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来源： 发布时间：2019-10-12
Nature
基于松耦合组件统计力学的粒子机器人
Nature封面：共同努力的盘状粒子。Nature杂志第7748期封面文章报道了一种由许多独立单元组成的“粒子机器人”，展示了一种不同的仿生方法。这些盘状粒子能像相机光圈一样伸缩，但无法独立移动。通过磁铁将粒子松耦合在一起后，作为外部刺激的光线能诱导粒子改变行为——从个体振荡变为集体向刺激源移动。科学家利用一个由24个单元组成的粒子机器人进行了效果验证，并在由10万个粒子组成的系统中进行了模拟，结果表明这种集体行为可以轻易扩展。模拟还表明，即使1/5的组成粒子失效，整个系统仍能正常运作。
肺癌演化中的新抗原导向免疫逃逸
Nature封面：在肺癌肿瘤微环境中浸润免疫CD8+T细胞的各种分布。Nature杂志第7749期封面文章报道了肿瘤演化与机体免疫系统之间的关系。科学家通过RNA测序和肿瘤免疫细胞数预估的方式，分析了88例早期非小细胞肺癌，揭示了免疫微环境压力如何促使可以逃避机体防御系统的肿瘤被选择。研究结果说明，不同患者甚至同一肿瘤不同区域的免疫微环境之间存在显著差异。研究团队认为肿瘤演化受到免疫编辑的影响，免疫编辑会产生多个逃避免疫响应的不同通路，这与患者术后临床结局较差相关。
近地小行星（101955）贝努的表面超乎预期
Nature封面：NASA的OSIRIS-Rex航天器拍摄的近地小行星（101955）贝努（Bennu）的首张图片。Nature杂志第7750期封面文章报道了Dante Lauretta及其合作者们给出了关于贝努特征的早期观测结果。他们发现贝努的主体组成里似乎含有水和丰富的挥发物，这与此前预期相一致。但图片显示贝努表面的岩石比预想的更多，这让执行采样返回任务的航天器只有少数看似安全的区域可以着陆，直径范围约为5～20米。该任务的最终目标是采集贝努表面的样本，但初步观察显示，任务可能比预想的更难完成。
晚更新世菲律宾发现新的人族物种
Nature封面：一种新发现的人族物种“吕宋人”（Homo luzonensis）的两颗臼齿。Nature杂志第7751期封面文章报道了综合所有证据，研究人员正式确定了一种新的人族物种。吕宋人在5万年之前就生活在菲律宾的吕宋岛上。研究人员在卡劳洞穴（Callao Cave）发现了至少来自3名个体的部分遗骸，包括牙齿、若干足骨、手骨和部分股骨。2007年，卡劳洞穴曾发掘过一块可追溯至6.7万年前的足骨。先有印度尼西亚佛罗勒斯岛发现的矮小人族弗洛勒斯人，现有菲律宾发现的吕宋人，这都凸显出东南亚岛居群体在人属演化中的重要性。
（本页期刊封面图来自Nature官网）
Science
钾帮助形成抗肿瘤免疫力
Science封面：沿着倾斜轨道滚动的小球。Science杂志第6434期封面文章报道了钾帮助T细胞抗击肿瘤。T细胞（能够破坏肿瘤的特殊免疫细胞）在发育过程中可能会逐渐失去功能，这里描述的是沿着倾斜轨道滚动的小球。高水平的钾（橙色）使抗癌T细胞保持一种“干细胞特性”的状态（stem-like），保持它们持续、分裂和对抗肿瘤的能力。具有干细胞性质的肿瘤特异性T细胞的存在有助于解释癌症免疫治疗的有效性，并指导改进治疗的设计。调节钾可提高T细胞清除肿瘤的能力，这将对增强免疫疗法非常关键。
确定导致玉米减数分裂的发育程序
Science封面：玉米减数分裂。Science杂志第6435期封面文章报道了导致玉米减数分裂的机制。在多细胞生物中，进入减数分裂是一个非常复杂的过程，其中一个重要特征就是减数分裂特化增加。玉米细胞在减数分裂的起始阶段经历了一系列复杂的步骤。科学家对发育中的雄性生殖细胞进行的单细胞RNA测序分析，揭示了独特的基因表达模式，并阐明减数分裂的进展。研究团队重建了玉米雄性减数分裂的发育进程，对细胞周期相关基因的表达分析显示原生殖细胞都经历了增殖，并消除干细胞模型系统来产生能够减数分裂的细胞。
遥远的双胞胎
