不結球白菜生長發育過程中表型變化AgriPheno訂閱號專(zhuan)注于(yu)持續更新(xin)植物生(sheng)理生(sheng)態、植物表型(xing)(xing)組學和基因(yin)組學、基因(yin)分型(xing)(xing)、智(zhi)能化育種及應(ying)用、激(ji)光(guang)雷達探測技術及數據分析等(deng)領域，國內外最新(xin)資訊、戰略與政策(ce)導讀。本文節(jie)選了2023年4-6月推送的代表性文章，以供(gong)大(da)家參閱。
植物根系研(yan)究(jiu)
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最近，西北(bei)工業大學(xue)生態(tai)環境學(xue)院(yuan)郝(hao)占慶教授團隊，以秦嶺南坡(po)皇(huang)冠森(sen)林動態(tai)樣地的21種共(gong)存(cun)物種為(wei)研究對象(xiang)，探究了根系磷酸酶活(huo)性在(zai)根序級間的變化規律及其(qi)與根系功能屬(shu)性、葉片和土(tu)壤養分含量的相關關系。
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本(ben)研究聚(ju)焦溫帶草地(di)生態系統(tong)地(di)下功能(neng)屬(shu)性和生態系統(tong)功能(neng)沿干(gan)旱梯(ti)度(du)的(de)變(bian)化規律(lv)，基于文獻調(diao)研，挖掘了與(yu)干(gan)旱梯(ti)度(du)上植被突變(bian)相關的(de)地(di)下器官效應屬(shu)性。研究結果表明，地(di)下功能(neng)屬(shu)性有助于認(ren)識環境變(bian)化下生態系統(tong)功能(neng)的(de)轉變(bian)機制。
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本研究以喀斯特灌叢和(he)(he)森林(lin)為研究對象(xiang)，在上、中、下(xia)三個坡(po)位建立觀(guan)測(ce)樣(yang)地，采(cai)用(yong)(yong)連續土(tu)(tu)鉆法和(he)(he)內生(sheng)長土(tu)(tu)芯法測(ce)定兩種植被的細(xi)(xi)(xi)根(gen)周(zhou)轉速率、生(sheng)產(chan)力、活生(sheng)物(wu)(wu)量(liang)、死(si)生(sheng)物(wu)(wu)量(liang)、活生(sheng)物(wu)(wu)量(liang)/死(si)生(sheng)物(wu)(wu)量(liang)比，同時測(ce)定細(xi)(xi)(xi)根(gen)碳(tan)氮(dan)含(han)量(liang)、土(tu)(tu)壤總(zong)氮(dan)、可(ke)利(li)用(yong)(yong)氮(dan)、總(zong)磷、可(ke)利(li)用(yong)(yong)磷。結果表(biao)明，坡(po)位顯著影(ying)響(xiang)細(xi)(xi)(xi)根(gen)生(sheng)產(chan)力和(he)(he)活生(sheng)物(wu)(wu)量(liang)，植被類型顯著影(ying)響(xiang)活生(sheng)物(wu)(wu)量(liang)/死(si)生(sheng)物(wu)(wu)量(liang)比；細(xi)(xi)(xi)根(gen)養分(fen)含(han)量(liang)和(he)(he)細(xi)(xi)(xi)根(gen)養分(fen)含(han)量(liang)與土(tu)(tu)壤養分(fen)含(han)量(liang)的交(jiao)互(hu)效應可(ke)用(yong)(yong)于解釋細(xi)(xi)(xi)根(gen)周(zhou)轉速率及(ji)其(qi)相關功能屬性的空間變異規律。
植物表型(xing)研(yan)究方(fang)法/方(fang)案(an)
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2023年6月，中國科學(xue)院遺傳與發(fa)(fa)育(yu)(yu)生(sheng)物學(xue)研究(jiu)所(suo)作物表型(xing)組學(xue)研究(jiu)中心和(he)華中農業大學(xue)楊萬(wan)能團隊(dui)在Plant Phenomics雜志上聯(lian)合(he)發(fa)(fa)表了(le)題(ti)為“A Strategy for the Acquisition and Analysis of Image-Based Phenome in Rice during the Whole Growth Period”的(de)研究(jiu)論文。該(gai)文通過(guo)高通量可見光成像(xiang)平(ping)臺對(dui)水(shui)稻全生(sheng)育(yu)(yu)期圖像(xiang)進行獲取，提出(chu)一種基于圖像(xiang)的(de)水(shui)稻全生(sheng)育(yu)(yu)期時(shi)(shi)空(kong)表型(xing)組獲取及解(jie)析策略，并對(dui)獲取得(de)到的(de)時(shi)(shi)空(kong)多維度表型(xing)性狀(zhuang)信(xin)息進行解(jie)讀分析，挖掘(jue)表型(xing)和(he)基因型(xing)之(zhi)間的(de)關聯(lian)。
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本研究設計了一(yi)種低成本自動(dong)化表型(xing)系(xi)統(名為(wei)Phenomenon), 該系(xi)統適用于在多(duo)層(ceng)培(pei)養架中直接獲取無菌狀態(tai)下植物離體培(pei)養物的(de)表型(xing)數據。
