本期目录：
1. 研究发现昆虫让城市更美好
2. 首次发现入侵植物对植食性昆虫防御策略演化及生态效应
3. 继续猫着还是赶紧出苗：种子持久性与累积出苗率不存在权衡
4. 在植物异型花柱分子遗传调控机制研究中取得新进展
5. 探究水生植物对微纳米塑料的修复潜力
6. 亚洲莲的花为啥有红有白？原因在这儿
7. 基于全基因组数据揭示猕猴桃属植物同域分布类群的同倍性种间杂交死胡同事件
8. 提出基于Transformer模型的单细胞细胞类型注释方法
9. 揭示人工湿地中复合污染的赋存特征及其去除机理
10. 人工植被恢复对生态系统稳定性贡献的新视角
研究发现昆虫让城市更美好
城市化往往伴随不透水面积的增加以及光、噪声和空气等污染，对传粉动物具有可预见的负面影响。武汉植物园植物繁殖生态学研究团队与德国哈勒 威登堡大学通过合作研究后首次在全球尺度上量化分析并系统揭示了城市化对不同类型传粉者及传粉服务的综合影响，指出了城市环境中传粉动物多样性保护的必要性和可行性。研究成果发表于Ecology Letters。武汉植物园梁欢博士为论文第一作者，德国哈勒 威登堡大学Panagiotis Theodorou博士和武汉植物园杨春锋研究员为论文共同通讯作者。
该团队利用来自全球133项研究提供的数据，深入分析了各种传粉动物及其传粉服务与城市化程度的关系，解析了这些关系的可能原因，并提出了潜在的传粉者多样性保护策略。如花资源多样性可以显著提高传粉者的多样性，从而缓解城市化的消极影响。未来城市传粉保护应注重提高绿地的质量和连接性，满足不同生态需求的传粉者，从而增加其多样性。
这项研究还发现，城市环境中传粉动物多样性与开花植物多样性之间存在显著的正相关。如果要维持和丰富我们的食物资源，保护传粉者多样性显得非常重要。
新闻链接：【中国科学报】
首次发现入侵植物对植食性昆虫防御策略演化及生态效应
外来植物与植食性昆虫的互作关系演化，是外来植物成功入侵的重要原因。武汉植物园入侵生态学研究团队与河南大学合作揭示了昆虫取食压力重塑入侵植物对广食性昆虫的防御策略，将更多的防御资源用于生长，进而促进外来植物入侵。研究成果发表于Ecology Letters。河南大学孙晓副教授为论文第一作者，武汉植物园黄伟研究员为论文通讯作者。
研究团队探究了入侵植物对广食性昆虫的防御策略演化及其生态效应。野外调查和同质园实验表明，入侵植物的昆虫取食率低于本土植物，且不同入侵植物之间和不同本土植物之间的昆虫取食率存在差异。昆虫生测实验显示，入侵植物的组成防御低于本土植物，而入侵植物的诱导防御高于本土植物；入侵植物的组成防御与昆虫取食压力呈正相关，诱导防御与昆虫取食压力呈负相关；本土植物的组成防御和诱导防御与昆虫取食压力没有相关性。代谢分析发现，总酚类次生代谢物质在调节入侵植物的组成防御和诱导防御过程中发挥重要作用。控制实验进一步证明，昆虫取食压力降低后，入侵植物通过改变对广食性昆虫的防御策略，将更多的防御资源用于生长。
研究结果揭示了植物增强竞争能力的新的进化机制，并对丰富入侵植物与植食性昆虫互作关系的演化理论具有重要意义。
继续猫着还是赶紧出苗：种子持久性与累积出苗率不存在权衡
土壤种子库对于延续种群和维持群落结构具有重要意义。就种子群体而言，种子存活时间越长，越有利于其在时间上分散风险，增加遗传多样性；但同时，种子暴露于土壤种子库中的时间越长，面临老化、捕食、感染的风险也就越大，活力下降的风险增加，出苗能力可能减弱。武汉植物园宏观生态学研究团队和兰州大学与美国肯塔基大学的知名种子生态学家Carol?Baskin和Jerry?Baskin教授合作研究发现，种子持久性与累积出苗率没有权衡关系。研究成果发表于New?Phytologist。武汉植物园陈思翀研究员为论文第一作者，兰州大学胡小文教授为论文通讯作者。
研究发现，相比于非休眠种子，物理休眠的种子具有更长的持久性和更低的出苗率。单次繁殖的植物比多次繁殖的植物具有更高的持久性和出苗率。种子大小对种子持久性只具有轻微的影响，但大种子的出苗率几乎是小种子的两倍。持久性和出苗率之间并不存在相关性，很有可能归因于植物繁殖更新策略的复杂性。
研究表明，对于就地保护而言，持久性短、出苗率低的物种显然更易受到影响，需要进一步关注。
在植物异型花柱分子遗传调控机制研究中取得新进展
异型花柱是被子植物中一种特殊的花多态现象和雌雄异位形式，且具有异型花柱的物种通常同时具有自交不亲和机制。这一性状在防止自交的同时可以促进异交。武汉植物园植物多样性与进化研究团队、水生植物生物地理学研究团队联合多伦多大学，以异型花柱水生植物金银莲花（Nymphoides indica）为研究对象，通过构建高质量的单倍型基因组，鉴定并解析了金银莲花中S位点超基因的演化和功能。研究成果发表于New Phytologist。武汉植物园博士生杨京珊和加拿大多伦多大学薛浩然博士为论文共同第一作者，加拿大多伦多大学Spencer C. H. Barrett及武汉植物园王青锋和陈进明研究员为共同通讯作者。
该研究发现金银莲花短型（S-型）花柱存在一个178 kb的半合子区域，其中包含了三个S位点候选基因?- NinBAS1、NinKHZ2、NinS1，其中NinBAS1只在花柱中表达，NinS1只在雄蕊中表达，NinKHZ2在花柱和雄蕊中均表达。金银莲花的S位点的转座元件密度显著高于基因组其余部分，这些转座元件在S位点演化的过程中积累，可能进一步抑制了基因重组，进而导致基因丢失。
研究揭示了水生植物金银莲花中异型花柱的遗传基础，拓宽了对植物性状多样性及其演化的认识。此外，高质量的基因组资源也为未来研究植物适应性演化的分子机制提供了宝贵的材料。?