Science封面：以火箭和国际空间站为背景，描绘了这对双胞胎，以及他们各自在地球和太空的住所。Science杂志第6436期封面文章报道了一项对同卵双胞胎宇航员的研究发现，其中一个在国际空间站生活了一年后，其分子、生理和认知发生了特殊的变化。Scott Kelly和Mark Kelly是同卵双胞胎，兄弟俩人无论外貌还是身形都十分接近，并且他们都是美国宇航局（NASA）的宇航员。“NASA双子研究”为太空飞行对人体健康的影响绘制了比较完整的画面，也为人类制订更长远的星际旅行计划提供了可参考的健康安全基础数据。
岩石小行星
Science封面：从Hayabusa2航天器看到的近地碳质小行星Ryugu。Science杂志第6437期封面文章报道了关于小行星Ryugu的新发现。综合对Ryugu地形地貌、物性和成分等方面的探测结果，认为Ryugu的母体曾经历过水蚀变、热变质和多次撞击，最终由撞击形成的碎块重新吸积形成了现在的Ryugu，说明Ryugu并不是理想中最原始的星子。最初吸积形成的Ryugu母体发生过强烈的水蚀变，由于26Al衰变和撞击加热，导致母体发生脱水、破碎。撞击形成的碎块重新吸积形成小行星，可能后期还经历过较强的撞击从而形成现在的Ryugu。
农林园艺
研究揭示辣椒为什么会这么辣
华南农业大学园艺学院雷建军教授团队在辣椒素类物质生物合成的转录调控和遗传进化方面取得重要进展。研究论文发表于New Phytologist。研究采用极辣的辣椒（C.chinense）做母本，微辣的辣椒（C.annuum）做父本构建了种间杂交群体。克隆到辣椒胎座特异表达的MYB转录因子MYB31直接调控辣椒素合成相关基因。MYB31启动子变异与转录活性相关，高辣的C. chinense材料中MYB31被WRKY9强烈激活，最终导致极辣C.chinense种的形成。研究发现MYB31是辣椒属中辣椒素类物质合成的转录调控因子，启动子变异导致极辣基因型辣椒（C.chinense）遗传进化。
植物病毒跨界侵染植物病原真菌的研究进展
西北农林科技大学植物保护学院、旱区作物逆境生物学国家重点实验室、双一流学科群病虫害综合治理PI团队孙丽英教授课题组发现了植物类病毒能够跨界侵染病原真菌，并引起病原菌致病力衰退，有望创建新型植物真菌病害的生防因子。研究论文发表于PNAS（《美国科学院院刊》）。研究利用植物—真菌—病毒相互作用的研究体系探索了类病毒跨界侵染丝状植物病原真菌的情况。利用人工介导方式分别将7种代表性类病毒转染3种丝状植物病原真菌，包括苹果腐烂病菌、栗疫病菌、禾谷镰刀菌，首次证实了类病毒可以选择性地在丝状病原真菌中复制并传播。
用基因手段让“镉”离籼米
南京农业大学赵方杰教授团队与日本冈山大学马建锋教授合作，尝试阻止镉向水稻的地上部分和稻米中转移。研究论文发表于Environmental International。将水稻本身拥有的OsHMA3基因在我国南方主栽籼稻品种“中嘉早17”中过量表达，在温室盆栽条件下，将未转基因的野生型和转基因株系种植在两份采自湖南的镉污染水稻土上，野生型稻米镉含量超过国家食品安全标准（0.2mg/kg）3～10倍，而转基因株系稻米镉含量降低94%～98%，低于国家标准5～10倍，并对农艺性状和必需微量元素含量无显著影响。该条件下种植出的稻米，能显著降低镉含量，而且在营养方面和普通稻米几乎没有差别。
控制大米好吃与否的“祖先基因”
扬州大学农学院教授刘巧泉团队揭示了控制稻米蒸煮与食味品质最重要的基因——蜡质基因（Wx）的祖先等位基因Wxlv的相关分子遗传机制，为稻米蒸煮与食味品质改良提供了重要基因资源和技术支撑。研究论文发表于Molecular Plant。携带Wxlv的稻米中含有更多中短链分子量的直链淀粉，表现为高直链淀粉含量和低淀粉黏滞特性，米饭口感和食味较差。而当下栽培稻中的多数优异等位基因都保留了Wxlv的功能位点，通过修改该功能位点可用于优良食味稻米的培育。研究证明，Wxlv与野生稻中Wx基因序列及功能基本一致，在进化中属于祖先基因。
低镉水稻研究进展
