本期目录
1. 首次发现引起桃早熟芽变的表观遗传机制
2. 揭示继发性入侵机制和动态变化的研究取得新进展
3. 高山林线生态学研究取得新进展
4. 揭示猕猴桃维生素C生物合成和冷胁迫调控新机制
5. 揭示桃近核处果肉着色的形成机制
6. 多组学研究揭示药用植物三叶青基因组进化和黄酮类代谢物生物合成的遗传基础
7. 探究全球生态恢复对植物遗传多样性的影响
8. 揭示植物繁殖策略的大尺度格局和驱动机制
9. 探究食品中微生物的挥发性有机化合物分析方法
10. 完成东非古老火山埃尔贡山的维管植物编目
首次发现引起桃早熟芽变的表观遗传机制
桃鲜嫩多汁、营养丰富，但不耐贮藏。芽变选择广泛用于果实成熟期等重要性状的遗传改良，但至今关于芽变产生遗传机制的研究较少。近日，武汉植物园果树分子育种研究团队联合安徽省农科院首次发现一条长约17 Mb的染色体片段的DNA甲基化变化是桃早熟芽变产生的原因。研究成果发表于New Phytologist。安徽省农业科学院周晖副研究员为论文第一作者，武汉植物园韩月彭研究员以及安徽省农业科学院张金云研究员和潘海发研究员为论文共同通讯作者。
研究发现，桃的17-Mb染色体片段存在等位基因缺失（alleleic dropout，ADO）和等位基因特异性表达（allelic imbalance，ASE）现象，阐明了DNA甲基化变化是导致这种大规模ADO和ASE现象的原因。还发现这个染色体片段内包含一个成熟期主效基因PpNAC1，该基因的DNA甲基化状态的改变引起其表达水平升高是早熟芽变性状产生的原因。
研究首次揭示了大规模发生等位基因缺失与等位基因特异性表达的这一罕见的诡异现象，并指出了等位基因缺失是一种常见现象，容易引起基因分型错误。
新闻链接：https://share.gmw.cn/difang/hb/2023-04/10/content_36486250.htm
论文链接：https://doi.org/10.1111/nph.18903
揭示继发性入侵机制和动态变化的研究取得新进展
入侵植物严重威胁生物多样性和生态环境，急需对其进行治理，降低其生态危害。在目标入侵植物被根除或控制后，其他非目标入侵植物占据空生态位，形成入侵的现象被称为继发性入侵。继发性入侵会使生态系统再度面临入侵植物的威胁。武汉植物园入侵生态学研究团队揭示了继发性入侵的时间动态和潜在机制。研究成果发表于New Phytologist。武汉植物园博士研究生沈常超为论文第一作者，黄伟研究员和陶至彬助理研究员为论文通讯作者。
研究发现，在生物防治目标入侵植物豚草后，非目标入侵植物的继发性入侵普遍存在，且具有明显物种特异性。但是，随着防治时间推移非目标入侵植物的入侵性而不断变化。防治早期：与目标入侵植物豚草亲缘关系近的非目标入侵植物更容易发生继发性入侵。防治后期，具有更大个体、更高比叶面积的非目标入侵植物更容易发生继发性入侵。
该研究首次将系统发育相关性和植物性状等入侵生态学相关理论结合，为了解入侵植物防治后的继发性入侵机制与动态，以及提高入侵植物生物防治效率提供新的见解，同时也为预测入侵植物防治后的继发性入侵物种提供理论和实践指导。
新闻链接：http://www.wbg.cas.cn/xwdt/kydt/yjjz/202303/t20230322_6705987.html
论文链接：https://doi.org/10.1111/nph.18878
高山林线生态学研究取得新进展
处于物种分布海拔范围上限的树木对气候变化极为敏感，气候的变暖导致高山林线树木的更新模式发生了深刻变化。然而，以前的研究只关注了日平均温度升高的影响，忽视了白天和夜间升温对高山林线树木更新的不对称性作用。武汉植物园森林生态学研究团队揭示了高山林线对于白天和夜间温度变暖的差异性响应及其潜在机制。研究成果发表于Global Change Biology。武汉植物园助理研究员史航为论文第一作者，张全发研究员和党海山研究员为论文通讯作者。
研究表明，相比于白天温度，林线更新对夜间温度的变化更为敏感。产生这一现象的原因主要是，在全球变暖的背景下，白天温度的升高更容易导致干旱情况的发生。
研究强调，鉴于当前全球地表温度将继续上升，需要更多关注白天和夜间变暖对陆地生态系统的不对称影响，以制定有效的策略来应对未来全球气候变化对山地森林生态系统的影响。
新闻链接：http://www.wbg.cas.cn/xwdt/kydt/yjjz/202303/t20230315_6697912.html
论文链接：https://doi.org/10.1111/gcb.16675
揭示猕猴桃维生素C生物合成和冷胁迫调控新机制
