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新研究破解棉花生物育种“卡脖子”难题******

　　近日，中国农业科学院棉花研究所棉花分子遗传改良创新团队建立了跨越种间和种内的无基因型限制的棉花高效遗传转化体系（SAMT），破解了难以利用棉花主栽品种为受体进行遗传转化的“卡脖子”问题，为加速棉花基因工程育种进程提供了技术保障。相关研究成果发表在《植物学报（Journal of Integrative Plant Biology）》上。

　　基因型限制和转化周期长是棉花遗传转化的两大技术屏障，阻碍了棉花基因功能验证和优异转基因材料创制，往往无法对当前棉花主栽品种进行目标性状的直接改良，难以实现以主栽品种为基础受体的基因聚合和品种改良。

　　该研究以棉花种子顶端分生组织干细胞为外植体，结合农杆菌和超声波处理，将外源载体整合到干细胞中，进而诱导干细胞产生不定芽，并利用壮观霉素抑制主芽生长，诱导腋芽的产生，有效降低嵌合体概率。该研究建立的SAMT转化体系成功打破了棉花种间和种内遗传转化的基因型限制，陆地棉、海岛棉和亚洲棉等多个棉种均成功进行了转化，获得的过量表达转基因材料和基因编辑突变体材料均可稳定遗传。SAMT体系的转化周期为2-3个月，未发生转基因再生苗不育现象，也未出现畸形苗。该体系的建立有助于加速棉花功能基因验证和优异种质资源创制，为棉花生物育种提供科技支撑。

　　该研究得到了国家自然科学基金创新研究群体、中国农业科学院科技创新工程、崖州湾种子实验室揭榜挂帅项目的支持。

学术支持

中国农业科学院棉花研究所

制作

光明网科普事业部

记者

宋雅娟 谢芸

蜂鸟悬停可能与基因缺失有关******

　　科技日报柏林1月15日电 (记者李山)蜂鸟可悬停甚至向后飞行，这种特殊的飞行技能非常耗能。科学家们发现，新陈代谢的进化适应，例如缺失果糖二磷酸酶-2(FBP2)基因，可增加糖代谢能力，可能是蜂鸟适应悬停所需的肌肉新陈代谢的重要一步。相关成果近日发表在《科学》杂志上。

　　原产于北美和南美的蜂鸟是世界上最小但也是最敏捷的鸟类之一。它们通常只有拇指大小，但却是唯一一种不仅可向前飞行，还可向后和侧向飞行的鸟类。然而，它们特有的悬停飞行非常耗能。

　　德国LOEWE转化生物多样性基因组学中心的迈克尔·希勒教授领导的科研团队研究了新陈代谢的哪些进化适应可能使蜂鸟具有这种特殊的飞行技能。

　　蜂鸟在悬停飞行过程中高速拍动翅膀，每秒最多可达80次。动物王国中没有其他运动方式比这个更耗能，因此，蜂鸟的新陈代谢必须全速运行，甚至比任何其它脊椎动物更活跃。蜂鸟用花蜜中的糖来满足它们的高能量需求，它们吸收得特别快，与人类不同，它们有高活性的酶，可像葡萄糖一样有效地代谢果糖。

　　希勒研究团队对长尾隐蜂鸟的基因组进行了测序，并和其它蜂鸟物种的基因组以及其它45种鸟类(包括鸡、鸽子和鹰)的基因组进行了比较。研究发现，在所有接受检查的蜂鸟中，FBP2都缺失了。进一步的调查表明，在大约4800万到3000万年前，在典型的悬停飞行进化和开始以花蜜为主要食物的时期，FBP2已经在所有蜂鸟的共同祖先中消失了。

　　研究人员解释说，除了FBP2基因的丢失外，蜂鸟可能还发生了其他基因组变化，例如，几个在糖代谢中起重要作用的基因的选择过程导致蜂鸟体内氨基酸发生变化。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）