作為科(ke)技型企業，澤泉科(ke)技一直洞悉科(ke)研脈搏，走在(zai)(zai)行(xing)業前沿，想知道業內有(you)(you)哪(na)些研究(jiu)成果，您(nin)可(ke)以在(zai)(zai)科(ke)研動(dong)(dong)態版塊(kuai)一窺究(jiu)竟。近期(qi)的(de)科(ke)研動(dong)(dong)態包括根系功能生(sheng)態學(xue)研究(jiu)、光合作用和有(you)(you)氧(yang)呼吸抑制(zhi)的(de)新機(ji)制(zhi)、光系統(tong)I的(de)干旱響應研究(jiu)、光保護機(ji)制(zhi)、光合儀(yi)實時監測葉(xie)片含水量、高通篩選海帶光合耐(nai)熱(re)性的(de)新方法、QTG-Miner系統(tong)解析玉米雄穗分枝數(shu)遺傳基礎等。
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自從Wright等（Wright et al., 2004）報道全球葉經濟譜以來，植物功能屬性研究得到快速發展，先是快速積累了大量的地上功能屬性數據，鑒于根系功能屬性的重要性，研究者們逐漸將目光轉向地下，但土壤的不透明性，以及根系的復雜性，導致根系功能屬性研究存在諸多挑戰。可喜的是，Freschet等（Freschet et al., 2021a, b）的兩篇長綜述，系統地闡述了根系功能屬性研究現狀、研究方法和根系功能屬性與根系功能之間的關系。最近，Fort（Fort, 2023）在Functional Ecology發表的綜述“Grounding trait-based root functional ecology”，進一步系統報道了基于功能屬性研究根系功能生態學的挑戰與機遇。根系分析系統WinRHIZO Pro是一款能夠獲取構型類根系功能屬性的優質工具，雖然同樣很難獲取構型類根系功能屬性，但至少有獲取構型類根系功能屬性的可能性。
解(jie)剖、構型和形態(tai)功能屬性(xing)與(yu)組織水平及其功能間的假定相(xiang)關關系
原文：Fort F (2023). Grounding trait-based root functional ecology[J]. Functional Ecology, 37, 2159-2169.
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近期，國際知名學術期刊Nature Communications上發表中國科學院植物研究所光生物學重點實驗室田利金研究員課題組的最新研究成果“Weak acids produced during anaerobic respiration suppress both photosynthesis and aerobic respiration”，揭示了無氧發酵代謝物抑制光合作用和有氧呼吸的新機制。該研究闡釋了光合生物中無氧發酵影響光合作用和呼吸作用的新機制，對于探索光合作用、有氧呼吸和無氧呼吸之間的化學偶聯，理解光合生物基本生理過程及優化植物生長和固碳能力具有重要意義。
萊茵衣藻無氧發酵(jiao)代謝(xie)途徑以及“離(li)子(zi)陷阱”工作模型
在本研究(jiu)中(zhong)，在厭氧(yang)/有氧(yang)條件下(xia)微藻和(he)擬南芥的葉綠素(su)(su)(su)熒(ying)光(guang)(guang)測量(liang)使(shi)(shi)用(yong)雙(shuang)(shuang)通道葉綠素(su)(su)(su)熒(ying)光(guang)(guang)儀(yi)Dual-PAM-100和(he)葉綠素(su)(su)(su)熒(ying)光(guang)(guang)成(cheng)(cheng)像系統(tong)IMAGING-PAM完成(cheng)(cheng)。使(shi)(shi)用(yong)光(guang)(guang)纖式氧(yang)氣測量(liang)儀(yi)FireSting-O2來(lai)監(jian)測和(he)記錄了溶液中(zhong)的氧(yang)濃度的變化。用(yong)來(lai)反映類囊體腔(qiang)酸化產(chan)生跨膜(mo)質子梯(ti)度和(he)質子通過(guo)ATP合酶釋放的電致變色(ECS)則是使(shi)(shi)用(yong)雙(shuang)(shuang)通道葉綠素(su)(su)(su)熒(ying)光(guang)(guang)儀(yi)Dual-PAM-100的P515/535模(mo)塊來(lai)完成(cheng)(cheng)。
原(yuan)文：Pang, X., Nawrocki, W.J., Cardol, P. et al. Weak acids produced during anaerobic respiration suppress both photosynthesis and aerobic respiration[J]. Nature Communications, 14, 4207 (2023).
