高营养水稻新育种材料被首次发现

　　与澳大利亚合作，中国科学家通过半粒种子筛选方法获得了一个糊粉层增厚的水稻品系ta2，使水稻的维生素、微量元素和膳食纤维等营养品质因子得到普遍提升。这是国际上首次发现的一种可用于培育高营养水稻的新型育种材料。该成果于10月2日在《美国科学院院刊》上在线发表。
　　人类70%的粮食来自禾本科作物的胚乳，胚乳由糊粉层和淀粉胚乳两部分组成。白米来自淀粉胚乳，主要成分为淀粉类碳水化合物，而外部糊粉层则富含蛋白质、维生素、膳食纤维和微量元素。尽管二者发育起源相同，但分化命运和营养物质积累迥异。
　　中国科研小组通过创建半粒种子筛选体系，筛检了近3万粒种子获得了可用于培育高营养水稻的新型育种材料。基因克隆发现，这一表型是由于一个DNA去甲基化酶基因OsROS1显性负突变体产生，其糊粉层从一般水稻的1层细胞增加到4～10层。小麦、玉米、大麦等禾本科作物中均存在与OsROS1蛋白序列相似性很高的去甲基化酶，并在胚乳发育过程中表达。
　　这一发现不仅为了解禾本科作物胚乳发育和营养物质积累的表观遗传调控提供了理论基础，而且也为水稻营养品质改良育种提供了重要的遗传材料。
　　目前，该研究组正在尝试利用基因编辑技术调控小麦、玉米等作物中去甲基化酶ROS1基因的表达活性，有望开拓禾本科作物营养品质育种的新路径。
　　

我国首次在“天宫二号”完成植物生长全过程实验

　　“天宫二号”在轨运行两年多来，开展了众多空间科学和应用实验，其中包括完成我国首次高等植物“从种子到种子”的空间长周期培养实验，为发展空间植物培养技术、探索保障人类长期空间生存又向前迈进了一步。
　　2016年9月15日，“天宫二号”在发射之际，搭载了一个微型培养箱，里面种植有粮食作物的典型代表水稻和绿叶植物的典型代表拟南芥。除了部分植物样品于2016年11月18日随着“神舟十一号”返回地面，大部分植物样品至今仍然留在天宫二号。科研人员成功地通过地面遥控，对留在太空中的培养箱进行温控和浇水，启动了拟南芥和水稻的生长，并顺利开花结果。这是我国首次在太空中完成“从种子到种子”全过程的空间植物培养实验。
　　此次实验验证了利用植物光周期反应原理调控空间植物营养生长与生殖生长的设计思想，为有效利用空间有限资源进行最大化的植物生产，提供了重要空间实验证据；首次成功获得了拟南芥和水稻在“长日”与“短日”条件下，生长发育全过程的实时图像数据，并有多项新的发现；首次获得微重力在叶维管组织发育作用的证据，并对其进行了转录组分析；首次对水稻吐水、拟南芥寿命和根的“向触性运动”进行了观察与分析。
　　通过与地面上同步种植的水稻与拟南芥进行对比研究，科研人员还发现了一些有趣现象，例如：由于在太空中没有地球上的重力引导，植物方向感差，根的定向生长运动明显受阻，太空中的水也不能有效地回到土壤中。但在太空微重力的条件下，水稻的吐水活性却显著增强。利用这一特性，未来可应用于空间制备净化水或空间制药。
　　