植物如何减轻寒冷引发的损伤？武汉植物园猕猴桃种质资源与育种研究团队揭示了猕猴桃抗寒的分子机制。相关成果发表在Plant Physiology期刊。武汉植物园特别研究助理刘晓莹为论文第一作者，李大卫研究员和钟彩虹研究员为论文通讯作者。
研究发现，植物在冷胁迫下诱导维生素C生物合成以减轻寒冷对植物氧化损伤现象，阐明了猕猴桃通过AceMYB102-AcePosF21-AceGGP3分子网络调控维生素C合成减缓冷损伤的分子机制。
在寒冷的胁迫下，植物会产生大量活性氧（ROS），从而造成氧化损伤。AcePosF21基因的缺失会降低猕猴桃的维生素C浓度，从而增加活性氧的生成。同时，AcePosF21还参与激活AceGGP3基因的表达，而AceGGP3基因的高表达能够促进维生素C的合成并清除过量的活性氧，最终减轻猕猴桃遭受的冷损伤。
研究证实，人类维持健康所必需的重要营养物质维生素C，在植物中能够参与非生物胁迫和抗逆等诸多生理过程。本研究对抗寒分子机制的揭示，为猕猴桃的低温抗性育种提供了基因资源和重要理论支撑。
新闻链接：https://h.xinhuaxmt.com/vh512/share/11398786?d=134b054&channel=weixin
论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad121
揭示桃近核处果肉着色的形成机制
吃桃的时候，稍加留意，会发现有些桃挨着果核的果肉是红色的，这种“近核红”是桃特有的现象。在桃果实发育后期，靠近果核处的果肉因花青苷积累而变红。此前，这种近核红性状产生的原因和机理尚不清楚。武汉植物园果树分子育种研究团队近期找到了导致桃近核红性状形成的重要基因并阐明了其分子机理。研究成果发表于The Plant Journal。武汉植物园助理研究员赵磊为论文第一作者，韩月彭研究员为论文通讯作者。
通过采用比较转录组方法挖掘调控桃近核红性状形成的重要基因PpHY5，通过酵母双杂交筛库得到其关键的协同因子PpBBX10，确认PpHY5在PpBBX10的协同下促进桃果实PpMYB10.1基因的转录激活，从而产生桃近核红现象。
这一成果不仅丰富了果肉着色调控研究，也有望应用于桃育种，为罐装桃产业提供更多优质的无近核红性状的桃品种。研究也表明，可能存在未知的调节因子参与调控桃近核红性状。
新闻链接：https://h.xinhuaxmt.com/vh512/share/11439111?d=134b0b9&channel=weixin
论文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.16189
多组学研究揭示药用植物三叶青基因组进化和黄酮类代谢物生物合成的遗传基础
三叶崖爬藤（Tetrastigma hemsleyanum）是葡萄科崖爬藤属多年生草质藤本植物，块根或全草入药，也称三叶青，目前已被列为新“浙八味”中药材培育品种之一，是浙江省新冠肺炎一号方“化湿宣肺合剂”的主要成分。武汉植物园东亚植物演化、保护与利用研究团队揭示了药用植物三叶青基因组进化和苯丙烷-黄酮类代谢物质生物合成的遗传基础，研究成果发表于The Plant Journal。浙江大学博士后朱珊珊（现为宁波大学副研究员）、博士生张心怡和任超前为论文共同第一作者，武汉植物园邱英雄研究员为论文通讯作者。
本研究基于多组学数据，解析了三叶青基因组中特有和扩张基因家族与多种活性成分合成有关，可能提高了其环境适应能力。此外，研究结果揭示了三叶青中黄酮类代谢途径合成基因的重复模式及其与表达量的相关性，并阐明了黄酮类代谢产物在三叶青西南和中东部两个谱系分化的遗传基础。研究结果为探明三叶青药用活性成分的生物合成和调控机制奠定了基础，也为三叶青野生资源的引种、驯化和育种提供了指导。
新闻链接：http://www.wbg.cas.cn/xwdt/kydt/yjjz/202303/t20230306_6688944.html
论文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.16169
探究全球生态恢复对植物遗传多样性的影响
遗传多样性作为生物多样性的重要组成部分，对植物个体适合度和种群应对环境变化至关重要。然而，人为活动引起的生境破碎化和生境丧失，已导致全球许多野生植物面临遗传多样性丧失。当前，生态恢复作为当前生物多样性保护和恢复的重要措施之一，在全球范围内得到广泛实施。武汉植物园植被生态学研究团队对全球范围内的生态恢复是否能促进被恢复植物种群的遗传多样性进行了探究，研究成果发表于Journal of Applied Ecology。武汉植物园魏新增研究员为论文第一作者，江明喜研究员为论文通讯作者。
