我校CELL、NATURE、SCIENCE科研论文掠影
■2005年7月6日,动物医学院刘金华教授为第一作者、第一通讯作者单位论文在 Science杂志在线发表,于8月19日在Science杂志版发表,在世界上首次描述水禽群体可以感染H5N1禽流感病毒,并引起大量的水禽死亡。
科学家对病毒基因组序列的分析表明:代表禽流感病毒高致病率的三个“毒力岛”在这些毒株中是存在的。如血凝素的富含碱性氨基酸的酶切位点;神经氨酸苷酶20个氨基酸的缺失与病毒复制有关的重要蛋白PB2氨基酸上的突变。
科研小组对其中的一个分离毒株进行了实验动物(小鼠、鸡)的感染实验,发现对这两种实验动物是高致病性的。该研究成果根据所感染水禽的迁徙路线以及病毒基因组的分子分析发现,该病毒可能是经过了重排的一种病毒,而且有可能是通过这种迁徙鸟从东南亚带来青海湖的。以上研究虽然暂时还不能说明病毒的确切来源,但也提示应该加强对这些水禽携带病毒的情况进行广泛的检测,以寻找流感病毒重排与变异的一些分子规律,进而为我们预防与控制禽流感提供重要的分子依据。
■2005年8月12日,资环学院陆雅海教授论文以Report形式在Science杂志发表。
陆雅海在水稻土生物化学和微生物学方面开展了系统研究。他对稻田甲烷释放与植物根系分泌作用紧密相关的发现,已被国际学术界广泛引用,在阐明稻田甲烷释放机理上有重要意义。为了理解水稻根系分泌过程和调控因子,他用稳定同位素示踪技术深入研究了水稻光合碳在地上-地下部的分配规律,发现水稻光合同化碳通过根系分泌作用快速向土壤微生物转移的现象。这为定量化研究水稻光合碳对温室气体释放和土壤有机质积累提供了重要基础。
陆雅海用现代分子生态技术和稳定同位素示踪技术相结合的手段研究了水稻根际碳循环的关键微生物种群和功能,用RNA稳定同位素探针技术在水稻根系发现了一组新古菌的产甲烷功能。
■2006年6月30日,我校植物生理学与生物化学国家重点实验室武维华教授研究组论文在Cell杂志发表。这项研究成果,被评为“2006年度中国高等学校十大科技进展”。
该项研究表明,模式植物拟南芥根细胞钾离子通道AKT1的活性受一蛋白激酶CIPK23的正向调控,而CIPK23的上游受两种钙信号感受器CBL1和CBL9的正向调控。植物根细胞钾离子通道AKT1是植物细胞自土壤溶液中吸收钾的主要执行者。在拟南芥植物中过量表达LKS1、CBL1或CBL9基因以增强AKT1的活性,能显著提高植株对低钾胁迫的耐受性。基于研究结果,提出了包括CBL1/9、CIPK23和AKT1等因子的植物响应低钾胁迫的钾吸收分子调控理论模型。该项研究结果在认知植物钾吸收利用的分子调控机理方面有理论科学意义。
■2006年10月19日,生物学院张大鹏教授研究小组关于ABA受体ABAR的研究报告在Nature杂志以Article形式发表。这项研究成果,被评为“2006年国内十大科技新闻”。
对生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等植物激素参与调控植物生长发育的全过程,而脱落酸掌管着植物气孔运动和种子发育等。研究表明,当植物处于干旱时,体内的脱落酸会自动增加,以帮助叶面关闭气孔,控制水分流失,从而战胜干旱;当种子发育到接近成熟时,脱落酸又会控制种子的休眠和萌发,使其不在植株(树)上或恶劣的环境下发芽。