中国科学院植物研究所何振艳研究组及其合作者发现了参与水稻镉吸收和籽粒镉积累的OsCd1基因及其低镉积累的自然变异OsCd1V449，对水稻镉积累分子机制的阐释和低镉水稻品种的培育具有重要参考。研究论文发表于Nature Communication。水稻容易吸收和富集重金属元素镉，使得镉通过食物链进入人体，并在人体内长期积累，严重威胁人类健康。我国稻米镉污染问题形势严峻，其中南方稻米镉污染情况尤为严重。我国栽培稻分成籼、粳两个亚种，籼稻主要在南方地区种植，较粳稻具有更强的镉积累能力，其可能是南方稻米镉超标的一个重要原因。鉴定调控籼稻籽粒镉积累特性的分子模块，降低籼稻籽粒的镉含量，培育低镉安全水稻品种已成为当务之急。
玉米高分辨率染色质远程互作图谱
中国农业大学农学院赖锦盛教授课题组解析了玉米高分辨率染色质远程互作图谱。研究论文发表于Nature Communications。该研究利用ChIA-PET技术（可以捕获和某一蛋白相关的染色质互作），在玉米幼苗和幼穗中构建了H3K4me3-和H3K27ac-富集的高分辨率（5～10kb）的染色质互作图谱。在幼苗和幼穗中分别鉴定到约24000远程染色质互作。同时利用ChIP-seq（以H3K27ac为抗体）在幼穗和幼苗中鉴定到29649和27734远端调控区域（D）。论文将鉴定的染色质互作分为启动子—启动子（P-P），启动子—增强子（P-D），增强子—增强子（D-D）互作；其中P-P互作占60%，P-D占35%，D-D约占5%。
tRNAHis鸟苷转移酶参与调控水稻适应环境温度的新机制
中国科学院分子植物卓越创新中心/植物生理生态研究所林鸿宣研究组揭示了水稻tRNAHis鸟苷转移酶通过参与生长素响应因子蛋白翻译调控过程适应环境温度的新机制。研究成果发表于Molecular Plant。高等植物拥有固着生长的特性，因此发展出多种适应环境温度生长的策略。通过大规模EMS诱变，筛选到一个株高、结实率、叶宽、分蘖数等多种重要农艺性状在上海与海南产生明显差异的突变体，该突变体在上海夏季高温环境下表现为矮秆、结实率低、窄叶、小穗，而在海南冬季温度较低的条件下却出现为与野生型“特青”类似的表型。研究发现AET1除了具有鸟苷转移酶活性，还具有与核糖体相关蛋白一起调控蛋白翻译过程的新功能。
云南常绿阔叶林的研究进展
中国科学院西双版纳热带植物园朱华研究员等人对云南常绿阔叶林的植物区系组成、物种多样性、生态外貌特征和生物地理的研究，为今后《云南植被志》的编研提供了重要参考。论文发表于Botanical Review。常绿阔叶林在云南植被分类上被作为亚热带性质的一个植被型，除局部的山地苔藓常绿阔叶林和山顶苔藓矮林外，它主要包括3个植被亚型：季风常绿阔叶林，半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林。科学家把季风常绿阔叶林给予新名“低山常绿阔叶林”，并建议“低山常绿阔叶林”因其与中国西南独特的常绿阔叶林在生态特征、植物区系组成和生物地理上明显区别，在植被分类上应作为一个单独的植被型。
动物实验
心脏再生新机制
上海科技大学生命科学与技术学院助理教授张辉课题组和中国科学院上海生化细胞所研究员周斌课题组合作，发现新生小鼠心脏损伤后存在成纤维细胞衰老现象，并利用药物清除衰老细胞、基因敲除和腺相关病毒敲低基因等技术手段，证明了细胞衰老的发生机制以及细胞衰老有效促进了新生小鼠的心脏再生。研究论文发表于Circulation。成年哺乳动物心脏再生能力有限，但是新生小鼠心脏却具有损伤后完全恢复的能力。这种能力从出生后的第3天开始逐渐减弱，至第7天完全消失。新生小鼠心脏再生自被发现起就受到人们的广泛关注，阐明新生心脏再生机制对于提高成体心脏再生能力具有重要意义。
揭示延缓阿尔茨海默病发病的新机制
复旦大学医学神经生物学国家重点实验室、脑科学研究院教授赵冰樵课题组与中国科学院强磁场科学中心研究员钟凯团队合作，在阿尔茨海默病（又称老年性痴呆）发病机制研究方面取得进展。研究论文发表于PLOS Biology。研究发现敲除一种被称为“ADAMTS13”的基因可引起阿尔茨海默病模型小鼠表现出血脑屏障的早期破坏，并且随年龄的增加血脑屏障的破坏进一步加重，从而引起脑毛细血管的减少和脑血流的降低。相反，增加小鼠脑内的“ADAMTS13”含量，可以通过保护出血脑屏障，增加脑内毛细血管的数量和脑血流，促进脑内Aβ的清除，并使小鼠的认知功能障碍得到明显的改善。
现生鸟类飞行能力的退化机制
