植物营养生物学研究方向探讨

植物营养生物学是重点研究植物活化、吸收、转运与利用养分的生理、分子及遗传机制的科学。在过去的30年,我国植物营养生物学研究取得了长足的发展,但从国家自然科学基金资助情况分析,与相关学科相比,近10多年来植物营养生物学总体研究力量相对薄弱,缺乏新一代领军人才。一些研究更接近于“纯”植物生物学,与植物营养应用研究出现脱节,对农业绿色发展及化肥产业升级的支撑不够。植物营养生物学研究者应该重视与作物育种、耕作栽培、生态环境、植物保护及化肥产业的合作,跟踪这些领域的研究现状及生产中面临的技术需求,围绕这些领域的技术“瓶颈”开展植物营养基础研究,在提供解决途径的同时创新植物营养生物学机理,从而丰富植物营养学理论。在研究内容上,建议重视控制养分响应度的生理与遗传机制,养分信号与环境信号互作,养分×土壤×管理互作及其对根系生长的影响,养分供应与抗生物胁迫,高产高效的植物营养生理学基础,特种作物的营养机理,化肥产品升级的生物学途径等方向的研究。     

植物营养分子遗传研究进展

过去10年间,在植物矿质养分吸收利用与养分胁迫诱导调节机理分于生物学方面的研究进展使我们对植物营养分子遗传背景有了新的了解。本文对有关养分转运子基因克隆,养分胁迫诱导调节机理,应用分子标记技术研究养分吸收利用遗传背景等方而的研究进展及方法作一介绍。     

根际生命共同体：协调资源、环境和粮食安全的学术思路与交叉创新

植物营养学研究近年来在植物养分高效分子机理、植物-微生物互作、根际互作与微生态调控、农田养分管理等研究领域取得了一系列原创性进展。然而,当前如何协调粮食安全、资源高效和环境可持续性仍面临巨大挑战。针对这一重大问题,本文提出"根际生命共同体(Rhizobiont)"学术思路,围绕"根际互作与养分高效"这一重大科学命题,构建"植物-根系-根际-菌丝际-土体及其微生物"根际生命共同体理论体系,突破植物-微生物、微生物-微生物关键界面互作机制,阐明根际生命共同体结构、功能及其在养分活化、吸收与利用中的作用机制,建立共同体多界面互作增效的生物学调控新途径,开辟植物-土壤-微生物交叉创新领域,根际生命共同体理论创新有助于破解粮食安全、资源高效、环境保护多目标协同的难题,支撑我国农业绿色发展。文章指出了根际生命共同体与养分高效研究的重点方向与内容,尤其是深入揭示和调控植物第二基因组——微生物组的作用正成为农业科学的研究前沿。     

论作物养分效率及其遗传改良

作物养分效率遗传改良已成为植物营养学重点研究领域之一,但对于养分效率的概念及其组成因素,以及养分高效性状依然存在很多认识误区,限制了养分高效育种成效。本文论述了养分效率及其相关指标的定义,从作物学、植物营养生理学、分子生物学和遗传学多个角度分析了养分高效吸收、养分高效利用的生理学决定因素及其对养分高效育种的启示。指出除了高通量养分高效表型分析技术的限制,还缺乏对田间水平上养分高效生理学机制的深入理解,不清楚养分高效的次级生理指标,已成为限制养分高效育种的因素之一。未来应该充分利用现代分子生物学研究手段,加强田间条件下的养分高效生理学机制研究,将养分吸收、分配、转运等生理过程与作物生长发育调控密切关联,关注群体种植条件下的最优植株性状,在田间实际生长条件下进行鉴定,才有可能获得实用的养分高效品种。     

土壤生物工程──土壤学与分子生物学的交叉学科

土壤生物江程学是土壤学与分生物学，遗传工程学相互结合交叉的分支学科，是土壤科学新的生长点之一。它以土壤学的研究成果为基础，利用分子生物学的理论和转基因工程为手段，企图从改造植物本身来解决土遥问题。土壤生物工程学的主要研究内容为从分子水平上来研究土壤植物营养和土壤微物地琢植物对土壤逆境的生理生化反应，揭示其分子机制，基因控制，创造出预目标的转基因植物。因此主要包括土壤植物营养生物工程，土壤机制，基     

