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中国草学会关于抵制乱评比、乱排名、乱评奖的倡议

2025-06-27

IPFIC 2025 | 国际草原与草业大会2025第三轮会议通知

2025-06-25

6·18草原保护日倡议书

2025-06-18

情系松嫩草原彰显学者风范

2025-06-16

高山仰止音容长存——深切缅怀李建东教授

2025-06-14

关于举办第三届全国大学生草学类本科专业技能大赛和全国草学类本科专业2025年青年教师授课比赛的通知

2025-06-04

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全国政协十四届三次会议在京开幕习近平等党和国家领导人到会祝贺

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贺金生教授团队研究发现 34年来青藏高原人工草地增加了2.4倍

贺金生教授团队研究发现 34年来青藏高原人工草地增加了2.4倍贺金生教授团队近年来围绕青藏高原人工草地的现状和动态开展了系统性研究，首次揭示了人工草地的类型、分布和历史动态变化特征。近期，该团队在地学领域重要期刊《Earth System Science Data》 (IF=11.6) 发表了题为“An Annual 30 m Cultivated-Pasture Dataset of The Tibetan Plateau From 1988 to 2021”的最新研究成果。该研究取得三项重要发现: （1）首次基于卫星遥感数据构建了1988–2021年青藏高原30 m分辨率人工草地数据集，总体准确度达到97%。（2）明确了高原主要的人工草地类型及其时空分布特征。（3）揭示了近30年高原人工草地的迅速扩张及其驱动机制。该研究由兰州大学草地农业科技学院博士生韩炳宏（第一作者）、草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室贺金生（共同通讯）、资源与环境学院毕健（共同通讯）、南志标院士、北京大学金哲侬和陶胜利、中国科学院地理科学与资源研究所董金玮、兰州大学汪浩、博士生葛孟帅、硕士生杨通和唐永利等共同完成。研究得到了国家自然科学基金重大项目（32192461）、重点项目（32130065) 及中国工程院战略咨询项目（2023-XY-28)的资助。研究背景人工草地是指采用农业技术措施栽培而成的草地，主要依靠播种、灌溉和施肥等更为集约的农业措施进行管理；而天然草地是自然形成，人为干预少，主要依靠自然气候、土壤、降水等条件维持生长。通常情况下，天然草地的生物多样性高，水土保持能力强，生态稳定性好，而人工草地生物多样性低，生态稳定性较弱，需依赖人工维护。受气候变化和人类活动增强的影响，过去30年间，青藏高原部分地区的天然草地出现了不同程度的退化。作为天然草地的补充，人工草地的快速发展引发了对其生态影响的关注。目前，青藏高原人工草地的空间分布信息仍不清晰，这一知识空白不仅制约了草牧业的可持续发展，也为生态保护与恢复带来了重大挑战。因此，系统研究人工草地的空间格局对区域生态管理具有重要意义。研究亮点该研究基于谷歌地球引擎 (GEE) 平台的Landsat数据，结合生长季光谱-时间指标及地形数据，构建了随机森林二值分类模型。模型使用精选训练样本训练后，在两个气候地貌迥异的试验区进行验证，结果显示总体精度达97%，表明该模型适用于青藏高原人工草地制图。基于此，生成了青海和西藏自治区1988-2021年的人工草地分布数据集。主要结论（1）研究首次基于卫星遥感数据，构建了自1988年以来34年间的青藏高原人工草地分布数据集（30 m分辨率）。通过为期3年的大量野外考察，明确了青藏高原地区现存的主要人工草地类型，包括垂穗披碱草、扁茎早熟禾、紫花苜蓿、黑麦草、燕麦和青贮玉米。图青藏高原主要的人工草地类型，包括(a) 垂穗披碱草、(b) 紫花苜蓿、(c) 扁茎早熟禾、(d) 黑麦草、(e) 燕麦、(f) 青贮玉米（2）研究发现，到2021年，青海和西藏自治区共有人工草地157万公顷，其中青海占70%，西藏自治区约占30%，主要分布于水热条件较优的区域：青海集中在环青海湖、祁连山和三江源地区；西藏多见于藏北、藏东南及雅鲁藏布江、拉萨河及年楚河流域。空间分布上，青海的人工草地呈现集聚特征，而西藏则相对分散。图 1988–2021年青藏高原人工草地分布（3）从1988到2021年，青藏高原人工草地增加了2.4倍，并以每年3.35万公顷的速度增长，其中青海省的增长更为突出。图基于遥感和统计数据的青藏高原人工草地面积动态变化研究还发现，由于定义不统一，各类统计数据所反映的人工草地变化趋势与遥感数据并不完全吻合，这一点在研究中应予以关注。此外，未来还需进一步科学评估天然草地转变为人工草地所带来的生态和环境效应。论文链接：https://essd.copernicus.org/articles/17/2933/2025/