中国科学院动物研究所詹祥江实验室与合作者通过比较分析8种飞行退化鸟种和40种飞行鸟种的基因组序列，发现两个在飞行退化鸟种中发生趋同进化的位点。研究结果发表于Nature Communications。通过对这两个趋同位点进行的祖先位点重建，发现生活在距今约1亿年前的今鸟亚纲的祖先能够进行非持续的飞行（Non-sustained flier），这种飞行能力一直延续至今颚总目的祖先。但是在距今约6800万年前，新鸟下纲（Neoaves）鸟类的飞行能力大大增强，这种变化可能使它们能够更好地利用白垩纪—古近纪大规模灭绝之后产生的新的生态位，导致其种群快速扩散，从而在现代鸟类中占主导地位。
异常的行为和神经连接在SHANK3基因突变猕猴
中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所、美国麻省理工学院、中山大学、华南农业大学等国际团队合作攻关，在自闭症非人灵长类动物模型的研制上取得突破，建立了新型自闭症非人灵长类动物模型。研究成果发表于Nature。自闭症是一种严重的神经发育性疾病，目前中国自闭症患者已超1000万，且患病率呈现上升趋势。自闭症的发生机制目前仍不清楚，能够服务于针对自闭症的新药研发、高度模拟人类自闭症症状的实验动物模型一直以来是自闭症研究领域mBio的瓶颈。研究人员将CRISPR组分注射入受精的猕猴卵中，并通过代孕猴成功产生了携带SHANK3突变的猕猴。
利用非人灵长类模型研究急性青光眼的视锐度损伤
复旦大学附属眼耳鼻喉科医院孙兴怀研究组，在中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室、中国科学院灵长类神经生物学重点实验室视知觉脑机制研究组王伟研究员指导下，使用非人灵长类猕猴（恒河猴）为动物模型，采用前房灌注急性升高眼内压方式建立急性青光眼模型，通过直接检测视觉皮层群体神经元对高空间频率视觉刺激的反应，来研究和揭示急性青光眼非人灵长类模型的视锐度损伤程度和可能的损伤机制。研究论文发表EBioMedicine。研究结果进一步提示了急性眼内压升高对小细胞视觉通路的影响更为严重。
弓形虫寄生机制研究进展
华中农业大学动物科学技术学院动物医学院寄生虫教研室申邦教授等系统阐明了丙酮酸稳态在人兽共患病原体弓形虫生长和代谢中的关键作用与机理。相关成果发表于mBio。弓形虫是一种非常重要的人兽共患病原体，感染全球三分之一的人口和难以计数的家畜与野生动物，引起人和动物的流产与死胎等，造成严重的经济损失与社会问题。弓形虫是地球上最为成功的寄生病原之一，能感染人和几乎所有的温血动物。论文从物质能量代谢的角度，发现弓形虫能够利用葡萄糖、谷胺酰胺、乳酸等多种碳源来支持自身的繁殖复制，具有很好的代谢灵活性，这种灵活性对它适应变化多样的寄生环境十分重要。
中缅联合发表缅甸北部葡萄地区鲤科鱼类新种
中国科学院昆明动物研究所东南亚野生动物多样性研究组陈小勇研究员等，依托中国科学院东南亚生物多样性研究中心和缅甸自然资源与环境保护部缅甸林业研究所，对缅甸北部生物多样性热点地区进行了多次野外考察，采集了大量的鱼类标本。研究成果发表于Zootaxa。研究团队于缅甸常驻工作期间对采集的鱼类标本进行形态分类研究和系统整理，发现2014至2017年间采集于葡萄及其周边地区一种稀少的真马口波鱼属鱼类是一个尚未被描述的新物种，并将其命名为葡萄真马口波鱼（Opsarius爌utaoensis）。该研究进一步证实了缅北地区物种多样性的丰富性与独特性。
长江鱼类条形码研究进展
中国科学院水生生物研究所何舜平研究员学科组通过与西南大学等单位合作，收集长江鱼类2830条条形码序列，涉及16目、40科、135属、238种。通过构建DNA条形码参考数据库，首次对长江流域鱼类进行全面的分子评估，涉及的物种约为目前已知物种的64.2%。研究论文发表于Molecular Ecology Resources。结果表明，82%的鱼类物种能够有效鉴定到物种水平。三大高原鱼类复杂的形成及分化机制导致不同物种间存在共享单倍型，部分同属物种可能由于局部适应的趋同进化也存在共享单倍型，但通过条形码技术仍能够将这些物种很好的鉴定到科和属的水平。研究也表明了长江鱼类条形码生物多样性高于形态多样性。科
