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李天來院士團(tuán)隊許濤課題組在Science子刊發(fā)布植物器官脫落分子機(jī)制最新研究成果

植物龍亦稱植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，指從外部施加給植物，只要很微量就能調(diào)節(jié)、改變植物生長發(fā)育的化學(xué)試劑。除了植物激素從外部施加給植物作為生長調(diào)節(jié)劑外，更多的植物生長調(diào)節(jié)劑，是植物體內(nèi)并不存在的人工合成有機(jī)物，主要有，一是植物激素類似物，例如與生長素有類似生理效能的吲哚丁酸、萘乙酸、2，4-D 等，與細(xì)胞分裂素有類似生理效能的激動素和6-芐基氨基嘌呤等。二是生長延緩劑，有延緩生長作用，降低莖的伸長而不完全停止莖端分生組織的細(xì)胞分裂和側(cè)芽的生長，其作用能被赤霉素恢復(fù)，例如矮壯索（CCC）、丁酰肼（B9）、調(diào)節(jié)安等。三是生長抑制劑，也有延緩生長的效果，但與生長延緩劑不同，它們主要干擾頂端的細(xì)胞分裂，使莖伸長停頓和頂端優(yōu)勢的破壞，其作用不能被赤霉素恢復(fù)，例如青鮮素（MH）等。另外，由于除草劑大都是人工合成的生長調(diào)節(jié)劑，因此，有人把除草劑也作為一大類生長調(diào)節(jié)劑。植物生長調(diào)節(jié)劑，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可分別用在促進(jìn)或抑制植物的營養(yǎng)生長，促進(jìn)或抑制種子、塊根、塊莖的發(fā)芽，防止或促進(jìn)器官的脫落，促進(jìn)生根、座果和果實發(fā)育，控制性別分化、誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)開花，催熟或延遲成熟和衰老，以及殺死田間雜草等方面。植物龍是一種用于蔬菜的植物生長調(diào)節(jié)劑，可有效地使蔬菜增產(chǎn)。主要用于闊葉蔬菜（如白菜等）。采用簡單催化劑，使產(chǎn)品成本比市場上同類產(chǎn)品降低30%以上。應(yīng)用在蔬菜種植。植物龍是一種在日本得到廣泛推廣的植物生長調(diào)節(jié)劑。使用范圍廣，用量大。我國正大面積推廣。適合中小型企業(yè)投資，設(shè)備投資額10 萬以下。按每年12 噸的產(chǎn)量計算，每噸成本為8 萬/噸，售價15 萬/噸，利潤為80萬余元。 合作方式包括技術(shù)轉(zhuǎn)讓和實施交鑰匙工程。

一、項目分類 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、成果簡介 該成果圍繞雜交稻育性遺傳控制的關(guān)鍵問題，包括細(xì)胞質(zhì)雄性不育與恢復(fù)性和秈粳雜種不育與親和性的分子遺傳基礎(chǔ)，開展了系統(tǒng)研究并取得了創(chuàng)新性重要成果，大大發(fā)展了作物遺傳育種理論和促進(jìn)了雜交育種實踐。 一、克隆了最廣泛應(yīng)用的野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育（CMS）基因WA352及其育性恢復(fù)（RF）基因Rf4，揭示了植物孢子體型CMS/RF系統(tǒng)的分子作用機(jī)理。成果被評述“在作物雜交育種和發(fā)展育種新策略具有重要的理論和實踐意義”。 二、克隆了包臺型CMS基因orf79及其恢復(fù)基因，闡明了植物配子體型CMS/R系統(tǒng)的分子作用機(jī)理。成果被認(rèn)為“提供了植物核質(zhì)互作的分子機(jī)制的新視點”。 三、克隆了控制秈粳稻雜種雄性不育的基因Sa ，發(fā)現(xiàn)Sa 是由2 個相鄰基因SaM和SaF 組成的復(fù)合座位，揭示出此類復(fù)合座位是控制植物雜種不育的普遍性分子遺傳基礎(chǔ)。成果被評論為“在植物雜種不育機(jī)理研究方面做出了重要貢獻(xiàn)”。 該成果在Nat. Genet, Plant Cell, PNAS, Mol. Plant, Annu. Rev. Plant Biol.等發(fā)表論文25篇，8篇代表論文總他引836次，被Nature, Science等刊物SCI他引616次，單篇最高SCI他引288次。獲授權(quán)發(fā)明專利6件，成果受到學(xué)術(shù)界的高度評價，被4篇專題文章評述，被“F1000”評論5次，入選科技部973計劃十周年紀(jì)念活動代表性成果，項目成果被多家育種單位應(yīng)用并培育出雜交稻新品種。相關(guān)研究成果大大促進(jìn)了植物分子遺傳學(xué)的發(fā)展，并在雜交稻育種中發(fā)揮了重要作用。 該成果榮獲2018年度國家自然科學(xué)獎二等獎。