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迄今為止，大多數干旱脅迫研究都集中在PSII及其天線上，而對完整光合機構特別是光系統I（PSI）的干旱響應關注較少。近期，發表在New Phytologist上的最新成果“Drought affects both photosystems in Arabidopsis thaliana”為植物相應干旱脅迫提供了新的見解。在本研究中，Chen Hu等人跟蹤了擬南芥在14天干旱處理期間光合機構的變化，結合生化和功能測量，進一步的拓展了人們對干旱影響光合膜的認知。干旱導致PSII超級復合物的分解和PSII核心的降解。相反，光捕獲復合物（LHCII）保留在膜中，但不能充當活性PSII的天線，因此代表了光損傷的潛在來源。在非光化學淬滅（NPQ）誘導期間也可以觀察到這種效應，即使是短脈沖的飽和光也會導致光抑制。在后期，在嚴重的干旱脅迫下，PSI天線尺寸也減小，PSI-LHCI超復合物被降解。令人驚訝的是，雖然沒有觀察到PSI核心蛋白含量的變化，但PSI的功能受到嚴重影響，表明非功能性PSI復合物在干旱脅迫時大量積累。由此得出結論，干旱影響兩個光系統，盡管處于不同的階段，并且PSII（ΦPSII）對干旱非常敏感，因此可以作為早期發現干旱脅迫的參數。
干旱影(ying)響擬南芥光系統的模型示(shi)意(yi)圖
原文：Hu C, Elias E, Nawrocki W J, et al. Drought affects both photosystems in Arabidopsis thaliana[J]. New Phytologist, 2023.
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植物通過(guo)各種光保護機制應對光強度的(de)突然(ran)增加。硫(liu)氧(yang)還(huan)蛋白(bai)(Trx)系統的(de)氧(yang)化還(huan)原調(diao)節也有助于這一過(guo)程(cheng)。在(zai)以往(wang)的(de)研究中，人們已經廣泛(fan)分(fen)析了(le)f型和m型Trx在(zai)應(ying)對(dui)這種波動光(guang)照條件時(shi)的功能，但(dan)對(dui)x型(xing)和y型Trx的功能卻知之甚少。2023年8月22日，Plant Physiology在(zai)線發表了日本岡山(shan)大學(xue)(xue)和京都產業(ye)大學(xue)(xue)聯合署名的(de)題為x- and y-type thioredoxins maintain redox homeostasis on photosystem I acceptor side under fluctuating light的文章。科研人員以擬南芥(Arabidopsis thaliana)為研究對象，分析了trx x單(dan)突，trx y1 trx y2雙突和trx × trx y1 trx y2三重突(tu)變體的差異。對光合(he)作(zuo)用(yong)的詳(xiang)細分析揭示了在低光下(xia)trx x和trx × trx y1 trx y2中(zhong)光系統I(PSI)參數的變(bian)化(hua)。
本研究中，葉綠素熒(ying)光(guang)和P700差(cha)示吸收，波動光(fluctuating light: 5min低(di)光54 μmol m?2 s?1;1min高光1455 μmolm?2 s?1, 三個(ge)循環)模擬測量(liang)均(jun)通過(guo)DUAL-PAM-100雙(shuang)通(tong)道調制葉綠(lv)素熒光儀完成。表(biao)征NDH活性(xing)的(de)測(ce)量通(tong)過(guo)MINI-PAM-II完成。
原文(wen)：Yuki Okegawa, Nozomi Sato, Rino Nakakura, et al. x- and y-type thioredoxins maintain redox homeostasis on photosystem I acceptor side under fluctuating light[J]. Plant Physiology, 2023, kiad466.
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光合儀可以測得環境空氣中的水分，但葉片本身的含水量可能對光合、氣孔、水分利用效率等的影響更為直接。芬蘭科學家開發并測試了一種新方法，將GFS-3000光合熒光測量系統與光譜傳感器組合，在測量氣體交換的同時，可實時測量葉片的水分含量。研究使用了芬蘭NIRONE S2.0光譜傳感器，波長1550-1950 nm，與德國WALZ的GFS-3000便攜式光合熒光測量系統，將光譜傳感器固定到光合儀葉室底部，進行同步測量。由于GFS-3000的下葉室與上葉室一樣，都可透光，留出了可進行光學測量的位置，使得這種組合測量的想法得以實現（圖(tu)1）。
圖1 （a） 使用(yong)GFS-3000光(guang)合儀(yi)分析白樺葉含水(shui)量，葉室上方(fang)安(an)裝了LED光(guang)源模塊，下方(fang)安(an)裝了微型光(guang)譜傳感器（NIRONE 2.0）；（b） 白樺葉含(han)水量的微(wei)型(xing)光譜傳感(gan)器測量示意圖；圓(yuan)圈是大致的傳感(gan)器測量區域。
原文：Junttila, S.; H?ltt?, T.; Salmon, Y.; Filella, I.; Pe?uelas, J. A Novel Method to Simultaneously Measure Leaf Gas Exchange and Water Content[J]. Remote Sensing 2022, 14(15), 3693.