基于松耦合组件统计力学的粒子机器人
Nature封面：共同努力的盘状粒子。Nature杂志第7748期封面文章报道了一种由许多独立单元组成的“粒子机器人”，展示了一种不同的仿生方法。这些盘状粒子能像相机光圈一样伸缩，但无法独立移动。通过磁铁将粒子松耦合在一起后，作为外部刺激的光线能诱导粒子改变行为——从个体振荡变为集体向刺激源移动。科学家利用一个由24个单元组成的粒子机器人进行了效果验证，并在由10万个粒子组成的系统中进行了模拟，结果表明这种集体行为可以轻易扩展。模拟还表明，即使1/5的组成粒子失效，整个系统仍能正常运作。
肺癌演化中的新抗原导向免疫逃逸
Nature封面：在肺癌肿瘤微环境中浸润免疫CD8+T细胞的各种分布。Nature杂志第7749期封面文章报道了肿瘤演化与机体免疫系统之间的关系。科学家通过RNA测序和肿瘤免疫细胞数预估的方式，分析了88例早期非小细胞肺癌，揭示了免疫微环境压力如何促使可以逃避机体防御系统的肿瘤被选择。研究结果说明，不同患者甚至同一肿瘤不同区域的免疫微环境之间存在显著差异。研究团队认为肿瘤演化受到免疫编辑的影响，免疫编辑会产生多个逃避免疫响应的不同通路，这与患者术后临床结局较差相关。
近地小行星（101955）贝努的表面超乎预期
Nature封面：NASA的OSIRIS-Rex航天器拍摄的近地小行星（101955）贝努（Bennu）的首张图片。Nature杂志第7750期封面文章报道了Dante Lauretta及其合作者们给出了关于贝努特征的早期观测结果。他们发现贝努的主体组成里似乎含有水和丰富的挥发物，这与此前预期相一致。但图片显示贝努表面的岩石比预想的更多，这让执行采样返回任务的航天器只有少数看似安全的区域可以着陆，直径范围约为5～20米。该任务的最终目标是采集贝努表面的样本，但初步观察显示，任务可能比预想的更难完成。
晚更新世菲律宾发现新的人族物种
Nature封面：一种新发现的人族物种“吕宋人”（Homo luzonensis）的两颗臼齿。Nature杂志第7751期封面文章报道了综合所有证据，研究人员正式确定了一种新的人族物种。吕宋人在5万年之前就生活在菲律宾的吕宋岛上。研究人员在卡劳洞穴（Callao Cave）发现了至少来自3名个体的部分遗骸，包括牙齿、若干足骨、手骨和部分股骨。2007年，卡劳洞穴曾发掘过一块可追溯至6.7万年前的足骨。先有印度尼西亚佛罗勒斯岛发现的矮小人族弗洛勒斯人，现有菲律宾发现的吕宋人，这都凸显出东南亚岛居群体在人属演化中的重要性。
（本页期刊封面图来自Nature官网）
Science
钾帮助形成抗肿瘤免疫力
Science封面：沿着倾斜轨道滚动的小球。Science杂志第6434期封面文章报道了钾帮助T细胞抗击肿瘤。T细胞（能够破坏肿瘤的特殊免疫细胞）在发育过程中可能会逐渐失去功能，这里描述的是沿着倾斜轨道滚动的小球。高水平的钾（橙色）使抗癌T细胞保持一种“干细胞特性”的状态（stem-like），保持它们持续、分裂和对抗肿瘤的能力。具有干细胞性质的肿瘤特异性T细胞的存在有助于解释癌症免疫治疗的有效性，并指导改进治疗的设计。调节钾可提高T细胞清除肿瘤的能力，这将对增强免疫疗法非常关键。
确定导致玉米减数分裂的发育程序
Science封面：玉米减数分裂。Science杂志第6435期封面文章报道了导致玉米减数分裂的机制。在多细胞生物中，进入减数分裂是一个非常复杂的过程，其中一个重要特征就是减数分裂特化增加。玉米细胞在减数分裂的起始阶段经历了一系列复杂的步骤。科学家对发育中的雄性生殖细胞进行的单细胞RNA测序分析，揭示了独特的基因表达模式，并阐明减数分裂的进展。研究团队重建了玉米雄性减数分裂的发育进程，对细胞周期相关基因的表达分析显示原生殖细胞都经历了增殖，并消除干细胞模型系统来产生能够减数分裂的细胞。
遥远的双胞胎
Science封面：以火箭和国际空间站为背景，描绘了这对双胞胎，以及他们各自在地球和太空的住所。Science杂志第6436期封面文章报道了一项对同卵双胞胎宇航员的研究发现，其中一个在国际空间站生活了一年后，其分子、生理和认知发生了特殊的变化。Scott Kelly和Mark Kelly是同卵双胞胎，兄弟俩人无论外貌还是身形都十分接近，并且他们都是美国宇航局（NASA）的宇航员。“NASA双子研究”为太空飞行对人体健康的影响绘制了比较完整的画面，也为人类制订更长远的星际旅行计划提供了可参考的健康安全基础数据。