探究水生植物对微纳米塑料的修复潜力
自然环境中的塑料垃圾在物理、化学和生物作用下裂解成微塑料（<5 mm）和纳米塑料（<1 m）。微纳米塑料颗粒可以携带大量的有害物质迁移到不同的水生环境，从而威胁水生生物和水生生态系统的健康和功能。然而，在理解水生植物对微纳米塑料的吸收转运和生态效应方面仍然存在着知识差距。武汉植物园环境基因组学研究团队联合南丹麦大学、青岛大学、莱顿大学等国内和国际合作者，使用铕标记聚苯乙烯颗粒追踪并量化了多种水生植物对微塑料和纳米塑料的吸收和运输。研究成果发表于Water Research。武汉植物园副研究员苑文珂为论文第一作者，杨玉义研究员为论文通讯作者。
研究表明，微纳米塑料主要聚集在水生植物的细胞间隙中，通过质外体途径和维管束从根运输到叶。漂浮植物凤眼莲对微纳米塑料的吸收和转运能力高于沉水植物苦草和挺水植物鸢尾。大量微纳米塑料积累在水生植物的根部，其富集能力远高于陆地植物中的已有报道。长期暴露于的微纳米塑料未对水生植物的生长产生显著的不利影响，这表明在目前预测的环境浓度下，微纳米塑料对水生植物的健康风险较低。水生植物在吸收微纳米塑料方面的独特优势和对微纳米塑料暴露的高耐受性预示了它们在淡水环境中对小粒径塑料颗粒的植物修复潜力。
亚洲莲的花为啥有红有白？原因在这儿
红花亚洲莲 白花亚洲莲
亚洲莲是一种古老的双子叶植物，它的花色有红色和白色两种。武汉植物园莲种质资源与遗传育种研究团队的一项最新研究，揭示了亚洲莲红白花色的分子调控机制。研究成果发表于Plant Physiology。武汉植物园刘娟助理研究员、硕士生王雨昕为论文的共同第一作者，杨美研究员、杨东高级工程师为论文通讯作者。
通过研究发现，红花亚洲莲的DNA里存在一段序列，其中含有控制花青素合成和转运的重要基因NnMYB5。NnMYB5能够直接激活花青素转运蛋白NnGST2，从而把花青素转运到液泡内，使花瓣呈现红色。而白花亚洲莲的DNA中没有这段序列，由此导致缺失了NnMYB5，不能激活NnGST2转运花青素至液泡，花青素不能积累，花瓣因而呈现白色。
本研究建立了NnMYB5和NnGST2在花瓣花青素积累中的调控关系，并证明在亚洲莲中控制花色形成的独立调节机制。?