科学家揭示入睡困难新机制

　　近日，中国课题组的一项研究，发现了一种电压门控钾离子通道Kv4在睡眠调节中的作用，揭示了一种入睡困难的新机制，相关成果近日发表于著名期刊《神经科学杂志》上。
　　研究人员选择果蝇这一在睡眠研究上经典的模式生物为研究对象，从行为学实验开始进行了研究。当把果蝇放在早晨9点灯亮，晚上9点灯灭的环境中时，果蝇会在夜晚灯灭以后大约半小时后入睡。而把果蝇神经系统的Kv4敲除以后，研究人员观察到果蝇的入睡时间显著性地推迟了。这样的现象说明，Kv4可能在入睡过程中起着重要的调控作用。
　　进一步的实验更有针对性地选择了一组已经被证实在入睡调控中起关键作用的神经元——PDF神经元。PDF神经元的兴奋会对睡眠起抑制作用，其分泌的PDF是一种神经肽，调控着果蝇的睡眠与节律。当使用GAL4/UAS系统对此区域神经元内的Kv4进行功能性敲除后，果蝇的入睡时间同样发生了显著的延迟现象。这进一步证明，PDF神经元内的Kv4对于果蝇的入睡调控起着重要作用。
　　专家表示，这项研究不仅首次直接证明了Kv4在睡眠调节中所起的作用，同时也为“失眠症”的相关研究提供了可能的思路。
　　

中国40年水电发电量约相当于43亿吨标煤

　　“改革开放40年中国水电”纪念大会9月26日上午在北京举行。从会上了解到，40年来我国水电累计发电量超过14万亿千瓦时，约相当于替代标准煤43亿吨，减排二氧化碳113亿吨、二氧化硫0.37亿吨、氮氧化物0.32亿吨，对保卫蓝天碧水做出了重要贡献。
　　中国水力发电工程学会理事长张野介绍，改革开放之初，我国水电装机容量和发电量仅为1727万千瓦和446亿千瓦时，至2017年年底分别为3.41亿千瓦和1.19万亿千瓦时，增长了近20倍和26倍。中国水电在规划设计、施工安装、设备制造、运行管理、投资融资等全产业链综合技术和管理水平上迈入了世界先进行列。
　　在此背后，科技创新引领我国水电发展不断攀登高峰。通过三峡等工程实践，我国仅用7年时间便实现大型水电装备的自主设计、制造和安装，如今不仅世界上单机70万千瓦以上的水轮发电机组绝大部分安装在中国，而且拥有自主知识产权的单机容量达80万千瓦和100万千瓦的水轮发电机组也为中国仅有。
　　张野表示，目前依托“西电东送”骨干水电工程已建成5条特高压直流输电线路，年送电量为2000多亿千瓦时，相当于替代原煤1亿吨、减排二氧化碳2亿吨。同时，我国水电资源80%集中在西部地区，经过长期努力已开发约2亿千瓦，占我国已建常规水电的65%，有力促进了西部地区经济社会的发展。
　　此外，水电在推动“一带一路”建设中发挥了重大作用。目前，我国已与100多个国家和地区建立了水电开发多形式的合作关系，承接了60多个国家的电力和河流规划，业务覆盖全球140多个国家，拥有海外权益装机超过1000万千瓦，在建项目合同总额超过1500亿美元，累计带动数万亿美元国产装备和材料出口。
　　

我国自主研发500米级海底集矿车完成首次海试

　　从自然资源部获悉，我国首次500米级海底多金属结核采集系统试验9月25日通过专家验收，标志着我国深海采矿系统研发由陆上试验全面转入海上试验。
　　据了解，“面向海试的多金属结核集矿系统研制与集成浅海试验”和“多金属结核集矿系统500米海上试验”两个课题由自然资源部所属中国大洋协会立项，课题研究的“鲲龙500”海底集矿车拥有自主知识产权，突破了海底稀软底质行驶、海底矿物水力式采集、海底综合导航定位等多项关键技术，能够完成海底规划路径行驶和海底地形自适应矿石采集等任务。
　　本次海上试验历时49天，分别搭载“长和海洋”和“张謇”号试验船。按照由浅入深的原则，“鲲龙500”海底集矿车共下水11次，最大作业水深514米，多金属结核采集能力10吨/小时，单次行驶最长距离2881米，水下定位精度达0.72米，实现了自主行驶模式下按预定路径进行海底采集作业的能力，在中国南海预定海域行走出一个单边长度为120米的“中国星”。
　　本次海试的成功为我国深海多金属结核采矿试验工程1000米级整体联动试验奠定了基础。