岩石小行星
Science封面：从Hayabusa2航天器看到的近地碳质小行星Ryugu。Science杂志第6437期封面文章报道了关于小行星Ryugu的新发现。综合对Ryugu地形地貌、物性和成分等方面的探测结果，认为Ryugu的母体曾经历过水蚀变、热变质和多次撞击，最终由撞击形成的碎块重新吸积形成了现在的Ryugu，说明Ryugu并不是理想中最原始的星子。最初吸积形成的Ryugu母体发生过强烈的水蚀变，由于26Al衰变和撞击加热，导致母体发生脱水、破碎。撞击形成的碎块重新吸积形成小行星，可能后期还经历过较强的撞击从而形成现在的Ryugu。
农林园艺
研究揭示辣椒为什么会这么辣
华南农业大学园艺学院雷建军教授团队在辣椒素类物质生物合成的转录调控和遗传进化方面取得重要进展。研究论文发表于New Phytologist。研究采用极辣的辣椒（C.chinense）做母本，微辣的辣椒（C.annuum）做父本构建了种间杂交群体。克隆到辣椒胎座特异表达的MYB转录因子MYB31直接调控辣椒素合成相关基因。MYB31启动子变异与转录活性相关，高辣的C. chinense材料中MYB31被WRKY9强烈激活，最终导致极辣C.chinense种的形成。研究发现MYB31是辣椒属中辣椒素类物质合成的转录调控因子，启动子变异导致极辣基因型辣椒（C.chinense）遗传进化。
植物病毒跨界侵染植物病原真菌的研究进展
西北农林科技大学植物保护学院、旱区作物逆境生物学国家重点实验室、双一流学科群病虫害综合治理PI团队孙丽英教授课题组发现了植物类病毒能够跨界侵染病原真菌，并引起病原菌致病力衰退，有望创建新型植物真菌病害的生防因子。研究论文发表于PNAS（《美国科学院院刊》）。研究利用植物—真菌—病毒相互作用的研究体系探索了类病毒跨界侵染丝状植物病原真菌的情况。利用人工介导方式分别将7种代表性类病毒转染3种丝状植物病原真菌，包括苹果腐烂病菌、栗疫病菌、禾谷镰刀菌，首次证实了类病毒可以选择性地在丝状病原真菌中复制并传播。
用基因手段让“镉”离籼米
南京农业大学赵方杰教授团队与日本冈山大学马建锋教授合作，尝试阻止镉向水稻的地上部分和稻米中转移。研究论文发表于Environmental International。将水稻本身拥有的OsHMA3基因在我国南方主栽籼稻品种“中嘉早17”中过量表达，在温室盆栽条件下，将未转基因的野生型和转基因株系种植在两份采自湖南的镉污染水稻土上，野生型稻米镉含量超过国家食品安全标准（0.2mg/kg）3～10倍，而转基因株系稻米镉含量降低94%～98%，低于国家标准5～10倍，并对农艺性状和必需微量元素含量无显著影响。该条件下种植出的稻米，能显著降低镉含量，而且在营养方面和普通稻米几乎没有差别。
控制大米好吃与否的“祖先基因”
扬州大学农学院教授刘巧泉团队揭示了控制稻米蒸煮与食味品质最重要的基因——蜡质基因（Wx）的祖先等位基因Wxlv的相关分子遗传机制，为稻米蒸煮与食味品质改良提供了重要基因资源和技术支撑。研究论文发表于Molecular Plant。携带Wxlv的稻米中含有更多中短链分子量的直链淀粉，表现为高直链淀粉含量和低淀粉黏滞特性，米饭口感和食味较差。而当下栽培稻中的多数优异等位基因都保留了Wxlv的功能位点，通过修改该功能位点可用于优良食味稻米的培育。研究证明，Wxlv与野生稻中Wx基因序列及功能基本一致，在进化中属于祖先基因。
低镉水稻研究进展
中国科学院植物研究所何振艳研究组及其合作者发现了参与水稻镉吸收和籽粒镉积累的OsCd1基因及其低镉积累的自然变异OsCd1V449，对水稻镉积累分子机制的阐释和低镉水稻品种的培育具有重要参考。研究论文发表于Nature Communication。水稻容易吸收和富集重金属元素镉，使得镉通过食物链进入人体，并在人体内长期积累，严重威胁人类健康。我国稻米镉污染问题形势严峻，其中南方稻米镉污染情况尤为严重。我国栽培稻分成籼、粳两个亚种，籼稻主要在南方地区种植，较粳稻具有更强的镉积累能力，其可能是南方稻米镉超标的一个重要原因。鉴定调控籼稻籽粒镉积累特性的分子模块，降低籼稻籽粒的镉含量，培育低镉安全水稻品种已成为当务之急。
