我校CELL、NATURE、SCIENCE科研論文掠影
■2005年7月6日,動(dòng)物醫(yī)學(xué)院劉金華教授為第一作者、第一通訊作者單位論文在 Science雜志在線發(fā)表,于8月19日在Science雜志版發(fā)表,在世界上首次描述水禽群體可以感染H5N1禽流感病毒,并引起大量的水禽死亡。
科學(xué)家對(duì)病毒基因組序列的分析表明:代表禽流感病毒高致病率的三個(gè)“毒力島”在這些毒株中是存在的。如血凝素的富含堿性氨基酸的酶切位點(diǎn);神經(jīng)氨酸苷酶20個(gè)氨基酸的缺失與病毒復(fù)制有關(guān)的重要蛋白PB2氨基酸上的突變。
科研小組對(duì)其中的一個(gè)分離毒株進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(小鼠、雞)的感染實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)對(duì)這兩種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是高致病性的。該研究成果根據(jù)所感染水禽的遷徙路線以及病毒基因組的分子分析發(fā)現(xiàn),該病毒可能是經(jīng)過了重排的一種病毒,而且有可能是通過這種遷徙鳥從東南亞帶來青海湖的。以上研究雖然暫時(shí)還不能說明病毒的確切來源,但也提示應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)這些水禽攜帶病毒的情況進(jìn)行廣泛的檢測(cè),以尋找流感病毒重排與變異的一些分子規(guī)律,進(jìn)而為我們預(yù)防與控制禽流感提供重要的分子依據(jù)。
■2005年8月12日,資環(huán)學(xué)院陸雅海教授論文以Report形式在Science雜志發(fā)表。
陸雅海在水稻土生物化學(xué)和微生物學(xué)方面開展了系統(tǒng)研究。他對(duì)稻田甲烷釋放與植物根系分泌作用緊密相關(guān)的發(fā)現(xiàn),已被國際學(xué)術(shù)界廣泛引用,在闡明稻田甲烷釋放機(jī)理上有重要意義。為了理解水稻根系分泌過程和調(diào)控因子,他用穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)深入研究了水稻光合碳在地上-地下部的分配規(guī)律,發(fā)現(xiàn)水稻光合同化碳通過根系分泌作用快速向土壤微生物轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。這為定量化研究水稻光合碳對(duì)溫室氣體釋放和土壤有機(jī)質(zhì)積累提供了重要基礎(chǔ)。
陸雅海用現(xiàn)代分子生態(tài)技術(shù)和穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)相結(jié)合的手段研究了水稻根際碳循環(huán)的關(guān)鍵微生物種群和功能,用RNA穩(wěn)定同位素探針技術(shù)在水稻根系發(fā)現(xiàn)了一組新古菌的產(chǎn)甲烷功能。
■2006年6月30日,我校植物生理學(xué)與生物化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室武維華教授研究組論文在Cell雜志發(fā)表。這項(xiàng)研究成果,被評(píng)為“2006年度中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”。
該項(xiàng)研究表明,模式植物擬南芥根細(xì)胞鉀離子通道AKT1的活性受一蛋白激酶CIPK23的正向調(diào)控,而CIPK23的上游受兩種鈣信號(hào)感受器CBL1和CBL9的正向調(diào)控。植物根細(xì)胞鉀離子通道AKT1是植物細(xì)胞自土壤溶液中吸收鉀的主要執(zhí)行者。在擬南芥植物中過量表達(dá)LKS1、CBL1或CBL9基因以增強(qiáng)AKT1的活性,能顯著提高植株對(duì)低鉀脅迫的耐受性?;谘芯拷Y(jié)果,提出了包括CBL1/9、CIPK23和AKT1等因子的植物響應(yīng)低鉀脅迫的鉀吸收分子調(diào)控理論模型。該項(xiàng)研究結(jié)果在認(rèn)知植物鉀吸收利用的分子調(diào)控機(jī)理方面有理論科學(xué)意義。
■2006年10月19日,生物學(xué)院張大鵬教授研究小組關(guān)于ABA受體ABAR的研究報(bào)告在Nature雜志以Article形式發(fā)表。這項(xiàng)研究成果,被評(píng)為“2006年國內(nèi)十大科技新聞”。
對(duì)生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、乙烯和脫落酸等植物激素參與調(diào)控植物生長發(fā)育的全過程,而脫落酸掌管著植物氣孔運(yùn)動(dòng)和種子發(fā)育等。研究表明,當(dāng)植物處于干旱時(shí),體內(nèi)的脫落酸會(huì)自動(dòng)增加,以幫助葉面關(guān)閉氣孔,控制水分流失,從而戰(zhàn)勝干旱;當(dāng)種子發(fā)育到接近成熟時(shí),脫落酸又會(huì)控制種子的休眠和萌發(fā),使其不在植株(樹)上或惡劣的環(huán)境下發(fā)芽。
