全 文 ：生长素是调节植物生长发育的重
要激素。生长素的原位合成、代谢、极性
运输以及信号转导共同调控植物对环
境信号和发育信号的响应。现有的证据
表明，植物中生长素的从头合成存在色
氨酸依赖和色氨酸不依赖两条途径。近
年来对依赖于色氨酸生长素合成途径
已有较为深入的认识，但是对于非依赖
于色氨酸生长素合成途径的组成与调
控机制了解甚少，而对其生物学意义的
理解仍然是空白。
中国科学院遗传与发育生物学研
究所植物基因组学国家重点实验室李
家洋课题组长期从事植物非依赖于色
氨酸生长素合成途径的研究。该课题组
前期研究表明，吲哚甘油磷酸（IGP）是
色氨酸合成与非依赖于色氨酸生长素
合成途径的分支点，拟南芥吲哚合酶
（Indole Synthase, INS）是色氨酸合成
α亚基（TSA）的同源蛋白，可能具有催
化 IGP合成吲哚的功能（Ouyang et
al., Plant J, 24: 327, 2000）。为进一
步研究INS的生物学功能，研究人员获
得了 INS功能缺失突变体 ins-1和
ins-2，并将ins-1与TSA功能降低突变
体trp3-1进行了遗传分析，发现ins-1
的胚胎发育异常，trp3-1的胚胎发育与
野生型相似，而ins-1 trp3-1双突变体
表现出完全的胚胎致死。INS蛋白在胚
胎发育过程中具有时空特异性的表达
模式，胚珠生长素含量测定以及对胚胎
中生长素报告基因 DR5-GFP表达特
征的分析表明，非依赖于色氨酸生长素
合成途径对于早期胚胎发育过程中
顶—基部轴向的建立发挥重要作用。系
统的遗传学、代谢物含量测定以及细胞
学研究显示INS定位于细胞质中，参与
非依赖于色氨酸生长素合成途径中从
IGP生成吲哚的代谢反应，是非依赖于
色氨酸生长素合成途径中第一个被鉴
定的重要成员。
这项研究成果解析了非依赖于色
氨酸生长素合成途径的分子与生化机
理，揭示了该途径在胚胎早期发育的重
要作用。该研究是最近数年在生长素合
成途径与调控机理研究领域中的突破
性进展，对深入全面理解生长素合成途
径及其调控植物生长发育的分子机制
具有重要意义。 （郑庆伟）
笔者从华中农业大学获悉，日前，
Plant Biotechnology Journal在线发
表了该校植物科学技术学院小麦团队
题为“宿主诱导沉默关键几丁质合成酶
基因赋予小麦持久苗枯病和赤霉病抗
性”的最新研究成果。
几丁质是真菌细胞壁的关键结构
成分，几丁质合成酶催化合成几丁质。
由于植物、哺乳动物中没有几丁质和几
丁质合成酶，所以长期以来学术界认为
几丁质合成酶是理想的真菌控制靶点，
这一设想现由该校研究人员率先在小
麦赤霉菌中证实。
小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌引起
的灾难性真菌病害，不仅降低产量，严
重发病时可导致颗粒无收，还产生真菌
毒素，影响食品安全。中国工程院院士
刘大钧先生指出，小麦抗赤霉病育种是
一个世界性难题，抗赤霉病资源匮乏是
主要瓶颈。该校廖玉才教授团队为了寻
找赤霉病新抗源，比较分析了赤霉菌侵
染小麦过程中所有几丁质合成酶基因
表达，发现其中一个表达量最高、缺失
致死基因，从中鉴定出三个RNAi功能
区段转入我国小麦品种，筛选获得了兼
抗苗枯病、赤霉病和赤霉菌毒素的稳定
遗传株系。这是首例赤霉菌基因RNAi
分子在小麦中表达，提高小麦赤霉病抗
性的报道。这也是该团队不久前在同一
杂志发表“组织特异和病菌诱导表达镰
刀菌特异抗体 -真菌几丁质酶融合蛋
白提高小麦的赤霉病和毒素抗性”一文
后，又基于小麦赤霉菌武昌菌株，分离
鉴定的抗赤霉病新资源。