白史且、鄢家俊、严学兵、马啸教授等团队发布“川草2号”老芒麦高质量基因组并揭示其遗传基础和起源进化过程

白史且、鄢家俊、严学兵、马啸教授等团队发布“川草2号”老芒麦高质量基因组并揭示其遗传基础和起源进化过程老芒麦（Elymus sibiricus L.），异源四倍体植物（2n = 4x = 28，StStHH），是禾本科小麦族披碱草属的模式种。老芒麦广泛分布于欧亚大陆，是我国重要乡土草种，具有丰富的遗传多样性和生态适应性，在我国畜牧业和草地生态修复中发挥着重要作用。“川草2号”老芒麦（E. sibiricus L. cv. Chuancao No. 2）是由四川省草原科学研究院选育的优良老芒麦国审品种，因其饲草和种子产量高以及抗逆性强的特点，在我国青藏高原地区成为当家草种，被广泛应用于草地补播改良、生态修复、人工饲草基地建设中，多年多次入选区域主推草品种目录。近期，四川省草原科学研究院/西南科技大学白史且/鄢家俊团队联合扬州大学严学兵团队和四川农业大学马啸团队在SCIENCE CHINA Life Sciences（《中国科学：生命科学》英文版）发表了题为“High-quality reference genome and population analysis of allotetraploid Elymus sibiricus provide insight into genome origin and environmental adaptations to the Qinghai-Tibetan Plateau”的研究论文，公布了染色体级别的“川草2号”老芒麦参考基因组序列，对老芒麦的基因组序列及群体基因组数据进行了深度挖掘，系统性地探索了老芒麦的基因组特征、起源与进化历程以及环境适应性特征，为老芒麦的遗传信息解析和系统发育关系研究提供理论基础。该研究通过整合单分子测序（PacBio，97.34X）和双末端测序（Illumina，68X）技术，完成了“川草2号”老芒麦基因组的高质量从头组装，其基因组大小为6.57 Gb，Contig N50达到了4.46 Mb。进一步通过461.17 Gb的Hi-C测序数据，成功将6.53 Gb的基因序列挂载到14条染色体上，其中St亚基因组和H亚基因组分别包含3.15和3.37 Gb的基因序列（图1）。这一成果标志着国际上首次获得了达到染色体级别的“川草2号”老芒麦参考基因组序列。图1 老芒麦的形态和基因组特征染色体级别的“川草2号”老芒麦参考基因组图谱的获得，有助揭示老芒麦基因组大小变化的动态历史及其进化轨迹。通过比较基因组学，推断出老芒麦的H亚基因组与大麦的H基因组的遗传距离较近（图2）。此外，古染色体进化分析的结果表明老芒麦染色体进化过程中即存在一定的保守性，又表现出了不同程度的复杂性，体现了其染色体进化机制的多样性。值得注意的是，通过基因组之间的共线性分析发现，老芒麦H亚基因组上4号染色体（Es4H）和6号染色体（Es6H）之间存在较大的易位片段，并且这个较大的结构变异与老芒麦的其环境适应过程有关（图2）。图2 老芒麦亚基因组的进化和染色体结构变异分析通过对来自我国东北、西北、华北和青藏高原地区的90份老芒麦野生种质进行重测序分析，不仅从全基因组水平揭示了老芒麦自然群体的遗传多样性（图3），还提出了青藏高原是老芒麦起源和遗传多样性中心的观点，并由此推测出老芒麦群体可能的扩散路径，为老芒麦的遗传进化和环境适应性研究提供了宝贵的数据支持。图3 90份老芒麦种质的分布和群体结构特征成功绘制“川草2号”老芒麦参考基因组精细图谱并探究老芒麦自然群体的遗传进化关系，不仅有助于深入理解老芒麦的遗传基础和分子机制，而且为揭示老芒麦在不同生境下的适应机制和进化历史提供了关键信息。此外，这一成果有助于加速发掘老芒麦的优异新基因及培育优异新品种。同时，深入了解老芒麦的遗传背景有利于促进全球野生老芒麦种质资源的遗传保护，这对未来披碱草属优异种质资源的保护、发掘与育种利用具有重要的战略意义。四川农业大学、四川省草原科学研究院联合培养的博士研究生李欣瑞为论文第一作者，四川省草原科学研究院张昌兵副研究员、北京百迈客生物科技有限公司王丽丽工程师以及中国科学院遗传与发育生物学研究所黄盖副研究员为论文共同第一作者。四川省草原科学研究院/西南科技大学白史且教授、鄢家俊教授、扬州大学严学兵教授和四川农业大学马啸教授为共同通讯作者。本研究得到中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓风院士的悉心指导，同时，四川省草原科学研究院李达旭研究员、中国热带农业科学院纪长绵副研究员以及电子科技大学杨足君教授参加了部分工作，新疆农业大学张博教授、青海省畜牧兽医科学院刘文辉研究员、兰州大学谢文刚教授、河北大学刘桂霞教授为老芒麦种质资源收集提供了帮助。该研究得到了国家自然科学基金、四川省重点研发项目以及四川省饲草育种攻关项目的支持。