此外,研究還發(fā)現(xiàn),脫落酸也是調(diào)節(jié)幼苗生長、植物對(duì)逆境適應(yīng)能力的一個(gè)生命攸關(guān)的化學(xué)“信號(hào)”。張大鵬解釋說,同其它植物激素等化學(xué)“信號(hào)”一樣,脫落酸實(shí)質(zhì)上是一個(gè)細(xì)胞 “信號(hào)”的轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。這一“信號(hào)”首先通過細(xì)胞受體被識(shí)別,識(shí)別后,最終導(dǎo)致植物的生理效應(yīng)。在此之前,科學(xué)家也曾發(fā)現(xiàn)過一種脫落酸受體。然而,僅只限于知道脫落酸對(duì)植物開花和側(cè)根形成的控制。對(duì)控制植物種子發(fā)育、氣孔以及對(duì)干旱適應(yīng)性的脫落酸受體,一直是未解之謎。張大鵬教授發(fā)現(xiàn)的是“一種參與葉綠素生物合成的蛋白質(zhì)的脫落酸受體”,張大鵬將這種蛋白質(zhì)命名為“ABAR”。分子克隆研究發(fā)現(xiàn),“ABAR”是參與葉綠素合成和質(zhì)體—核信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的蛋白質(zhì),其名稱為“鎂螯合酶H亞基”。
■2010年2月19日,資環(huán)學(xué)院張福鎖教授團(tuán)隊(duì)關(guān)于“中國的土壤因?yàn)榛识兯帷钡难芯空撐脑赟cience雜志發(fā)表。
張福鎖教授團(tuán)隊(duì)通過深入系統(tǒng)的研究,首次全面報(bào)道了自上世紀(jì)80年代以來我國主要農(nóng)田土壤出現(xiàn)顯著酸化的現(xiàn)象,并且發(fā)現(xiàn)氮肥過量施用是導(dǎo)致農(nóng)田土壤酸化的最主要原因。研究者收集了2000-2008年間發(fā)表的所有有關(guān)表層土pH的數(shù)據(jù)及 6組土壤的1980年及2000年另外兩組數(shù)據(jù)。對(duì)所有這些數(shù)據(jù)的分析顯示,從1980年至2000年,在中國的主要作物生產(chǎn)地區(qū)的土壤酸化有了大幅的增加。這種大規(guī)模土壤酸化可能會(huì)威脅到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性,并會(huì)影響營養(yǎng)物質(zhì)的生物化學(xué)循環(huán)以及土壤中的毒性成分。
2013年2月28日,資環(huán)學(xué)院劉學(xué)軍、張福鎖教授等研究論文“中國氮沉降顯著增加”在Nature雜志發(fā)表。該研究成果揭示了過去30年 (1980~2010年),我國出現(xiàn)了區(qū)域性大氣活性氮污染、氮素沉降以及農(nóng)田與非農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng) “氮富集”加劇的現(xiàn)象。研究提出,實(shí)現(xiàn)氮肥和畜牧業(yè)等農(nóng)業(yè)源氨的減排,是當(dāng)前中國控制氮素沉降的主要立足點(diǎn)。同時(shí),大幅度減少各種化石能源等非農(nóng)業(yè)源活性氮的排放已越來越迫切。
■2010年10月15日,我校農(nóng)業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室夏國良教授課題組和美國杰克遜研究所JohnEppig教授課題組合作研究論文發(fā)表在 Science雜志上。該項(xiàng)研究證實(shí):卵泡中的顆粒細(xì)胞分泌C-型鈉肽及其受體NPR2是控制卵母細(xì)胞成熟的重要因子。這篇論文發(fā)通訊作者是夏國良教授,第一作者則是其弟子張美佳副教授。
現(xiàn)代生物技術(shù)在動(dòng)物繁殖領(lǐng)域及人類輔助生殖的應(yīng)用中,成熟卵母細(xì)胞的質(zhì)量至關(guān)重要。以往研究發(fā)現(xiàn),正常卵巢卵泡中的卵母細(xì)胞一直停滯于減數(shù)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。卵母細(xì)胞成熟的機(jī)制一直是生殖生物學(xué)研究的重點(diǎn)。什么原因抑制了卵母細(xì)胞的成熟,一直是一個(gè)未解之謎。夏國良教授課題組、John Eppig教授課題組的研究結(jié)果證實(shí),C-型鈉肽及其受體NPR2缺失將導(dǎo)致卵泡中卵母細(xì)胞的提前成熟。這一研究為揭示卵母細(xì)胞成熟的分子機(jī)制提供了重要的理論依據(jù);對(duì)于揭示促性腺激素精確調(diào)控卵母細(xì)胞成熟與排卵的同步化,以及雌性的正常受精等機(jī)理具有重要的生物學(xué)意義;為今后人類卵巢早衰和卵巢多囊癥的發(fā)病機(jī)理研究提供重要的理論參考;同時(shí)也為動(dòng)物高效繁殖技術(shù)的應(yīng)用奠定重要基礎(chǔ)。
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■2012年12月16日,我校國家玉米改良中心李建生教授課題組關(guān)于“全基因組關(guān)聯(lián)分析剖析玉米籽粒油份合成的遺傳結(jié)構(gòu)”研究論文在Nature Genetics雜志發(fā)表。
■2012年6月4日,農(nóng)學(xué)院賴錦盛教授課題組關(guān)于“玉米育種過程中基因組遺傳變化規(guī)律”的研究論文在NatureGenetics發(fā)表。
■2008年9月28日,農(nóng)學(xué)院孫傳清教授研究小組關(guān)于水稻進(jìn)化的研究成果論文在Nature Genetics在線發(fā)表。