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本(ben)研究展示了(le)一種(zhong)名(ming)為Corn360的(de)便攜式、使用簡單、低成本(ben)的(de)全景成像捕捉系統，使用免費軟件進行圖(tu)像分(fen)析，以表(biao)征玉米(mi)穗(sui)的(de)總粒數和不(bu)同(tong)模式的(de)粒數。
新(xin)觀點/新(xin)技(ji)術(shu)
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本文介紹了研究團隊(dui)首(shou)次將(jiang)甜菜紅(hong)素標記，用于玉(yu)(yu)米和番茄單倍體(ti)的(de)高效鑒別，為玉(yu)(yu)米和番茄單倍體(ti)生產提(ti)供(gong)(gong)了有力工具，為跨作物單倍體(ti)鑒別體(ti)系(xi)創建提(ti)供(gong)(gong)了重要(yao)借鑒。
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本文介紹了研究團(tuan)隊在(zai)菊(ju)(ju)科植(zhi)物(wu)蠟菊(ju)(ju)(Helichrysum umbraculigerum)中發(fa)現了大(da)(da)(da)麻(ma)素(su)生(sheng)物(wu)合(he)成的(de)獨立進(jin)化的(de)證據(ju)，蠟菊(ju)(ju)可產生(sheng)大(da)(da)(da)麻(ma)型(xing)大(da)(da)(da)麻(ma)素(su)（例如，4.3%的(de)大(da)(da)(da)麻(ma)酚(fen)酸）。這(zhe)一發(fa)現提供(gong)了一套可供(gong)選擇的(de)酶(mei)系統，這(zhe)將拓展合(he)成生(sheng)物(wu)學的(de)工具箱，供(gong)研究人員(yuan)操縱大(da)(da)(da)麻(ma)素(su)生(sheng)物(wu)合(he)成途徑(jing)用于藥物(wu)發(fa)現。
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本研究利(li)(li)用(yong)CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12a基(ji)因(yin)編輯系統對水(shui)稻HPPD抑制劑抗性(xing)基(ji)因(yin)OsHPPD的3’-UTR進(jin)行基(ji)因(yin)編輯，創造了水(shui)稻HPPD抑制性(xing)除草劑抗性(xing)新種(zhong)質(zhi)材料，且沒(mei)有產生(sheng)其他(ta)農藝性(xing)狀的不利(li)(li)影(ying)響。
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本研(yan)究通過組裝大穗(sui)看麥娘( Alopecurus myosuroides )高質量參考(kao)基(ji)(ji)因組、分(fen)析已(yi)知抗除草(cao)(cao)(cao)劑等位基(ji)(ji)因變(bian)異(yi)以前向時(shi)間(jian)算(suan)法(fa)模擬(ni)發(fa)現TSR可能主要是(shi)由(you)群體(ti)中已(yi)存在遺傳變(bian)異(yi)引起的(de)(de)，而新的(de)(de)突變(bian)只起次要作用，此(ci)外(wai)TSR的(de)(de)出現很可能早于除草(cao)(cao)(cao)劑的(de)(de)應用。這對(dui)于雜草(cao)(cao)(cao)防治和除草(cao)(cao)(cao)劑的(de)(de)可持(chi)續利用具有積極的(de)(de)指導(dao)意義。
生物技術(shu)/育種技術(shu)
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2023年(nian)6月14日(ri)，Nature發表了華中農業(ye)大學李國田(tian)教授團隊牽頭完(wan)成的題(ti)為“Genome editing of a rice CDP-DAG synthase confers multipathogen resistance”的研(yan)究論文，該團隊通過篩選病變模擬突變體(ti)(LMM)克(ke)隆(long)到(dao)了“RBL1”廣譜抗(kang)病基(ji)因，此突變體(ti)具有(you)廣譜抗(kang)病性(xing)但會造成嚴重減(jian)產。
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本研究(jiu)中研究(jiu)團隊開發了一種(zhong)花粉自清除CRISPR/Cas (PSEC)靶向多個生長(chang)調(diao)節因子-GRF，通過引入花粉特(te)異表(biao)達(da)的能量耗(hao)竭元(yuan)件，成(cheng)功實現(xian)了含有PSEC元(yuan)件的單倍(bei)體(ti)花粉不育，導(dao)致玉米植株世代穩定維持PSEC元(yuan)件半合子雜合體(ti)，PSEC僅能通過雌性配子體(ti)向下一代遺傳(chuan)。
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本文介紹(shao)了研究(jiu)團隊發現玉(yu)米中一個新的感病基因(yin)ZmNANMT，通(tong)過基因(yin)編輯ZmNANMT提高(gao)了玉(yu)米對多種病害的廣譜(pu)抗(kang)性(xing)，并且不影響玉(yu)米其他重要農藝性(xing)狀。