中国农业大学草业学院张英俊、刘楠团队在优化放牧促进草地多种生态系统服务协同提升方面取得重要进展

中国农业大学草业学院张英俊、刘楠团队在优化放牧促进草地多种生态系统服务协同提升方面取得重要进展 5月23日，Cell 出版社旗下国际学术期刊 One Earth 在线发表了中国农业大学草业科学与技术学院张英俊、刘楠团队的研究论文《优化放牧管理维持草地植物多样性和优势度增强多种生态系统服务》（Optimized grazing management enhances multiple ecosystem services by maintaining plant diversity and dominance in grasslands）。本研究发现温性草原区实行生长季高峰期短期休牧并结合动态牧压以适应气候变化，可实现草地文化、供给、调节和支持服务的协同提升，为世界范围内草地可持续管理提供了重要科学依据和新见解。草地生态系统作为全球最大的陆地生态系统，维系着超过10亿人的生计，在肉类和奶制品生产、碳储存、水土保持以及生物多样性维持等方面发挥着不可替代的作用。虽然降低放牧强度已被证实能够改善部分生态功能，但如何在保障牧民经济收入的同时实现草原多功能协同提升，仍是全球性难题。本研究创新性地提出，在设置灵活牧压基础上合理安排短期休牧期可有效破解生态保护与畜牧业发展的两难困境。本研究首先通过对来自六大洲的80项休牧相关研究进行Meta分析发现，科学规划休牧制度（PG）能显著提升草地单项生态功能和整体多功能性（EMF）（图1）。具体来说，与生长季连续放牧（CG）相比，短期休牧能够促进调节服务（如碳固持、水土保持）和供给服务（牧草生物量）的协同提升。此外，休牧对多功能性的提升效果不受降水、温度等气候因素影响，这为在不同气候区推广适应性休牧管理提供了重要科学依据。有计划的休牧对草地生态系统功能影响的Meta分析为深入探究最佳休牧时期的选择问题，研究团队在内蒙古呼伦贝尔草原开展了7年的长期放牧实验，系统比较了设置灵活牧压的同时在植物生长季早期（R1）、高峰期（R2）和晚期（R3）三种休牧方案，以及生长季持续放牧（CG）和禁牧（GE）对生态系统多功能性的影响。研究通过评估20项涵盖文化、供给、调节和支持四大类服务的功能指标（图2）发现，生长季高峰期实施休牧（R2）能确保各类生态系统服务均处于最优水平，并削弱服务间的权衡关系。同时研究团队通过调研对各项生态系统服务赋予不同权重，评估了四种利益群体（决策部门、旅游从业者、环保人士和农牧民）视角下各种放牧管理制度对草地生态系统多功能性的影响（图3）。结果表明生长季高峰期休牧处理在四种利益相关者群体中始终获得最高的EMF评分，并显著高于持续适度放牧和禁牧。不同放牧管理方式对草地文化、供给、调节和支持服务的影响不同利益群体（决策部门A、旅游从业者B、环保人士C和农牧民D）视角放牧管理制度对草地生态系统多功能性的影响为进一步探究生长季高峰期调控草地多功能性提升的内在机制，研究团队分析了不同放牧管理方式导致的植物群落和土壤环境因子变化如何影响草地生态系统服务。分析表明，植物功能多样性是影响文化服务的核心因素，而供给服务则主要受物种丰富度和关键物种优势度的共同驱动。调节服务和支持服务的变化主要由关键物种优势度决定。在生长季高峰期休牧的情况下，这种管理策略通过提升植物多样性同时维持关键物种的优势度，实现了多种服务的协同提升。结构方程模型进一步证实，相较于传统放牧方式，生长季高峰期休牧能够通过维持优势植物种群显著提升整体多功能性。不同放牧管理方式下植物群落属性和土壤非生物因子对草地生态系统服务和多功能性的贡献中国农业大学草业科学与技术学院张英俊教授为该论文通讯作者，草业学院刘楠教授、在读博士生郭童天和已出站博士后张浩（现为河南牧业经济学院教师）为该论文共同第一作者。中国农业大学草业学院杨高文教授、在读博士生韦斌、已毕业博士徐恒康（现为北京市农林科学院助理研究员）、南京农业大学任海彦教授、澳大利亚新南威尔士州初级产业部Warwick Badgery研究员、澳大利亚查尔斯特大学David Kemp教授、澳大利亚维多利亚州Department of Jobs, Precincts and Regions聂中南（Zhongnan Nie）研究员、英国哈珀亚当斯大学Michael R F Lee教授和德国柏林自由大学Matthias C. Rillig教授为本研究做出了重要贡献。本研究得到国家自然科学基金（32192463，31830092）、国家牧草产业技术体系（CARS-34）和中国农业大学2115人才培育发展支持计划的资助。

北京林业大学庾强教授研究成果在Nature Ecology & Evolution发表

北京林业大学庾强教授研究成果在Nature Ecology & Evolution发表公元2025年5月19日，北京林业大学草业与草原学院庾强教授以通讯作者身份，联合阿根廷布宜诺斯艾利斯大学、荷兰乌德勒支大学等10个国家42家单位的科研人员在 Nature Ecology & Evolution 上发表了最新研究成果，探讨了草原生态系统生产力对干旱与养分添加及其交互作用的响应。该研究基于NPK-Drought Network，使用了全球9个国家26个地点的实验数据（图1），系统评估了干旱和养分添加及其交互作用对草原生态系统生产力的影响。图1 NPK-Drought Network实验站点分布图研究发现，干旱和养分添加对草原生产力的影响因生态系统的不同而有所差异，这些差异主要受环境条件的影响，尤其是干旱程度。具体来说，养分添加在干旱草原中对缓解干旱的作用最为显著，而在湿润地区或土壤氮含量较高的地方，养分的效果则较弱。在降水变异性较大的地区，草原生产力对养分和干旱的响应较弱。此外，高物种多样性的草原在养分添加时，生产力的提升更为明显，而在干旱情况下，生产力的下降幅度也更大（图2）。该研究揭示了干旱和养分添加及其交互作用对草原生态系统生产力的影响以及当地环境因素（如干旱程度、土壤氮含量、降水变异性）和生物多样性在预测草原生态系统对气候变化和人类活动（如养分添加）响应中的重要性，为未来应对气候变化和生态系统管理提供了关键的理论依据。图2 干旱和养分添加对草原生产力的影响该研究得到了国家重点研发计划及国家自然科学基金等多个项目的资助，并且得到内蒙古科尔沁草原国家生态系统定位站、中国科学院植物研究所-内蒙古锡林郭勒草原生态系统国家野外科学观测研究站、中国科学院西北生态环境资源研究院-乌拉特荒漠草原研究站、中国科学院地理科学与资源研究所-西藏那曲高寒草地生态系统野外科学观测研究站和四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站、宁夏大学-宁夏农牧交错带温性草原生态系统定位观测研究站、山西农业大学-山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站、中国科学院西北高原生物研究所-青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站和中国农业科学院-内蒙古呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站的大力支持（论文链接：https://doi.org/10.1038/s41559-025-02705-8）。