此外,研究还发现,脱落酸也是调节幼苗生长、植物对逆境适应能力的一个生命攸关的化学“信号”。张大鹏解释说,同其它植物激素等化学“信号”一样,脱落酸实质上是一个细胞 “信号”的转导过程。这一“信号”首先通过细胞受体被识别,识别后,最终导致植物的生理效应。在此之前,科学家也曾发现过一种脱落酸受体。然而,仅只限于知道脱落酸对植物开花和侧根形成的控制。对控制植物种子发育、气孔以及对干旱适应性的脱落酸受体,一直是未解之谜。张大鹏教授发现的是“一种参与叶绿素生物合成的蛋白质的脱落酸受体”,张大鹏将这种蛋白质命名为“ABAR”。分子克隆研究发现,“ABAR”是参与叶绿素合成和质体—核信号转导的蛋白质,其名称为“镁螯合酶H亚基”。
■2010年2月19日,资环学院张福锁教授团队关于“中国的土壤因为化肥而变酸”的研究论文在Science杂志发表。
张福锁教授团队通过深入系统的研究,首次全面报道了自上世纪80年代以来我国主要农田土壤出现显著酸化的现象,并且发现氮肥过量施用是导致农田土壤酸化的最主要原因。研究者收集了2000-2008年间发表的所有有关表层土pH的数据及 6组土壤的1980年及2000年另外两组数据。对所有这些数据的分析显示,从1980年至2000年,在中国的主要作物生产地区的土壤酸化有了大幅的增加。这种大规模土壤酸化可能会威胁到农业的可持续性,并会影响营养物质的生物化学循环以及土壤中的毒性成分。
2013年2月28日,资环学院刘学军、张福锁教授等研究论文“中国氮沉降显著增加”在Nature杂志发表。该研究成果揭示了过去30年 (1980~2010年),我国出现了区域性大气活性氮污染、氮素沉降以及农田与非农田生态系统 “氮富集”加剧的现象。研究提出,实现氮肥和畜牧业等农业源氨的减排,是当前中国控制氮素沉降的主要立足点。同时,大幅度减少各种化石能源等非农业源活性氮的排放已越来越迫切。
■2010年10月15日,我校农业生物技术国家重点实验室夏国良教授课题组和美国杰克逊研究所JohnEppig教授课题组合作研究论文发表在 Science杂志上。该项研究证实:卵泡中的颗粒细胞分泌C-型钠肽及其受体NPR2是控制卵母细胞成熟的重要因子。这篇论文发通讯作者是夏国良教授,第一作者则是其弟子张美佳副教授。
现代生物技术在动物繁殖领域及人类辅助生殖的应用中,成熟卵母细胞的质量至关重要。以往研究发现,正常卵巢卵泡中的卵母细胞一直停滞于减数分裂的前期,不能成熟,只有在促性腺激素周期性排卵前峰的作用下才能成熟和排卵。卵母细胞成熟的机制一直是生殖生物学研究的重点。什么原因抑制了卵母细胞的成熟,一直是一个未解之谜。夏国良教授课题组、John Eppig教授课题组的研究结果证实,C-型钠肽及其受体NPR2缺失将导致卵泡中卵母细胞的提前成熟。这一研究为揭示卵母细胞成熟的分子机制提供了重要的理论依据;对于揭示促性腺激素精确调控卵母细胞成熟与排卵的同步化,以及雌性的正常受精等机理具有重要的生物学意义;为今后人类卵巢早衰和卵巢多囊症的发病机理研究提供重要的理论参考;同时也为动物高效繁殖技术的应用奠定重要基础。
相关链接
■2012年12月16日,我校国家玉米改良中心李建生教授课题组关于“全基因组关联分析剖析玉米籽粒油份合成的遗传结构”研究论文在Nature Genetics杂志发表。
■2012年6月4日,农学院赖锦盛教授课题组关于“玉米育种过程中基因组遗传变化规律”的研究论文在NatureGenetics发表。
■2008年9月28日,农学院孙传清教授研究小组关于水稻进化的研究成果论文在Nature Genetics在线发表。