植物耐铝机理研究进展

铝毒是酸性土壤上作物生产的主要限制因子,植物耐铝机理以及与耐铝有关基因的研究是近十多年来研究的热点。本文对植物耐铝的生理、遗传及分子机理的研究进展作了综述。明确了目前取得的突破性进展已使通过植物遗传育种及生物技术手段提高粮食作物耐铝性成为可能;同时,本文对今后的研究方向作了简要的讨论。     

植物高效利用土壤难溶态磷研究动态及展望

本文在论述磷资源危机及磷肥供求矛盾的基础上,对土壤的潜在磷累资源、供磷特性、不同植物类型以及相同植物的不同基因型间对土壤难溶态磷的吸收利用差异、潜力及开发利用意义等进行了简要的评论。展望了植物的遗传多样性与生理机制,以及利用杂交有种、细胞走向诱变及其基因工程等现代生物学手段进行筛选、走向诱导、基因转移及分子克隆等培育高效利用土壤难溶态磷作物新品种的可行性及应用前景。展现了植物基因工程与现代生物科学的发展动态以及在增加植物抗性、改善品质、提高某些特定指标方面转基因植物的成功实例与应用效果,并对当前植物矿质营养遗传学领域所存在的某些关键技术环节及近年来所取得的一些突破性进展也进行了简略的评述。     

农业资源研究中心“百人计划”招聘启事

正中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心(以下简称中心)面向国家水安全、粮食安全、生态环境安全的重大战略需求和农业资源与生态学前沿领域开展应用基础研究。根据中心科研布局与学科发展的需要,现诚聘海内外杰出人才若干名。一、招聘研究领域农业水文学、农业生态学、水化学与农田面源污染、土壤微生物生态学、农业灌溉工程、农业遥感与模型、作物遗传育种、植物生理等相关领域。     

农业资源研究中心“百人计划”招聘启事

正中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心(以下简称中心)面向国家水安全、粮食安全、生态环境安全的重大战略需求和农业资源与生态学前沿领域开展应用基础研究。根据中心科研布局与学科发展的需要,现诚聘海内外杰出人才若干名。一、招聘研究领域农业水文学、农业生态学、水化学与农田面源污染、土壤微生物生态学、农业灌溉工程、农业遥感与模型、作物遗传育种、植物生理等相关领域。二、报名条件     

农业资源研究中心“百人计划”招聘启事

正中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心(以下简称中心)面向国家水安全、粮食安全、生态环境安全的重大战略需求和农业资源与生态学前沿领域开展应用基础研究。根据中心科研布局与学科发展的需要,现诚聘海内外杰出人才若干名。一、招聘研究领域农业水文学、农业生态学、水化学与农田面源污染、土壤微生物生态学、农业灌溉工程、农业遥感与模型、作物遗传育种、植物生理等相关领域。二、报名条件     

植物吸收和转运铁的分子生理机制研究进展

铁是植物正常生命活动过程中的必需微量元素之一。由于土壤中铁的有效性很低,导致植物极易缺铁,不仅影响作物的产量和品质,而且影响人类微量元素健康,因此如何通过生物强化达到人类铁营养状况改善的目的是目前该研究领域关注的热点。本文就近5年来植物铁吸收、体内转运、子粒中积累等重要生物过程的分子生理机制的研究进展进行了详细阐述,其中对水稻兼备机理I和机理II铁吸收机制有了新的认识,而且发现YSL蛋白家族在植物铁吸收、转运和子粒积累过程中的重要性。同时,讨论了利用上述机制的研究结果通过基因工程和农学措施改善植物铁营养和提高作物子粒铁富集的技术途径。     

高等植物氨基酸吸收与转运及生物学功能的研究进展

氨基酸不仅是细胞中蛋白质生物合成的必需底物,而且也参与植物体内的氮代谢途径以及碳氮平衡的调节。近年来,氨基酸的转运与吸收机制及其生物学功能已成为植物分子生物学特别关注和研究的热点之一。最近,学术界亦发现某些氨基酸可能作为信号分子对植物生长发育具有特殊的生物学意义。本文就氨基酸吸收与转运的分子生理机理及其在植物生长发育中的重要功能（如调控生长、 适应各种环境胁迫等）的研究进展进行了较详细地综述。     

基于文献计量学与知识图谱的中华绒螯蟹研究进展与趋势分析

中华绒螯蟹凭借其较高的经济价值和较高的营养品质引起国内外学者对其进行各项研究,但缺乏世界范围的系统性文献计量学分析与知识图谱研究以帮助快速掌握该领域的研究动态.该研究基于科学引文数据库(Web of Science,WoS)和中国知网数据库(China National Knowledge Infrastructure...     