玉米高分辨率染色质远程互作图谱
中国农业大学农学院赖锦盛教授课题组解析了玉米高分辨率染色质远程互作图谱。研究论文发表于Nature Communications。该研究利用ChIA-PET技术（可以捕获和某一蛋白相关的染色质互作），在玉米幼苗和幼穗中构建了H3K4me3-和H3K27ac-富集的高分辨率（5～10kb）的染色质互作图谱。在幼苗和幼穗中分别鉴定到约24000远程染色质互作。同时利用ChIP-seq（以H3K27ac为抗体）在幼穗和幼苗中鉴定到29649和27734远端调控区域（D）。论文将鉴定的染色质互作分为启动子—启动子（P-P），启动子—增强子（P-D），增强子—增强子（D-D）互作；其中P-P互作占60%，P-D占35%，D-D约占5%。
tRNAHis鸟苷转移酶参与调控水稻适应环境温度的新机制
中国科学院分子植物卓越创新中心/植物生理生态研究所林鸿宣研究组揭示了水稻tRNAHis鸟苷转移酶通过参与生长素响应因子蛋白翻译调控过程适应环境温度的新机制。研究成果发表于Molecular Plant。高等植物拥有固着生长的特性，因此发展出多种适应环境温度生长的策略。通过大规模EMS诱变，筛选到一个株高、结实率、叶宽、分蘖数等多种重要农艺性状在上海与海南产生明显差异的突变体，该突变体在上海夏季高温环境下表现为矮秆、结实率低、窄叶、小穗，而在海南冬季温度较低的条件下却出现为与野生型“特青”类似的表型。研究发现AET1除了具有鸟苷转移酶活性，还具有与核糖体相关蛋白一起调控蛋白翻译过程的新功能。
云南常绿阔叶林的研究进展
中国科学院西双版纳热带植物园朱华研究员等人对云南常绿阔叶林的植物区系组成、物种多样性、生态外貌特征和生物地理的研究，为今后《云南植被志》的编研提供了重要参考。论文发表于Botanical Review。常绿阔叶林在云南植被分类上被作为亚热带性质的一个植被型，除局部的山地苔藓常绿阔叶林和山顶苔藓矮林外，它主要包括3个植被亚型：季风常绿阔叶林，半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林。科学家把季风常绿阔叶林给予新名“低山常绿阔叶林”，并建议“低山常绿阔叶林”因其与中国西南独特的常绿阔叶林在生态特征、植物区系组成和生物地理上明显区别，在植被分类上应作为一个单独的植被型。
动物实验
心脏再生新机制
上海科技大学生命科学与技术学院助理教授张辉课题组和中国科学院上海生化细胞所研究员周斌课题组合作，发现新生小鼠心脏损伤后存在成纤维细胞衰老现象，并利用药物清除衰老细胞、基因敲除和腺相关病毒敲低基因等技术手段，证明了细胞衰老的发生机制以及细胞衰老有效促进了新生小鼠的心脏再生。研究论文发表于Circulation。成年哺乳动物心脏再生能力有限，但是新生小鼠心脏却具有损伤后完全恢复的能力。这种能力从出生后的第3天开始逐渐减弱，至第7天完全消失。新生小鼠心脏再生自被发现起就受到人们的广泛关注，阐明新生心脏再生机制对于提高成体心脏再生能力具有重要意义。
揭示延缓阿尔茨海默病发病的新机制
复旦大学医学神经生物学国家重点实验室、脑科学研究院教授赵冰樵课题组与中国科学院强磁场科学中心研究员钟凯团队合作，在阿尔茨海默病（又称老年性痴呆）发病机制研究方面取得进展。研究论文发表于PLOS Biology。研究发现敲除一种被称为“ADAMTS13”的基因可引起阿尔茨海默病模型小鼠表现出血脑屏障的早期破坏，并且随年龄的增加血脑屏障的破坏进一步加重，从而引起脑毛细血管的减少和脑血流的降低。相反，增加小鼠脑内的“ADAMTS13”含量，可以通过保护出血脑屏障，增加脑内毛细血管的数量和脑血流，促进脑内Aβ的清除，并使小鼠的认知功能障碍得到明显的改善。
现生鸟类飞行能力的退化机制
