Kisspeptin是调节女性生殖功能重要的神经肽，主要在下丘脑促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone， GnRH）神经元的上游起作用，与GnRH神经元上的相应受体GPR54结合后刺激GnRH的释放，从而导致生殖轴后续一系列的活动。然而，近年来研究显示，Kisspeptin不仅在中枢下丘脑和垂体调控女性生殖功能，而且在卵巢局部也发挥作用。卵巢局部的Kisspeptin不仅参与调控卵母细胞、颗粒细胞、黄体的功能，同时又受促性腺激素、光周期、交感神经、代谢的影响。本文就Kisspeptin的中枢调控以及卵巢局部作用进行综述。

设施补光可能会影响天敌昆虫的应用效率,为探索提升天敌应用效果的补光光谱,促进补光与天敌释放技术的有机结合,本研究在相同光强和光周期的条件下,比较了红(R)、蓝(B)、红蓝组合(RB)和白(W,对照)光处理下东亚小花蝽对西花蓟马捕食能力的差异.结果表明,相比于W光,B光显著降低东亚小花蝽雌成虫的存活率,R和RB光未影响其雌成虫的存活.R和RB光显著增加东亚小花蝽在高密度猎物下对西花蓟马的捕食量.不同光谱处理下东亚小花蝽雌成虫对西花蓟马雌成虫的捕食能力均符合Holling Ⅱ型功能反应模型,且搜寻效应随猎物密度增加逐渐降低.RB光处理下,东亚小花蝽捕食西花蓟马的效果最好,理论日最大捕食量最高,为43.10头/d,单头猎物处理时间最短,为0.0232 d;B光的理论日最大捕食量也较高,为42.90头/d,单头猎物处理时间为0.0233 d;R光下东亚小花蝽捕食西花蓟马的瞬时攻击率最高为1.0837.东亚小花蝽对西花蓟马的搜寻效率最高的是RB光处理,其次是R或B光,最低的是W光.以上结果表明,相比于W光,R、B和RB光均增加东亚小花蝽对西花蓟马的捕食能力和搜寻效率,但B光会降低东亚小花蝽的存活率.因此,与设施补充R和RB光相结合,可潜在提升东亚小花蝽对西花蓟马的捕食效果.本文基于捕食功能差异评价了三种常用补光光谱对东亚小花蝽捕食西花蓟马的影响,为设施补光兼顾天敌应用提供了基础数据.

[目的]水稻的抽穗期对水稻地域适应性及水稻产量至关重要,对水稻抽穗期基因进行鉴定及功能分析,可以为水稻育种提供优异的基因资源.[方法]通过BSA-seq方法对一个黄化早抽穗突变体hz1(huangzao 1)进行基因定位克隆及连锁分析;利用RT-qPCR技术分析目的基因HZ1 的表达谱,并用水稻原生质体瞬时转化查明HZ1 的亚细胞定位;对突变体的抽穗期、叶绿素含量、过氧化氢含量等生理指标进行测定,详细分析其表型变化.[结果]田间表型观察发现hz1表现早抽穗,长日照(long-day,LD)及短日照(short-day,SD)条件下hz1 的抽穗期相同,分别比野生型(wild type,WT)早抽穗 43 d和 26 d,表明hz1 是一个光周期不敏感的突变体.同时hz1 表现黄化表型,相比WT,叶绿素含量下降.遗传分析表明hz1 由隐性单基因控制,F2 混池高通量测序将目的基因定位于水稻第 6 染色体上 17.8 Mb区间内,分析发现该区间内一个T-DNA插入位点LOC_Os06g40080 与hz1 目标性状完全连锁,LOC_Os06g40080 为已知的SE5 基因,编码血红素加氧酶 1(heme oxygenase 1,HO1).HZ1/SE5 在叶片中高表达,在LD及SD条件下具有昼夜节律性表达.亚细胞定位发现HZ1/SE5 蛋白定位于叶绿体中.表达调控分析表明HZ1/SE5主要通过调控水稻成花素Hd3a和RFT1 的表达来调控水稻的抽穗期;并通过调控叶绿素合成途径相关基因的表达水平影响水稻叶绿素水平变化.[结论]黄化早抽穗突变体hz1 由于血红素加氧酶编码基因SE5 突变导致其对光周期不敏感,HZ1/SE5 基因通过调控水稻成花素基因及叶绿素合成途径相关基因的表达而影响水稻的抽穗期及叶片的黄化.