新闻链接：【新华网】
基于全基因组数据揭示猕猴桃属植物同域分布类群的同倍性种间杂交死胡同事件
猕猴桃属植物存在着广泛的种间杂交，是研究植物杂交物种形成与多样化的良好材料。由于基因组资源的缺乏，极大地限制了猕猴桃属植物同倍性杂交事件的鉴定以及进化后果的研究工作的开展。武汉植物园猕猴桃群体基因组学、园艺植物基因组与分子改良研究团队与庐山植物园合作共同揭示了猕猴桃属植物同域分布类群的同倍性种间杂交死胡同事件。研究成果发表于The Plant Journal。武汉植物园於晓芬博士和博士研究生秦梦云为论文共同第一作者，武汉植物园姚小洪研究员、高磊研究员、庐山植物园黄宏文研究员为论文通讯作者。
研究发现浙江猕猴桃的两套单倍型基因组分别与毛花猕猴桃和长叶猕猴桃基因组有着较高的共线性；表明毛花猕猴桃和长叶猕猴桃是浙江猕猴桃的亲本，且两套单倍型基因组之间没有经历过基因组重排和融合；浙江猕猴桃是一个典型的种间同倍性杂交的F1个体，属于同倍性杂交的死胡同，而未发生同倍性杂交物种形成事件。结合叶绿体和线粒体基因组分析，该研究证明浙江猕猴桃的母本是毛花猕猴桃，父本是长叶猕猴桃。
该研究对于理解猕猴桃属植物多样性的形成与维持机制具有重要的科学意义，同时也为猕猴桃种间远缘杂交育种提供了理论依据。
提出基于Transformer模型的单细胞细胞类型注释方法
单细胞组学技术为理解生物学过程提供了高分辨率的解析途径，而细胞类型的准确定位一直是单细胞组学分析中的难题。自2017年谷歌公司推出Transformer以来，这种深度学习模型已在多个领域广泛应用，包括当前备受瞩目的chatGPT。为了解决单细胞细胞类型注释的挑战，武汉植物园植物生物信息学研究团队和草坪草与牧草分子育种团队将Transformer模型引入单细胞RNA测序数据分析领域，开发了名为CIForm的生物信息分析方法。研究成果发表于Briefings in Bioinformatics。武汉植物园硕士生徐菁为论文的第一作者，张秀军研究员和陈良研究员为通讯作者。
研究结果表明，CIForm方法在跨数据集任务方面表现出极高的鲁棒性和有效性，包括跨平台、跨物种以及使用多个参考数据进行单细胞分析。特别值得一提的是，该方法在大规模数据和罕见细胞类型数据的细胞注释方面具有明显优势。此外，CIForm引入了“patch”概念，不仅解决了数据分析时的计算时间和内存占用问题，还避免了将单个基因表达值映射到单细胞向量时可能引起的噪声。
该研究在国内乃至国际上首次将Transformer模型应用于单细胞细胞类型注释，成功解决了大规模单细胞转录组数据中细胞类型注释的重要挑战，为那些没有高性能计算机的科研工作者提供了一种高效且实用的细胞类型注释工具。
揭示人工湿地中复合污染的赋存特征及其去除机理
人工湿地是一种经济、高效、易维护的污水处理技术，有研究报道其对单一重金属和抗生素有较为稳定的去除效果。然而，复合污染下重金属和抗生素在人工湿地中的赋存特征和去除机制尚不清楚。基于此，武汉植物园湿地生态研究团队结合中宇宙和批处理吸附实验，探讨复合污染下重金属和抗生素在湿地中的迁移特征、相互作用及主要去除途径。研究成果发表于Chemical Engineering Journal。武汉植物园马琳副研究员为论文第一作者，中国科学院水生生物研究所贺锋研究员为论文通讯作者。
研究发现，人工湿地中重金属铜（Cu）的去除主要依赖陶粒吸附，随着浓度的增加，陶粒吸附的贡献率降低,。微生物对湿地中抗生素磺胺甲恶唑（SMZ）的去除率超过92%，且SMZ更易富集植物根部。Cu的存在加速了SMZ的去除，而高浓度SMZ则促进了Cu的生物积累。
Cu和SMZ的相互作用取决于SMZ浓度呈现出竞争和协同效应。由于Cu(II)能够与SMZ中的杂环N和磺胺N形成配合物，Cu(II)吸附在表面-NH位点上促进了额外的SMZ-配位结合。表面官能团是影响Cu吸附的主要因素，而SMZ吸附受静电力、疏水相互作用、氢键和表面官能团的多重调节。
该研究为重金属和抗生素在人工湿地中的共吸附行为提供了新的视角，以期为人工湿地处理禽畜养殖尾水中新兴复合污染物的应用提供科学依据。
人工植被恢复对生态系统稳定性贡献的新视角
大型水利工程建设形成了具有反季节水文变化的消落带，导致生物多样性丧失和生态系统退化。人工植被恢复和自然恢复是广泛应用的两种恢复方式。然而，关于不同恢复方式和水文变化对土壤微生物的影响尚不明确，即使土壤微生物是生态系统过程和功能的重要参与者。武汉植物园系统生态学研究团队调查了人工恢复区和自然恢复区不同水淹强度下，土壤微生物和其生态系统功能的变化。研究成果发表于Journal of Applied Ecology。武汉植物园叶琛研究员、龚宇副研究员和硕士生陈美萍为论文共同第一作者，叶琛研究员和张全发研究员为共同通讯作者。
研究发现，极端水淹强度增加了微生物网络复杂性，但降低了微生物网络稳定性。人工恢复区减轻了极端水淹的影响，降低了网络复杂性并提高了网络稳定性。而微生物网络的变化与土壤微生物功能有关，包括温室气体（例如CH4、CO2和N2O）通量和养分循环。
这项研究强调了植被恢复和水淹强度对微生物网络复杂性和稳定性影响之间的权衡。考虑到全世界水库数量众多，通过植被恢复来保护微生物网络稳定性对于减轻水文变化对水库消落带生态系统功能的不利影响至关重要。