源于这个赤霉菌关键致病基因的
RNAi分子，为赤霉菌基因组特有序列，
在小麦等非靶标生物中没有同源或相
似序列，这种RNAi介导的病菌特异抗
病性，与该团队10年前创建的镰刀菌
特异抗体介导的抗病性一样，对其它生
物没有危害。因此，基于这类基因RNAi
介导的植物抗病改良技术，是一种环境
友好型生物技术育种技术。该校小麦团
队的这一研究成果，对于开发和利用植
物病原真菌的遗传资源来特异控制病
菌危害，特别是抗病资源匮乏的植物抗
真菌病育种，具有重要意义。 （郑庆伟）
植物在长期进化过程中，形成了针
对害虫和病原微生物的防御体系，探索
其化学本质，就有可能发现和研制出靶
点更加精准、高效、无毒副作用的先导
化合物和新型绿色农药。
中国科学院昆明植物研究所植物
化学与西部植物资源持续利用国家重
点实验室研究员郝小江带领的研究团
队，十余年来一直从事具有化学防御功
能的植物天然产物的发现及其作用机
制研究。近期，该课题组在苦木科牛筋
果属植物牛筋果（Harrisonia perforata
（Bl.）Merr.）中，发现了骨架新奇的
C25型苦木素 Perforalactone A（1），
其氧杂金刚烷结构单元为首次在植物
源天然产物中发现。针对该化合物的来
源，研究者提出了酶促攫氢及自由基串
联加成反应的生物合成途径。此外，这
也是第一次发现天然20S构型苦木素
类化合物，这为苦木素的阿朴大戟醇起
源假说提供了直接证据，拓展了研究人
员对苦木素起源的认识。生物活性方
面，化合物1及其生源前体2对苜蓿蚜
均显示出优异的杀虫活性，且未显示细
胞毒性。机制研究显示，二者均为烟碱
受体（nAChR）拮抗剂，活性（IC50 =
华中农业大学发现
赤霉菌基因 RNAi提
高小麦赤霉病抗性
中国科学院在拟南芥
生长素合成与调控
机理研究中取得进展
我国在牛筋果中发现新
奇骨架杀虫先导化合物
Technology & Product
科技/科技与产品
2015年第9/30期（总528期） 5 1
1.26nM）与一线农药吡虫啉相当。新结
构的苦木素与吡虫啉相比，化学结构差
异显著，且为非含氮化合物，这些结构
特征提示该类化合物可作为开发高效
低毒绿色农药的先导化合物。相关论文
近日在线发表在国际化学期刊 Ange-
wandte Chemie International Edition
上。 （刘刚）
农业部日前印发了《2015年农业
转基因生物安全监管工作方案》，建议
“充分利用试纸条等快速检测方法，降
低成本，扩大监测范围”。在该方案中，
中国农科院油料作物研究所研制的新
型转基因试纸条成为推荐使用的首选
产品。
据了解，农业部于2月初举办了首
次转基因快速检测产品征集和测试验
证现场会，中国农学院油料所研制的
“Cry1Ab/Cry1Ac快速检测试纸”在14
分钟内便从40份不同水稻和玉米样品
中准确检测出全部阳性样品，成为第一
个提交检测结果并全部正确的参试检
测试纸条，耗时仅为其他参试同类产品
的一半。
据介绍，该试纸条成本仅为进口产
品的40%，而灵敏度等性能参数与国
际知名公司的同类试纸条相当。而且，
该试纸条是经大规模验证可用于检测
抛光精米的极少数产品之一。此外，该
试纸条还可用于玉米淀粉、玉米糊精、
水稻蛋白等深加工产品的检测，效果良
好。 （郑庆伟）
一个国际科研小组在新一期美国
《国家科学院学报》网络版上报告说，他
们发现，某些植物原料含有一种酸性物
质，其杀菌能力约为常用农药的10倍。
研究人员表示，未来有望据此开发出新
型农药，从而减少对环境的影响。
感染病原菌可能导致农作物大幅
减产，而长期使用化学农药则会加重环