Nature Genetics ▏饲草育种与栽培创新团队解析紫花苜蓿结构变异对重要农艺性状的影响助力紫花苜蓿遗传改良

Nature Genetics ▏饲草育种与栽培创新团队解析紫花苜蓿结构变异对重要农艺性状的影响助力紫花苜蓿遗传改良 2025年4月23日，国际顶级期刊《自然·遗传学（Nature Genetics）》以“Pan-genomic analysis highlights genes associated with agronomic traits and enhances genomics-assisted breeding in alfalfa”为题，在线发表了中国农业科学院北京畜牧兽医研究所杨青川团队的最新研究成果。该研究在构建紫花苜蓿高质量泛基因组的基础上，系统解析了其遗传多样性及耐盐和品质性状的遗传基础，推动紫花苜蓿功能基因挖掘和分子育种进入新阶段。紫花苜蓿是全球最重要的饲草作物之一，被誉为“牧草之王”，在世界各地广泛种植。紫花苜蓿蛋白含量高、产草量高，且富含维生素和矿物质及其他活性物质，是牛羊等反刍家畜的优质饲草。紫花苜蓿还能根瘤固氮，培肥地力，减少化肥施用，显著提高后茬作物的产量。此外，在盐碱地种植紫花苜蓿还可以显著降低土壤的盐碱含量。然而，作为一种同源四倍体异花授粉植物，紫花苜蓿基因组高度复杂且变异丰富，严重制约了重要农艺性状相关基因的精准定位与有效利用。近年来，随着测序和基因组组装技术的发展，已有多个紫花苜蓿基因组被公布，但是仅依靠单一参考基因组难以揭示其产量、品质、抗逆性等重要性状的遗传机制，严重影响了相关基因的精准定位以及紫花苜蓿的遗传改良。为破解上述难题，研究团队历时8年，从约200份国内外紫花苜蓿种质资源材料中筛选出24份代表性的种质材料，这些材料在产量、耐盐性、秋眠性、饲用品质等农艺性状上表现出较大的表型变异。研究团队利用三代测序数据对24份材料分别进行单倍型基因组组装，通过基因组比对分析筛选到约43万个缺失、插入、重复和倒位等结构变异（SV），这些SV主要富集于基因非编码区。利用24个材料的基因组成功构建了紫花苜蓿泛基因组，从泛基因组中共鉴定到约5.4万个非冗余基因家族，其中Core基因占11%、Shell基因占61%、Private基因占4%。功能注释分析表明， Core基因主要参与基础生命活动，而特异Private基因则主要参与遗传调控与环境适应。图1 结构变异筛选与泛基因组构建为挖掘与耐盐碱和饲用品质等农艺性状相关的结构变异，研究团队将紫花苜蓿种质材料重测序数据与泛基因组进行比对，并开展SNP-GWAS和SV-GWAS分析。在8号染色体定位到与盐胁迫下叶片生长性状显著关联的SV，在该关联位点附近筛选出11个候选基因，其中微管相关蛋白基因 MsMAP65 在耐盐与敏盐紫花苜蓿种质资源材料间存在表达差异，该SV位于该基因内含子区域，推测该基因在紫花苜蓿叶片生长发育与盐胁迫响应过程中发挥重要作用。茎叶比（SLR）是影响紫花苜蓿饲用品质和株型的重要指标，本研究通过SV-GWAS分析鉴定出一个与SLR高度关联的SV，该SV位于一个赤霉素合成关键基因 MsGA3ox1 的下游。在紫花苜蓿中过表达 MsGA3ox1 能显著提高叶片数量与叶面积，降低茎叶比，从而提升紫花苜蓿的饲用品质。图2 MsGA3ox1 基因调控紫花苜蓿茎叶比此外，研究团队还利用泛基因组筛选获得的SV与SNP标记对紫花苜蓿群体的54个农艺性状进行了基因组选择（GS）分析。结果表明，SV对多个复杂农艺性状的预测准确性优于SNP，利用SV对耐盐性、生长发育和饲用品质等性状的预测准确率比SNP分别可提升29.10%、31.35%和44.54%。这一成果凸显了结构变异在复杂性状解析与分子育种中的重要价值，为苜蓿的分子设计育种提供了新的途径。图3 利用SV和SNP标记进行GWAS和基因组预测分析综上所述，该研究成果是杨青川团队历时多年，在紫花苜蓿功能基因组学方面取得的重大突破，是继2022年（Long et al ., 2022, Genomics, Proteomics & Bioinformatics）和2024年（Zhang et al ., 2024, Molecular Plant）苜蓿基因组及进化解析相关研究成果后的重要进展。本研究应用泛基因组揭示了紫花苜蓿丰富的遗传多样性，并挖掘出与耐盐性和品质等重要农艺性状相关的结构变异和候选基因，为紫花苜蓿的遗传改良提供了重要理论支撑。中国农业科学院北京畜牧兽医研究所助理研究员何飞、博士后张阳阳和深圳农业基因组研究所博士研究生陈帅为论文共同第一作者，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所杨青川研究员、龙瑞才副研究员和深圳农业基因组研究所张兴坦研究员为共同通讯作者。该研究得到国家牧草产业技术体系、农业生物育种国家科技重大专项、中国农业科学院科技创新工程和内蒙古自治区科技重大专项项目的联合资助。中国农业科学院北京畜牧兽医研究所杨青川研究员带领团队30多年来一直致力于紫花苜蓿的遗传育种研究，先后育成中苜系列国审紫花苜蓿新品种9个。这些品种已在我国12个省区大面积推广应用，1997年-2024年累计推广约一亿亩，经济效益、社会效益和生态效益显著。团队不仅在苜蓿传统育种和品种推广应用方面取得了一系列成果，在苜蓿分子育种方面也不断突破，构建了高效的苜蓿生物育种技术体系，为促进我国苜蓿种业自主创新和草食畜牧业可持续发展做出了重要贡献。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41588-025-02164-8