中国科学院动物研究所詹祥江实验室与合作者通过比较分析8种飞行退化鸟种和40种飞行鸟种的基因组序列，发现两个在飞行退化鸟种中发生趋同进化的位点。研究结果发表于Nature Communications。通过对这两个趋同位点进行的祖先位点重建，发现生活在距今约1亿年前的今鸟亚纲的祖先能够进行非持续的飞行（Non-sustained flier），这种飞行能力一直延续至今颚总目的祖先。但是在距今约6800万年前，新鸟下纲（Neoaves）鸟类的飞行能力大大增强，这种变化可能使它们能够更好地利用白垩纪—古近纪大规模灭绝之后产生的新的生态位，导致其种群快速扩散，从而在现代鸟类中占主导地位。
异常的行为和神经连接在SHANK3基因突变猕猴
中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所、美国麻省理工学院、中山大学、华南农业大学等国际团队合作攻关，在自闭症非人灵长类动物模型的研制上取得突破，建立了新型自闭症非人灵长类动物模型。研究成果发表于Nature。自闭症是一种严重的神经发育性疾病，目前中国自闭症患者已超1000万，且患病率呈现上升趋势。自闭症的发生机制目前仍不清楚，能够服务于针对自闭症的新药研发、高度模拟人类自闭症症状的实验动物模型一直以来是自闭症研究领域mBio的瓶颈。研究人员将CRISPR组分注射入受精的猕猴卵中，并通过代孕猴成功产生了携带SHANK3突变的猕猴。
利用非人灵长类模型研究急性青光眼的视锐度损伤
复旦大学附属眼耳鼻喉科医院孙兴怀研究组，在中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室、中国科学院灵长类神经生物学重点实验室视知觉脑机制研究组王伟研究员指导下，使用非人灵长类猕猴（恒河猴）为动物模型，采用前房灌注急性升高眼内压方式建立急性青光眼模型，通过直接检测视觉皮层群体神经元对高空间频率视觉刺激的反应，来研究和揭示急性青光眼非人灵长类模型的视锐度损伤程度和可能的损伤机制。研究论文发表EBioMedicine。研究结果进一步提示了急性眼内压升高对小细胞视觉通路的影响更为严重。
弓形虫寄生机制研究进展
华中农业大学动物科学技术学院动物医学院寄生虫教研室申邦教授等系统阐明了丙酮酸稳态在人兽共患病原体弓形虫生长和代谢中的关键作用与机理。相关成果发表于mBio。弓形虫是一种非常重要的人兽共患病原体，感染全球三分之一的人口和难以计数的家畜与野生动物，引起人和动物的流产与死胎等，造成严重的经济损失与社会问题。弓形虫是地球上最为成功的寄生病原之一，能感染人和几乎所有的温血动物。论文从物质能量代谢的角度，发现弓形虫能够利用葡萄糖、谷胺酰胺、乳酸等多种碳源来支持自身的繁殖复制，具有很好的代谢灵活性，这种灵活性对它适应变化多样的寄生环境十分重要。
中缅联合发表缅甸北部葡萄地区鲤科鱼类新种
中国科学院昆明动物研究所东南亚野生动物多样性研究组陈小勇研究员等，依托中国科学院东南亚生物多样性研究中心和缅甸自然资源与环境保护部缅甸林业研究所，对缅甸北部生物多样性热点地区进行了多次野外考察，采集了大量的鱼类标本。研究成果发表于Zootaxa。研究团队于缅甸常驻工作期间对采集的鱼类标本进行形态分类研究和系统整理，发现2014至2017年间采集于葡萄及其周边地区一种稀少的真马口波鱼属鱼类是一个尚未被描述的新物种，并将其命名为葡萄真马口波鱼（Opsarius爌utaoensis）。该研究进一步证实了缅北地区物种多样性的丰富性与独特性。
长江鱼类条形码研究进展
中国科学院水生生物研究所何舜平研究员学科组通过与西南大学等单位合作，收集长江鱼类2830条条形码序列，涉及16目、40科、135属、238种。通过构建DNA条形码参考数据库，首次对长江流域鱼类进行全面的分子评估，涉及的物种约为目前已知物种的64.2%。研究论文发表于Molecular Ecology Resources。结果表明，82%的鱼类物种能够有效鉴定到物种水平。三大高原鱼类复杂的形成及分化机制导致不同物种间存在共享单倍型，部分同属物种可能由于局部适应的趋同进化也存在共享单倍型，但通过条形码技术仍能够将这些物种很好的鉴定到科和属的水平。研究也表明了长江鱼类条形码生物多样性高于形态多样性。科
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