基于Web of Science文献计量学分析的全球老年食品研究进展

为深入了解国内外老年食品的研究现状和研究热点,该研究基于Web of Science核心合集(SCI-E)数据库,采用文献计量学理论和可视化分析技术,对1990～2020年全球老年食品研究文献进行分析,以为中国老年食品的研究和开发提供参考。全球有64个国家/地区、852个研究机构,236种期刊开展了老年食品研究,跨区域合作、多学科交叉融合频繁,美国、日本、法国、加拿大、中国等国家均表现出较大的研究体量和较强的合作关系,美国、荷兰老年食品研究的总体质量较高,优势研究机构大多位于欧美等发达国家,研究领域主要集中于营养学、食品科学技术、老年医学等,重点关注膳食补充、健康状况和相关风险。研究前沿有粮食不安全(food insecurity)、健康状况(health status)、生活质量(quality of life)、康复(rehabilitation)、超重(overweight)、有效性(validity)、吞咽困难(dysphagia)、滋味(taste)等。中国老年食品以糊粉类为主,分类混乱、结构单一、科技含量低,与美国、日本、荷兰等国相比还有较大的差距。中国作为世界上人口最多的国家,在人口老龄化加速发展的关键时期,老年食品的研发显得尤为迫切和重要。因此,未来老年食品研究应以老年医学和营养学理论为基础,重点开发营养强化食品和功能性食品,加强食品的感官修饰研究力度,以满足老年人营养和健康的多元化需求,积极应对全球人口老龄化问题。     

Elemental bioavailability in nutrient solutions in relation to precipitation reactions

In hydroponic plant nutritional research, nutrient solutions can be considered as aqueous solutions of inorganic ions. In this aqueous solution, the ions are submitted to the laws of aquatic inorganic chemistry. This means that the ions are involved in the dynamic equilibria between complexation, dissociation, and precipitation reactions. These chemical reactions seriously impact elemental speciation and bioavailability. As a result, plant roots experience a different nutritional composition. Ions withdrawn from the‐nutrient solution due to precipitation reactions, change the nutritional composition and are not available for uptake by plant roots. Like complexes, precipitates can buffer a nutrient solution, exchanging nutrients as these decrease by plant uptake. This research looks into the precipitation reactions that occur in hydroponic nutrient solutions. In the concentration range of nutrient solutions, no precipitates are formed involving potassium (K⁺), nitrate (NO₃ ^‐), ammonium (NH₄ ⁺), or sulphate (SO₄ ^2‐), while calcium (Ca²⁺) and magnesium (Mg²⁺) form mainly at a higher pH precipitates with hydrogen phosphate (HPO₄ ^2‐). Preparing nutrient solutions with tap water, calcium carbonate (CaCO₃) is likely to precipitate. A good knowledge of the chemical reactions occurring in nutrient solutions is the first prerequisite in hydroponic plant nutritional research.     

植物氮素营养基因型差异研究进展

从形态学、生理生化、遗传学和分子生物学等方面综述了近年来国内外植物N素营养基因型差异的最新研究成果,并指出通过新品种选育提高植物N素利用效率切实可行。     

Efficient cell reprogramming as a target for functional‐marker strategies? Towards new perspectives in applied plant‐nutrition research

The review aims at visualizing and strengthening approximation of current strategies in plant breeding, plant nutrition, and molecular biology. Innovations in new breeding strategies on quantitative traits are based on the development of functional DNA markers. This requires knowledge on robust physiological key reactions or parameters in view of the desired agronomic trait. To understand the significance of adaptive molecular‐physiological factors for the expression of agronomic traits in quantitative terms, systems analyses have to demonstrate the phenotypic effect of differential gene activities. The logistic to advance in applied systems biology is currently being strongly discussed. In the present contribution, identification of target cells, which are important for agronomic traits, is stressed as a key for future modeling and virtual experimentation. Integration of target cells in systems analysis should allow to link top‐down approaches, that start at the whole‐plant level, with bottom‐up approaches, that come from the molecular level. To illustrate the importance of adaptive cell reprogramming for agronomic traits, reprogramming of rhizodermic cells to trichoblasts is pointed out in its role for nutrient efficiency (NE). The nature of molecular factors, which may serve as functional markers in breeding, is discussed in view of future marker developments.