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與作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)野生(sheng)近緣種(zhong)相比，馴化(hua)和(he)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)改良(liang)大(da)大(da)降低(di)了(le)(le)遺傳多樣(yang)性(xing)。本研究中(zhong)，研究團隊的工作(zuo)(zuo)(zuo)證明了(le)(le)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)野生(sheng)近緣種(zhong)作(zuo)(zuo)(zuo)為多樣(yang)化(hua)非經典(dian)R基因(yin)庫的來源(yuan)對于抗性(xing)育種(zhong)和(he)全(quan)(quan)球糧食(shi)安全(quan)(quan)的重要(yao)性(xing)。
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本研究中，研究團隊利用全基因組關聯分(fen)析(xi)（GWAS）的(de)(de)方法鑒定(ding)到了(le)一個調節(jie)大豆(dou)光(guang)周期介(jie)導的(de)(de)開花的(de)(de)主效基因TOE4b，該基因屬于AP2/ERF家族，TOE4b通過與(yu)FT2a和FT5a的(de)(de)啟動子的(de)(de)結(jie)合來抑制開花。
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本研究基于突變(bian)體圖位克隆(long)了一個調控水稻(dao)花序展開的(de)新基因(yin)SPR9，該基因(yin)編碼一個60S核(he)糖體蛋白，同時影響水稻(dao)稻(dao)曲病抗性(xing)。該基因(yin)在水稻(dao)抗稻(dao)曲病和穗型改(gai)良育種方面有很(hen)好(hao)應用前(qian)景(jing)。
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本文介(jie)紹了研究團隊發(fa)現大(da)豆(dou)GmEID1蛋白作為連接E3/E4感知的光信號和(he)生(sheng)物(wu)鐘(zhong)夜間(jian)復合物(wu)（EC）的橋梁，參與(yu)調(diao)控大(da)豆(dou)開花抑制因子E1基因表(biao)達。此外，研究發(fa)現GmEID1可作為調(diao)節大(da)豆(dou)開花時間(jian)的目標位(wei)點，在(zai)通過基因編(bian)輯(ji)和(he)常規育(yu)種改良(liang)大(da)豆(dou)的生(sheng)態區適(shi)應性和(he)產量方面有很大(da)的潛(qian)力。。
植物生理生態研究
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該(gai)研究發現(xian)了植物葉(xie)綠體和細胞核(he)基因(yin)組穩態的雙重調控蛋(dan)白(bai)CND1，揭示了葉(xie)綠體和細胞核(he)基因(yin)組穩態維持的協同調控新機制。
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本文以淺(qian)光(guang)休(xiu)眠(mian)煙(yan)草(cao)種(zhong)(zhong)子(zi)為(wei)材(cai)料，比較(jiao)了(le)光(guang)照和黑暗下萌發種(zhong)(zhong)子(zi)的表(biao)型，并通(tong)過(guo)整(zheng)合轉錄組學(xue)和蛋白質組學(xue)數據，系(xi)統地(di)分析了(le)淺(qian)光(guang)休(xiu)眠(mian)煙(yan)草(cao)種(zhong)(zhong)子(zi)萌發及萌發后發育(yu)過(guo)程中(zhong)光(guang)調(diao)控機制及其調(diao)控網絡。。
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2023年4月底，德國WALZ公(gong)司在(zai)其官網(wang)Download頁面更新了多款(kuan)PAM的新版軟件，涉(she)及了大部分現在(zai)在(zai)售調制葉綠素(su)熒光儀(yi)型號。下(xia)面小編將(jiang)帶(dai)領大家簡要盤點，方(fang)便各位老(lao)師和同學快速Get PAM軟件升(sheng)級。
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2023年4月5日，廣州中醫(yi)藥大學藥用(yong)植物生(sheng)理生(sheng)態研(yan)(yan)究(jiu)所王(wang)宏斌/靳(jin)紅磊教授團隊在Journal of Biological Chemistry在線發表了題(ti)為(wei) “HHL1 and SOQ1 synergistically regulate non-photochemical quenching in Arabidopsis”的研(yan)(yan)究(jiu)論文(wen)，該(gai)研(yan)(yan)究(jiu)揭示了光系統修復(fu)因子（HYPERSENSITIVE TO HIGH LIGHT, HHL1）參與NPQ介(jie)導(dao)的光保護調控(kong)機制。
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Dora L. Cano-Ramirez等人(ren)發表在(zai)(zai)Nature Plants上的最新(xin)(xin)研(yan)(yan)究(jiu)成果確(que)定了SIG5在(zai)(zai)植物(wu)對低溫條(tiao)件(jian)的響應中的新(xin)(xin)作(zuo)用。研(yan)(yan)究(jiu)發現，在(zai)(zai)擬南芥中，控(kong)制葉綠體轉錄的核(he)編(bian)碼sigma因子（SIG5）有助于(yu)適應低溫條(tiao)件(jian)。
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