境负担，不利于土壤的可持续生产。
日本东京大学研究生院、理化学研
究所的科研人员与美国威斯康星大学
等机构合作，分析了稻草、树皮等分解
后产生的天然物质，并确认其中的
“Poacic酸”具有很强的杀菌能力。这
种酸性物质能遏制感染土豆、西红柿的
丝状真菌和引起大豆疫霉的卵菌，其杀
菌力约为目前常用农药的10倍。
进一步的研究还发现，“Poacic
酸”能与真菌细胞壁合成所需的基本物
质结合，妨碍真菌细胞壁的形成，从而
遏制真菌繁殖。
研究人员说，“Poacic酸”属于植
物成分，可自然分解，有望以此为主要
原料开发有机农药，以降低农药对环境
的影响。这一研究小组将首先在美国开
展相关实验，确认其杀菌效果和安全
性，并争取在3至5年内使以该酸为原
料的新农药达到实用水平。 （杨光）
近日，《自然—植物》在线发表了华
中农业大学马铃薯团队研究论文“激发
子识别增强马铃薯晚疫病抗性”。该杂
志同时配发了评论“植物：一种新的马
铃薯晚疫病防御机制”，高度评价了该
研究的科学意义和应用价值，认为这一
发现开启了马铃薯广谱持久抗性育种
的新途径，对保障粮食安全、减少农药
施用具有重要意义。评论指出，引起19
世纪40年代爱尔兰大饥荒的晚疫病仍
是当今马铃薯生产的主要威胁。经过
10年的研究，作者从南美马铃薯种
Solanum microdontum中鉴定克隆到
响应病原菌效应蛋白且对病原菌进化
压力小的类受体蛋白基因ELR（抗效
应子基因）。植物含有许多类似的细胞
表面受体，形成一个雷达天线似的植物
第一道免疫系统，而不同受体对不同的
病原具有保守的防御功能。该研究证
实，当ELR与病原效应子同时存在时，
能够在侵染点杀死病原菌，且对不同的
晚疫病菌小种具有广谱的抗性效应。
（郑庆伟）
据中国科学报报道，此前，一项颇
具争议的研究曾得出烟碱类杀虫剂不
会伤害蜜蜂的结论。对来自此项研究的
数据开展的最新分析却获得相反的结
果，从而对英国政府关于该化学品的政
策提出了质疑。
在很多实验室研究中，烟碱类杀虫
剂被证实会伤害蜜蜂，但来自真实农场
实际情况的证据很少。欧洲委员会已暂
时限制这些杀虫剂的使用，主要是出于
对其有害影响的担心。不过，该举措遭
到英国政府的反对。尽管如此，英国还
是被迫根据欧盟规定遵守该禁令。
支持英国政府立场的关键证据是
一项由英国食品和环境研究院（FERA）
于2013年发表的研究。当时发现，接
触烟碱类杀虫剂和蜂群生长及其产生
的蜂王数量并未有明显的、一贯的联
系。不过，来自萨塞克斯大学的蜜蜂研
究人员 Dave Goulson重新分析了
FERA的数据，并由此得出结论：实际
上烟碱类杀虫剂对蜂群的表现显示出
实质性的负面影响。
FERA团队在 3个研究地点监控
了60个大黄蜂蜂群的生长情况。他们
将20个蜂群放在一块含有用烟碱类杀
虫剂噻虫胺处理过的种子长大的农作
物的田地附近，20个靠近用另一种烟
碱类杀虫剂吡虫啉处理过的田地附近，
20个靠近未经处理的田地。作为分析
工作的一部分，FERA团队利用一个模
型研究蜂群健康与蜂巢保存的烟碱类
杀虫剂水平是否存在关联。他们的研究
结果并非发现这种模式。
Goulson认为，FERA采用的方法
存在的主要问题是当未在蜂群中检测
到杀虫剂时，研究人员会从零到他们无
烟 碱 类 杀 虫 剂
伤害蜜蜂添佐证
植物酸杀菌力
比农药强十倍
中国农科院推出新型转
基因快速检测试纸条
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Technology & Product
科技/科技与产品
马铃薯晚疫病广
谱抗性机制研究
取 得 重 要 进 展