Nat Commun|董世魁/何晓青团队在微生物调控草地植物-土壤系统恢复力研究方面取得重大进展

Nat Commun|董世魁/何晓青团队在微生物调控草地植物-土壤系统恢复力研究方面取得重大进展公元2025年4月1日，北京林业大学董世魁教授和何晓青教授团队在高寒草地微生物调控植物-土壤系统恢复力的研究取得了突破性进展，为退化草地的精准恢复提供了新的视角和解决方案。研究成果以题为"Core microbes regulate plant-soil resilience by maintaining network resilience during long-term restoration of alpine grasslands"的论文，发表在《Nature Communications》上。青藏高原的高寒草地是全球重要的生态资源，占高原总面积的60%以上，对区域生态安全和粮食供应具有不可替代的作用。然而，由于气候变化、过度放牧和人为干预等因素，这些草地在过去几十年中出现了严重退化，部分地区甚至形成了“黑土滩”。这种退化不仅威胁当地居民的生存和畜牧业发展，还对长江、黄河、澜沧江中下游地区的生态环境以及东南亚地区的生态安全构成威胁。为解决这一问题，自2000年以来，中国在国家政策支持下开展了大规模的高寒草地修复工程，包括人工种植乡土多年生禾草和补播天然草原等措施。本研究在青海省玛沁县高寒草地进行，通过对比研究不同恢复年限（1至18年）的人工构建草地、未退化草地和极度退化的“黑土滩”草地，探究了微生物恢复力与植物-土壤系统恢复力的关系，并揭示了核心微生物在调控植物-土壤系统恢复力中的作用，为制定科学的修复策略提供了理论依据。本研究强调了微生物群落在草原恢复中的关键作用，并提出了通过保护核心微生物来提高草原恢复力的新策略。微生物可以优化营养循环、改善土壤结构并提高对干扰的抵抗力。通过在恢复期间引入关键微生物，或者通过管理细菌和真菌之间的平衡，我们可以实施有效的土壤和植物恢复策略。这些对土壤微生物群落抵抗力和恢复力的见解对于评估土壤健康和预测未来全球变化情景下扰动对生态系统功能的影响至关重要。这对于制定增强生态系统复原力的新策略具有深远的影响。北京林业大学草业与草原学院董世魁教授、生物科学与技术学院何晓青教授为论文通讯作者，生物科学与技术学院博士生杜尧、硕士生杨艳（现博士就读于中国科学院微生物研究所）、草业与草原学院草博士生武胜男（已毕业）、生态与自然保护学院教师高晓霞为论文共同第一作者。此项工作得到了国家重点研发计划(2021YFE0112400; 2023YFF1304302)、国家自然科学基金(32361143870)、第二次青藏高原综合科学考察 (2019QZKK0307, Dong)项目的支持。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58080-2

Nat Commun|马啸/杨勇志/刘建全/白史且等基于异源六倍体披碱草基因组揭示Y单倍型在小麦族的起源及海拔适应性

Nat Commun|马啸/杨勇志/刘建全/白史且等基于异源六倍体披碱草基因组揭示Y单倍型在小麦族的起源及海拔适应性公元2025年4月1日，N1级自然指数期刊Nature Communications（IF=14.7）在线发表了四川农业大学草业科技学院马啸教授课题组题为"Analysis of allohexaploid wheatgrass genome reveals its Y haplome origin in Triticeae and high-altitude adaptation"的研究论文。该研究从头组装并注释了在青藏高原广泛分布和利用的披碱草属多年生物种—垂穗披碱草（Elymus nutans）的染色体级别参考基因组，首次分离出Y基因组完整参考序列并明确了其起源进化，报道了一个高海拔禾草应对强紫外辐射(UV-B)胁迫的新分子机制。披碱草属（ElymusL.）牧草是我国高海拔草原生态建设和草牧业发展中的利用最广泛的多年生乡土草类群，其异源多倍体物种的复杂基因组网状演化机制和适应高海拔极端环境的分子机制不明一直是麦类作物近缘种进化领域待解决的重要科学问题之一，也是此类高寒牧草开展分子育种利用的主要障碍。该研究基于基因组学和群体遗传学方法发现垂穗披碱草Y亚基因组与簇毛麦的V基因组为同源起源，确定了其可能的父母本祖先物种供体分别为紫大麦草和垂穗鹅观草，并明确了含有St、Y、H基因组组成的披碱草属物种的基本网状演化模式。基于广泛采集的代表性野生种质的全基因组重测序数据，结合全基因组关联分析（GWAS）、气候-基因型关联分析（GEA）以及启动子活性、过表达和突变体分子生物学实验验证等对垂穗披碱草适应不同海拔环境的分子机制展开探究，重点解析了其对于UV-B的适应性机制，丰富了不依赖于UVR8的UV-B防御途径—即MAPKKK18对于植物UV-B适应性的负向调控作用。该研究标志了我国披碱草属基因组和抗逆基因资源发掘研究方面的阶段性重大进展，具有重要的科学意义和实际应用价值，将为披碱草属等小麦族多年生牧草的起源演化和抗逆分子育种相关研究提供重要参考。四川农业大学草业科技学院马啸教授、兰州大学杨勇志和刘建全教授、西南科技大学白史且教授为联合通讯作者，在读博士生熊毅（川农）、袁帅（兰大）、熊艳丽（川农）和在读硕士生李李醉乐（兰大）、彭靖涵（川农）为论文的共同第一作者。我校小麦研究所凡星教授作为共同作者参与并为本研究提供了部分野生种质资源材料。四川省草原科学研究院、中国农业大学、西南林业大学等单位也对本研究提供了支持。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、四川省"十四五"饲草育种攻关等项目的联合资助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58341-0