树木径向生长是森林固碳的主要方式,明确树木生长动态及其与环境要素的响应关系对于预测气候变化背景下森林固碳能力具有重要意义.针叶树生长对气候变化非常敏感,其生长动态能够快速响应气候变化.本文收集了 1975-2023年的99篇文献,评述了外源因素(温度、水分和光周期)和内在因素(树龄、树种)对针叶树形成层活动和径向生长的影响及其机制.结果表明:气候变暖可能会导致温带和北方针叶树木质部分化的各阶段开始时间提前,生长停止时间推迟;水分条件参与调控形成层活动的开始并通过影响水势和细胞膨压进而调节树木生长;光周期除了可以参与调节生长开始、结束时间外,也对最大生长速率发生时间产生重要影响.未来气候变暖可能会使北方针叶树生长季延长、生长量增加,并使森林向更高海拔或高纬度地区迁移.同时,未来降水格局改变以及温度升高导致的蒸散发加剧可能会使干旱区树木生长季提前结束,生长速率下降.在未来研究中,还需进一步开发树木生长过程模型,量化径向生长与气候要素的关系,以便进一步明确树木生长对气候要素响应的生理机制.

两型闭花受精现象是指在植物个体发育的不同时期或不同部位会形成两种形态完全不同的花,即异花传粉的开放花(chasmogamous flower,CH)与自花传粉的闭锁花(cleistogamous flower,CL).维西堇菜(Viola monbeigii)与裂叶堇菜(V.dissecta)在早春时期为CH花,夏季为CL花,光周期可能调控着两种花型的发育.本研究对维西堇菜和裂叶堇菜不同光周期下的花型进行了形态观察与统计,以探究光周期对两种花型发育的调控作用,并阐明两种花型不同发育阶段的主要形态差异.结果表明:维西堇菜和裂叶堇菜的CH和CL花的差异主要体现在花瓣与雄蕊的大小与数量、蜜腺体的有无、花丝长短、柱头有无弯曲等方面.CH花5个花瓣,下花瓣有一长距,5枚雄蕊,花丝很短,2枚雄蕊背部的蜜腺体伸入下花瓣形成的距中,雌蕊花柱直立并高于雄蕊;CL花雄蕊2枚,花丝较长,无蜜腺体,其余雄蕊与5个花瓣均为原基状,雌蕊的柱头通常弯向2枚发育最好的雄蕊.另外存在着花瓣与雄蕊数量介于CH与CL花之间的过渡闭锁花(intermediate cleistogamous flower,inCL),其花部特征与闭锁花一样,花萼一直包裹着其他3轮花器官.中短日照(12 h及以下光照)下诱导的花芽大部分为CH花,长日照(16 h光照)下诱导的大部分花芽为完全CL花.两个物种的CH花与CL花在4轮花器官原基形成后出现明显的形态差异,并随着花芽发育的成熟,形态差异更加明显.本研究揭示了光周期对维西堇菜与裂叶堇菜CH和CL花发育的调控作用,阐明了CH与CL花出现明显差异的时期与具体形态差异,为堇菜属两型闭花受精适应性进化研究提供了理论依据.

昆虫翅多型作为生物可塑性发育的典型代表,是昆虫对复杂多变环境适应进化的结果.褐飞虱Nilaparvata lugens是一种典型的翅多型昆虫,若虫可发育成短翅型或长翅型成虫,后者的远距离迁飞特性造成褐飞虱在亚洲稻区大面积为害.20世纪60年代以来,前人针对褐飞虱翅多型的发生机理进行了大量研究,发现种群密度、寄主植物质量、温度和光周期等诸多环境因子以及保幼激素均能够影响翅型比例.近20年来,得益于基因组学、RNAi和基因编辑等生物技术的发展,褐飞虱翅型分化的分子机制研究取得了突破性进展,发现了褐飞虱翅型分化的开关基因FoxO,沉默或敲除FoxO会导致飞虱发育为长翅型;而胰岛素信号通路能够磷酸化FoxO抑制其进入细胞核,从而参与翅型分化调控;锌指转录因子Zfh1能够以启动子结合的方式调节FoxO的转录,与胰岛素信号通路平行调控翅型分化;另一个锌指转录因子Rotund能够与FoxO互作共同调控褐飞虱翅多型.此外,性别决定基因Trransformer-2和c-Jun氨基末端激酶通路等也能够影响翅型分化,表明褐飞虱的翅型分化存在多样化的分子调控机制.鉴于半翅目不同亚目间的翅多型机制均有所不同,对褐飞虱翅型分化机制的解析远不足以阐明半翅目乃至整个昆虫纲的翅多型机制,但其研究成果能够引领未来对昆虫翅多型机制的探索研究,并加深人们对昆虫翅及组织可塑性发育与进化的理解.

