾貢山的維管植物編目
埃爾貢山是東非最古老的火山之一，位于肯尼亞和烏干達的交界處，最高點海拔4321米。近日，武漢植物園胡光萬研究員團隊聯合肯尼亞國家博物館整理出目前最全面的埃爾貢山植物名錄，相關研究發表于PhytoKeys。武漢植物園已畢業博士研究生Peninah Cheptoo Rono為論文第一作者，胡光萬研究員為論文通訊作者。
研究團隊通過實地調查，結合已有標本，完成了埃爾貢山1709種維管植物（含75個亞種和45個變種）的編目，包括1565個本地種和144個外來種。記錄到103種植物為埃爾貢山區域特有物種，其中14種是稀有物種。根據國際自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄，埃爾貢山有2種植物為極危、 4種植物為瀕危、9 種植物為易危、29 種植物為近危。在野外考察的過程中，研究團隊還發現了一個葫蘆科新物種—埃爾貢悅猴瓜（Peponium elgonense N.Wei, G.W.Hu & Q.F.Wang）。
這項研究將有助于對埃爾貢山植物進行更加深入的生態學和系統發育研究，同時也為確定埃爾貢山需要優先保護的物種、制定生物多樣性管理政策提供了基礎資料和科學依據。
論文鏈接：https://doi.org/10.3897/phytokeys.223.97401