Cell | 中国农业大学于菲菲教授合作揭示关键基因将助力全球作物抵御寄生植物危害

Cell | 中国农业大学于菲菲教授合作揭示关键基因将助力全球作物抵御寄生植物危害寄生植物对作物的危害由来已久，其中尤以列当科-独脚金属（Striga spp.）和列当属（Orobanche spp.）寄生植物危害最为严重。独脚金主要危害高粱、玉米及谷子等单子叶作物，而列当则主要危害番茄、向日葵等双子叶作物。二者每年造成约近7000万公顷土地受到侵染，3亿人粮食安全受到威胁，直接经济损失达100-120亿美元。因此，深入研究寄生植物的作用机制，解析宿主与寄生植物互作过程，对于作物抗寄生研究具有重要意义。高粱是世界第五大粮食作物，起源于非洲萨赫勒地区，具有高度耐逆、耐贫瘠等表型。同时，干旱、贫瘠（尤其是缺磷）条件会诱导作物根系分泌独脚金内酯（Strigolactones, SLs），刺激土壤中独脚金种子的萌发，导致寄生问题。因此，高粱成为独脚金的主要宿主，也常被用作研究植物寄生问题的模式作物。尽管近些年关于通过调控独脚金内酯合成通路来抗寄生的研究有所报道，但对于缺磷环境下作物与独脚金互作的分子机制仍知之甚少。中国农业大学草业科学与技术学院于菲菲教授联合中国科学院遗传与发育生物学研究所、崖州湾国家实验室等单位合作协同攻关，首次揭示了缺磷环境促进作物SL外排的生理现象，并解析了其分子机制，填补了通过调控SL外排控制独脚金寄生研究领域的空白。相关研究成果以“Resistance to Striga Parasitism through Reduction of Strigolactone Exudation”为题发表在国际高水平学术期刊Cell杂志。为探究缺磷条件下高粱诱导独脚金寄生的生理过程，研究团队创建了高粱水培缺磷模拟实验系统，并发现在缺磷处理下高粱根系和水培液中SL含量显著升高。进一步通过缺磷处理和SL处理高粱根系转录组测序联合分析，确定了ABC转运蛋白家族编码基因SbSLT1和SbSLT2为高粱SL外排转运蛋白的候选基因。SbSLT1和SbSLT2受到缺磷和SL处理显著诱导表达，表达模式、原位杂交等实验表明SbSLT1和SbSLT2主要在高粱根系表皮细胞表达，符合其外排SL到土壤中的功能特性。进一步利用酵母、爪蟾卵母细胞以及拟南芥异源表达系统，证实了SbSLT1和SbSLT2均具有显著的SL转运活性。进一步探究发现它们的同源蛋白SbSLT1-LIKE和SbSLT2-LIKE均不具备SL转运活性，强调了SbSLT1和SbSLT2在高粱ABCG家族转运蛋白中的SL转运功能特异性。为深入解析SbSLT1和SbSLT2转运SL的分子机制，研究团队利用AlphaFold结合HOLE对SbSLT1和SbSLT2在细胞膜上形成的SL转运通道进行了预测，结合实验结果最终确定了SbSLT1-F693和SbSLT2-F642为关键氨基酸位点，有趣的是，同源蛋白SbSLT1-LIKE和SbSLT2-LIKE并不存在该保守氨基酸位点，这也解释了二者不具备SL转运活性的现象。通过蛋白序列比对发现，单子叶植物中SbSLT1和SbSLT2的同源蛋白与已知的双子叶SL转运蛋白均具有该保守苯丙氨酸位点，说明在单双子叶植物中可能存在保守的SL转运机制。进一步构建高粱SbSLT1和SbSLT2基因编辑敲除株系进行功能验证，发现敲除突变体材料的根系分泌物中SL含量较对照株系显著降低，且利用该分泌物处理独脚金种子，萌发率显著下降。田间小区实验发现突变掉SbSLT1和SbSLT2基因的高粱寄生率降低了67-94%以上，同时高粱的产量损失减少了49%-52%，初步实现了“无损抗寄生”的研究目标。因此，SbSLT1和SbSLT2基因在提升作物抗寄生能力，减少寄生对作物造成的损失方面具有显著的应用潜力。这项研究为高粱、玉米等经济作物抗独脚金等寄生植物寄生问题提供了新的解决策略，为应对寄生植物对全球经济损失和粮食安全威胁具有重要战略意义。图 SbSLT1和SbSLT2调控高粱抗寄生能力工作模型中国农业大学于菲菲教授、中国科学院遗传与发育生物学研究所/先正达中国的谢旗研究员、以及中国科学院遗传与发育生物学研究所/崖州湾实验室李家洋院士为该论文的通讯作者，博士后史佳阳为论文的第一作者。中国农业大学武维华院士和王毅教授、中国科学院遗传与发育生物学研究所陈宇航研究员、褚金芳研究员、王冰研究员为该研究提供了重要的材料及建设性的意见。同时，辛培勇副研究员以及夏然博士也参与了该项研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、中科院先导项目和中央高校基本科研业务费专项资金等资助。专家点评万建民（中国工程院院士、中国农业科学院研究员）寄生植物被列为全球农业七大危害之一。独脚金是属于菟丝子科的寄生植物，通过寄生高粱、玉米、番茄等重要经济作物，掠夺宿主的水分和养分，导致作物严重减产甚至绝收，每年可造成数十亿美元的损失，严重威胁粮食安全。尽管传统防治方法如轮作和除草剂在一定程度上能够缓解独脚金的危害，但其效率低、成本高且对环境不友好。因此，开发基于分子生物学和遗传工程的新型抗寄生策略，成为解决这一问题的关键。谢旗/于菲菲/李家洋等合作团队在《细胞》（Cell）发表的最新研究成果为高粱抗独脚金寄生提供了突破性解决方案。