Soybean is a photoperiod-sensitive short-day crop whose reproductive period and yield are markedly affected by day-length changes.Seed weight is one of the key traits determining the soybean yield;how-ever,the prominent genes that control the final seed weight of soybean and the mechanisms underlying the photoperiod's effect on this trait remain poorly understood.In this study,we identify SW19 as a major locus controlling soybean seed weight by QTL mapping and determine Dt1,an orthologous gene of Arabidopsis TFL1 that is known to govern the soybean growth habit,as the causal gene of the SW19 locus.We showed that Dt1 is highly expressed in developing seeds and regulates photoperiod-dependent seed weight in soybean.Further analyses revealed that the Dt1 protein physically interacts with the sucrose transporter GmSWEET10a to negatively regulate the import of sucrose from seed coat to the embryo,thus modulating seed weight under long days.However,Dt1 does not function in seed development under short days due to its very low expression.Importantly,we discovered a novel natural allelic variant of Dt1(H4 haplotype)that decouples its pleiotropic effects on seed size and growth habit;i.e.,this variant remains functional in seed development but fails to regulate the stem growth habit of soybean.Collectively,our findings provide new insights into how soybean seed development responds to photoperiod at different latitudes,offering an ideal genetic component for improving soybean's yield by manipulating its seed weight and growth habit.

[目的]胡萝卜受低温及长日照的影响易发生先期抽薹现象,挖掘与胡萝卜抽薹性状相关联的SNP位点及候选基因,有利于胡萝卜耐抽薹新品种的选育.[方法]以 240 份胡萝卜种质资源为材料,分别在 2021 年及 2022 年调查胡萝卜抽薹(抽薹时间、抽薹率、薹高、抽薹速度)性状,基于质控得到的高质量SNP位点进行抽薹相关性状的GWAS分析.[结果]240 份胡萝卜种质资源的抽薹性状具有丰富的遗传多样性,对 2 年的数据进行分析发现各性状表型均有较大的变异,抽薹率的变异系数最大为 144.32%、187.89%,抽薹时间的变异系数同比最小为 94.89%和 74.63%,BLUE值降低了环境所带来的误差,其变异系数最小为 22.53%.相关性分析结果表明,2021 年抽薹率与 2022 年的抽薹性状呈显著正相关,与BLUE值为极显著相关,BLUE值除与 2021 年的抽薹时间无显著相关外,与其它性状均为极显著相关.GWAS分析共检测到与抽薹性状显著相关的 344 个SNP 标记位点,其中有 20 个多效位点,根据注释信息筛选出 29 个与抽薹相关的候选基因,主要与光周期途径、春化途径和开花整合子有关.[结论]通过GWAS分析获得多个与抽薹性状相关联的SNP位点,并挖掘到相关候选基因.

光周期和温度是影响木本植物开花的两大关键气象因素.基于我国华北平原1963-2018年57个站点的刺槐始花期实测数据,构建了 6种基于气温或光周期驱动的春季物候过程模型(积温模型、光周期模型、光周期-温度顺序模型、温度-光周期顺序模型、光周期-温度平行模型、光周期-温度乘法模型),并进行了参数率定和模型比较优选,以期明确刺槐开花的主导驱动因子以及潜在的光温作用机制.根据内部模拟的赤池信息准则(AIC)判定光周期-温度顺序模型的表现最佳,模拟值与观测值的相关系数(r)为0.86,均方根误差(RMSE)为4.81d,纳什效率系数(NSE)达到0.74,说明刺槐始花期的发生同时受到光周期和温度的作用.同时,在华北平原14个代表性站点上,光周期-温度顺序模型的表现普遍优于均值模型.基于光周期-温度顺序模型的参数率定结果,以下限温度6.5℃和下限日长4.5h来统计刺槐开花的实际有效积温量和实际有效日长累积量的年际变化情况,结果表明56年来刺槐开花的实际有效积温量呈现显著递增趋势,平均每10年增加4.5℃·d(P＜0.05),而实际有效日长累积量却呈现极显著递减趋势,平均每10年减少23.9h·d(P＜0.01),这说明在气候变暖背景下,刺槐开花的热量需求会更快速完成,引起刺槐开花日期的提前,但自然光周期的年内变化只与地理位置有关,日长累积需求则需要更长的时间完成,因此会在一定程度上抑制春季升温引起的开花日期提前.

Soybean(Glycine max[L.]Merr.)is an important crop that provides protein and vegetable oil for human consumption.As soybean is a photoperiod-sensitive crop,its cultivation and yield are limited by the photoperiodic conditions in the field.In contrast to other major crops,soybean has a special plant ar-chitecture and a special symbiotic nitrogen fixation system,representing two unique breeding directions.Thus,flowering time,plant architecture,and symbiotic nitrogen fixation are three critical or unique yield-determining factors.This review summarizes the progress made in our understanding of these three critical yield-determining factors in soybean.Meanwhile,we propose potential research directions to increase soybean production,discuss the application of genomics and genomic-assisted breeding,and explore research directions to address future challenges,particularly those posed by global climate changes.