研究显示，当生态恢复时间小于50年时，被恢复植物种群的遗传多样性显著低于参照种群，而当恢复时间大于等于50年时，被恢复种群的遗传多样性与参照种群相当。
与参照和退化种群相比，生态恢复并未显著提高被恢复植物遗传多样性。但在条件允许情况下，采用被动恢复、直接播种和多种源混合的策略可以显著提高被恢复植物遗传多样性。
基于以上研究发现，研究人员呼吁，在未来涉及植物的生态恢复中，应该将植物种群的遗传多样性恢复作为一个重要目标。
论文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2664.14390
揭示植物繁殖策略的大尺度格局和驱动机制
在自然界中，哪些植物更可能进行克隆繁殖？哪些环境条件有利于克隆繁殖？是植物性状还是环境变量更能解释植物的克隆性？为了回答这些科学问题，武汉植物园宏观生态学研究团队和澳大利亚新南威尔士大学的研究人员以澳大利亚4116个物种的914456个分布数据为基础，量化了克隆植物的概率与4个植物特征和16个环境变量之间的二元关系，研究成果发表于Journal of Biogeography，东北地理与农业生态研究所张红香研究员为论文第一作者，武汉植物园陈思翀研究员为论文通讯作者。
研究表明，克隆植物的概率与植物特征的关系更强烈，与环境变量的关系相对较弱。矮小植物、草本、单子叶植物更可能进行克隆繁殖，并且克隆植物在低温、低太阳辐射、高水分供应、高净初级生产力和高土壤有机碳和氮含量的环境中更常见。高大植物、木本、双子叶植物通常只能有性繁殖，并且非克隆植物在干燥和土壤贫瘠的环境中更常见。
这一重要发现将推进人们对植物繁殖策略大尺度格局及两种繁殖方式进化意义的理解。表明克隆繁殖是植物在资源丰富的环境下进行种群扩张的策略，而不是在环境胁迫条件下替代有性繁殖的保障策略。
新闻链接：http://www.wbg.cas.cn/xwdt/kydt/yjjz/202304/t20230406_6727842.html
论文链接：https://doi.org/10.1111/jbi.14577
探究食品中微生物的挥发性有机化合物分析方法
微生物挥发性有机化合物（mVOCs）是食品中的微生物在代谢过程中产生的约2000种化学性质不同的挥发性代谢产物，是检测食品早期污染的指标，在食品安全监测中备受关注。武汉植物园植物化学生物学研究团队系统地探究了食品中微生物的挥发性有机化合物分析方法，助理研究员范民霞为论文第一作者，郭明全研究员为论文通讯作者，研究成果发表于Food Chemistry。
研究总结了mVOCs的种类及其产生机制，汇总了顶空、吹扫捕集、固相微萃取和针式捕集法等mVOCs采样方法，并对mVOCs的分析方法（离子迁移谱法、电子鼻法、生物传感器等）及其在食品微生物污染检测中的应用进行了系统的回顾。指出便携式设备、新兴的新材料、高通量和现场检测、高性价比和大规模生产的分析仪器将成为未来mVOCs检测的有希望的方向。
本研究为食品安全检测及食品品质把控提供了参考依据，并为未来食品安全中mVOCs检测方法的发展提供研究方向。
新闻链接：http://www.wbg.cas.cn/xwdt/kydt/yjjz/202304/t20230408_6728439.html
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.135950
完成东非古老火山埃尔贡山的维管植物编目
埃尔贡山是东非最古老的火山之一，位于肯尼亚和乌干达的交界处，最高点海拔4321米。近日，武汉植物园胡光万研究员团队联合肯尼亚国家博物馆整理出目前最全面的埃尔贡山植物名录，相关研究发表于PhytoKeys。武汉植物园已毕业博士研究生Peninah Cheptoo Rono为论文第一作者，胡光万研究员为论文通讯作者。
研究团队通过实地调查，结合已有标本，完成了埃尔贡山1709种维管植物（含75个亚种和45个变种）的编目，包括1565个本地种和144个外来种。记录到103种植物为埃尔贡山区域特有物种，其中14种是稀有物种。根据国际自然保护联盟濒危物种红色名录，埃尔贡山有2种植物为极危、 4种植物为濒危、9 种植物为易危、29 种植物为近危。在野外考察的过程中，研究团队还发现了一个葫芦科新物种—埃尔贡悦猴瓜（Peponium elgonense N.Wei, G.W.Hu & Q.F.Wang）。
这项研究将有助于对埃尔贡山植物进行更加深入的生态学和系统发育研究，同时也为确定埃尔贡山需要优先保护的物种、制定生物多样性管理政策提供了基础资料和科学依据。
论文链接：https://doi.org/10.3897/phytokeys.223.97401