该研究阐明了植物激素独脚金内酯（strigolactones, SLs）的转运机制，首次鉴定并解析了两个高粱ABCG转运蛋白SbSLT1和SbSLT2的功能。SLs在植物生长发育中发挥重要作用，同时也是独脚金种子萌发的关键信号分子。该研究通过一系列分子生物学和生物化学实验证实了SbSLT1和SbSLT2在高粱根系中发挥外排SL的功能，进一步利用AlphaFold2预测了SbSLT1和SbSLT2的蛋白质结构，并精准验证了其与SLs结合的关键位点。尽管SLs转运蛋白在单子叶和双子叶植物之间并不保守，但这些关键结合位点却高度保守，这为在其他作物中开发类似的抗寄生策略提供了重要参考。该研究进一步通过CRISPR/Cas9基因编辑技术在高粱敲除SbSLT1和SbSLT2，成功阻断了SLs从高粱根部向根际土壤的分泌，从而显著抑制了独脚金种子的萌发和寄生。同时在没有独脚金危害的环境中，突变体植株的生长与野生型没有差异。这一发现不仅验证了该策略防空独角金寄生的有效性，还表明其在实际农业生产中具有广泛的应用潜力。总之，这项研究不仅为解决独脚金寄生问题提供了创新性方案，也为全球粮食安全和农业可持续发展做出了重要贡献。未来，基于SLs转运蛋白的抗寄生策略有望在更多作物中推广应用，为应对全球农业挑战提供强有力的科技支撑。谢道昕（中国科学院院士、清华大学教授）植物寄生是指某些植物依赖或部分依赖宿主植物获取水分和养分、进行生长和繁殖的一种现象。独脚金（Striga spp.）是典型的完全寄生植物，严重危害高粱、玉米、谷子等单子叶粮食作物。特别是在非洲等地区，独脚金寄生导致宿主植物严重减产，已成为制约粮食生产的重要因素。散落在土壤中的独脚金的种子感知宿主植物释放的独脚金内酯类（SLs）化合物后才能萌发，并向宿主根部生长、然后形成吸器侵入宿主根部，进而摄取宿主植物的养分进行生长和繁殖。目前，如何有效防治寄生植物，已成为保障全球粮食安全的关键难题。中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员团队与于菲菲教授团队、李家洋院士团队通过合作研究，首次发现并解析了高粱中SbSLT1和SbSLT2基因的功能，揭示其在限制独脚金内酯信号分子的外排和抗独脚金寄生的关键作用。通过创新的基因编辑手段削弱高粱根部外排的独脚金内酯信号分子，有效降低了独脚金的寄生，从而保障了高粱的产量稳定性。此外，通过AI模拟预测和结构生物学的相关探究，SbSLT1和SbSLT2上形成SL转运通道的关键氨基酸位点对于SL转至关重要，令人惊喜的是，这一氨基酸位点在单子叶植物如玉米、水稻和谷子等同源蛋白以及已报道的双子叶植物的SL转运蛋白中具有高度保守性。这一成果为高粱的寄生杂草抗性育种提供了重要基因资源，并为其它作物提高寄生抗性指明了道路，是作物抗性分子育种领域的里程碑式突破。特别是在非洲，这一成果对于防治独脚金危害、缓解粮食危机，将具有深远影响。未来，随着相关技术的进一步优化和商业化推进，这项成果有望全面改变寄生植物危害的防控格局，为全球农业生产带来变革性影响。王二涛（中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员）全球范围内，寄生植物独脚金（Striga spp.）对高粱、玉米等作物的危害日益加剧，尤其在非洲和亚洲部分地区，其寄生导致作物减产甚至绝收，严重威胁粮食安全。传统防治手段如化学药剂和轮作成本高、效果有限，且可能破坏土壤生态平衡。如何在不影响作物与有益微生物共生关系的前提下，培育抗独脚金寄生的作物品种，是农业可持续发展亟需解决的难题。谢旗研究员团队与中国农业大学、先正达集团中国及崖州湾实验室合作，首次在高粱中鉴定出独脚金内酯（SL）外排转运蛋白基因SbSLT1和SbSLT2，并通过基因编辑技术敲除这两个基因，显著抑制了SL向土壤中的分泌，使独脚金因无法感知宿主信号而萌发受阻，寄生率降低67-94%，显著减少高粱产量损失。这一成果为抗独脚金寄生育种提供了关键基因资源和理论支持，具有重要的应用潜力。此外，研究团队通过AI预测揭示了SL转运蛋白的在重要作物中的保守性和关键氨基酸位点，为其他作物的抗寄生育种提供了新思路。值得注意的是，SL不仅是独脚金萌发的信号分子，也是植物与丛枝菌根真菌（AM真菌）共生的重要调控因子。AM真菌通过帮助植物吸收磷、氮等营养元素，在贫瘠土壤中显著提升作物抗逆性。研究团队在田间试验中虽未发现基因编辑高粱的明显生长缺陷，但在长期推广中仍需关注SL分泌减少对AM真菌共生的潜在影响，尤其是在缺磷等依赖共生关系的环境中。未来研究可进一步探究独脚金寄生与AM共生之间存在的差异，例如对寄生与共生识别的SL类型是否一致，二者在发生时间上是否存在先后顺序等现象进行深入研究，从而规避“抗一害、生他弊”。此外，在推广前开展长期生态评估，监测SL分泌变化对土壤微生物群落和作物营养吸收的影响，将有助于确保新品种的生态安全性。谢旗/于菲菲/李家洋团队的研究为抗独脚金寄生育种开辟了新路径，其基因编辑策略兼具科学创新性与农业应用价值，为解决全球粮食安全问题提供了重要工具。未来通过精准调控SL分泌的类型，并兼顾植物-微生物共生网络的平衡，有望培育出“抗寄生不减共生、稳产量更护生态”的智能型作物，为可持续农业的发展注入新动力。

西北农林科技大学教授以第一兼通讯作者在Cell子刊（IF5y=9.8）发表重要研究成果，揭示稀有微生物对土壤健康的重要性

西北农林科技大学教授以第一兼通讯作者在Cell子刊（IF5y=9.8）发表重要研究成果，揭示稀有微生物对土壤健康的重要性近日，西北农林科技大学草业与草原学院陈文青教授团队在Current Biology发表了题为“Number of global change factors alters the relative roles of abundant and rare microbes in driving soil multifunctionality resistance”的研究论文。陈文青教授为论文第一作者兼通讯作者。全球变化因子（GCFs），包括气温升高、氮沉降、盐碱化以及环境污染等，对陆地生态系统的结构与功能产生了重大影响。虽然生物多样性有助于稳定生态系统功能以应对外界环境的变化，但关于土壤微生物多样性，尤其是丰富和稀有微生物群落在不同数量的GCFs干扰下如何调控土壤多功能抗性的研究尚不充分。为此，陈文青教授的研究团队设计了室内微宇宙实验，通过控制微生物多样性并模拟多种GCFs干扰，探讨了在不同数量GCFs干扰条件下土壤多功能抗性的变化及丰富和稀有微生物的作用。研究结果表明：1）随着GCFs数量增加，丰富和稀有微生物群落的多样性对土壤多功能抗性的影响减弱，其重要性也随之变化；2）当受到较少GCFs（少于2个因子）干扰时，丰富微生物群落是决定土壤多功能抗性的关键因素；然而，随着GCFs数量增加至超过4个因子，稀有微生物群落在增强土壤多功能抗性方面的作用变得更加突出；3）在较多GCFs干扰的情况下，由于稀有微生物群落拥有更高的遗传多样性，使其具有更好的环境适应能力，从而导致了土壤多功能抗性调控中丰富与稀有微生物群落之间相对重要性的转换。此研究揭示了在多重GCFs干扰背景下土壤多功能抗性的动态变化规律，以及丰富和稀有微生物群落的不同作用，强调了在应对多因子全球变化时稀有微生物群落的重要性，并为土壤生态系统的恢复和管理提供了理论基础。该研究得到国家自然科学基金资助项目和国家林业和草原局科技创新青年拔尖人才专项项目资助。

北京林业大学草业与草原学院教师首发《Nature》 |研究中美草原生态系统的干旱敏感性

北京林业大学草业与草原学院教师首发《Nature》 |研究中美草原生态系统的干旱敏感性 2025年1月29日，北京林业大学庾强教授联合美国科罗拉多州立大学等3个国家19家单位的科研人员在《Nature》发表了最新科研成果，发现了中美草原生态系统截然不同的干旱敏感性，并揭示了响应机制。该研究对预测未来气候变化背景下草原生态系统对长期干旱的响应具有重要的指示作用，为应对气候变化和草原生态系统适应性管理提供了理论支撑。图1:极端干旱联网实验站点分布及干旱处理示意图极端干旱通常会降低草原生态系统的生产力，进而削弱自然对人类的贡献。然而，不同类型的草原在经历多年极端干旱时，这种负面影响会有多大差异，以及这种差异随时间如何变化尚不清楚。该研究通过极端干旱联网实验(图1)模拟了连续四年生长季干旱(降雨量减少约66%)，比较了欧亚草原和北美草原各六个具有代表性的草原生态系统的干旱敏感性。发现在欧亚草原中，干旱导致植物地上生产力大幅下降，下降的程度随着干旱的年限而增加，表现为累积效应;而北美草原中，植物地上生产力的下降幅度较小，下降的程度随着干旱的年限没有显著增加，表现为适应效应(图2)。干旱对物种丰富度的影响在欧亚草原从增加转变为降低，但在北美草原则从降低转变为增加，这些不同的变化是由非优势物种的变化驱动的。物种丰富度尤其是非优势物种的丰富度相反的变化，导致欧亚和北美草原具有截然不同的干旱敏感性。该研究结果表明，欧亚草原对极端干旱的敏感性高于北美草原，而非优势物种在决定极端干旱对草原生产力的影响方面发挥着关键作用。图2:四年极端干旱对植物生产力和多样性的影响北京林业大学草业与草原学院庾强教授为论文第一作者，河北大学生命科学学院韩兴国教授和科罗拉多州立大学 Melinda Smith教授为共同通讯作者，北京林业大学草业与草原学院董世魁教授、顾倩博士为共同作者。据悉，这是北京林业大学建校70多年来首篇Nature正刊论文。该研究得到国家重点研发计划(2022YFE01280002022YFF13006032019YFE0117000)、国家自然科学基金(32171592，42130515，31988102,32061123005)等项目的资助，并且得到内蒙古科尔沁草原国家生态系统定位站、中国科学院沈阳应用生态研究所-额尔古纳森林草原过渡带生态系统研究站、中国科学院植物研究所-内蒙古锡林郭勒草原生态系统国家野外科学观测研究站、中国科学院西北生态环境资源研究院-乌拉特荒漠草原研究站、中国农业科学院-内蒙古呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站和内蒙古农业大学-希拉穆仁荒漠草原研究平台的大力支持。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08478-70

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