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隨著全球(qiu)氣(qi)候變(bian)化，海(hai)洋熱浪(lang)的(de)(de)(de)(de)頻率和強度(du)不斷增加，為了(le)加快(kuai)對(dui)海(hai)藻(zao)(zao)耐(nai)熱性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)生態學(xue)和進(jin)化的(de)(de)(de)(de)研究，澳大利(li)亞科學(xue)家(jia)開發了(le)一種(zhong)高(gao)效、可(ke)重復且廣泛適用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)海(hai)藻(zao)(zao)熱指(zhi)標。根據陸(lu)地T–F0方(fang)法，作者在多種(zhong)海(hai)帶中應(ying)用(yong)(yong)了(le)這一新方(fang)法，并確(que)定了(le)在不同葉(xie)狀體形態或厚度(du)的(de)(de)(de)(de)物(wu)種(zhong)中應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)幾個重要方(fang)法考慮因(yin)素。結果表明，這種(zhong)高(gao)通量和高(gao)效的(de)(de)(de)(de)方(fang)法可(ke)以(yi)被廣泛采用(yong)(yong)，以(yi)支持全球(qiu)對(dui)海(hai)藻(zao)(zao)耐(nai)熱性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)生態學(xue)和進(jin)化的(de)(de)(de)(de)研究，并代表了(le)預測海(hai)藻(zao)(zao)對(dui)溫度(du)變(bian)化反應(ying)的(de)(de)(de)(de)重要資源。
T–F0測量設置和熒光曲線示例。（a）Maxi-Imaging-PAM（帶紅色遮光板）與金屬框架安裝在由實驗升降臺支撐的帕爾貼控溫板上。樣品用雙層玻璃壓住，以便與熱電偶接觸并緩沖溫度。（b）陣列上的海藻樣品帶有網格參考，并覆蓋一層塑料薄膜，每個樣品都與熱電偶連接。（c）顯示慢上升熒光和快上升熒光（Tcrit）之間的斷點/拐點的溫度依賴性熒光曲線示例。
原文：Harris, R.J., Bryant, C., Coleman, M.A., Leigh, A., et al. A novel and high-throughput approach to assess photosynthetic thermal tolerance of kelp using chlorophyll α fluorometry[J]. Journal of Phycology, 2023, 59: 179-192.
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2023年8月26日，華中農業大學李林(lin)教授（通訊作者）等研究團隊在Nature Communications在線發表(biao)了題為“QTG-Miner aids rapid dissection of the genetic base of tassel branch number in maize”的(de)研究論(lun)文，開發了一(yi)種基(ji)于多組學(xue)數據的(de)玉(yu)米(mi)數量(liang)性狀基(ji)因（QTGs）大規模快速克隆技術QTG-Miner，定(ding)位克隆并(bing)驗證了7個雄(xiong)穗分枝數QTL基因，構建了一個全面的TBN分子調控網(wang)絡，并(bing)揭(jie)示了現代玉米遺傳改良過程中雄穗(sui)分枝數性(xing)狀調控基因的(de)馴化選(xuan)擇和(he)相關的(de)生物學途徑。QTG-Miner是系統解析作物(wu)重(zhong)要農藝性(xing)狀遺傳和分子機制(zhi)的高效方(fang)法。
QTG-Miner的基本原理和工作流程(cheng)
原文：Wang, X., Li, J., Han, L., et al. QTG-Miner aids rapid dissection of the genetic base of tassel branch number in maize[J]. Nature Communications, 14, 5232 (2023).
北(bei)大荒(huang)墾豐(feng)種業-澤泉科技(ji)生物技(ji)術與表型服務中(zhong)心(xin)是由北大荒墾豐種業股份有限公司和上海澤泉科技股份有限公司共同建設的開放式高通量植物基因型-表型-育種服務平臺。中心建立了基因克隆和載體平臺、作物轉化系統、基因型分析平臺、表型鑒定分析平臺、數據分析和利用平臺等現代化生物技術和信息支持平臺，是定位于為植物科研和作物育種提供植物基因型-表型-育種數據分析的科研服務平臺。
高通量基因(yin)分型檢(jian)測(ce)平臺(tai)：高(gao)通(tong)(tong)量(liang)(liang)基因(yin)分(fen)(fen)型(xing)檢(jian)測(ce)平臺包(bao)括(kuo)高(gao)通(tong)(tong)量(liang)(liang)Oktopure DNA提(ti)取儀、Nexar?模塊化(hua)內聯(lian)液(ye)處理(li)與分(fen)(fen)析(xi)系(xi)統、Soellex?高(gao)通(tong)(tong)量(liang)(liang)PCR水浴(yu)熱(re)循(xun)環系(xi)統和(he)(he)Araya?內聯(lian)熒光檢(jian)測(ce)系(xi)統。Oktopure DNA提(ti)取儀采用磁珠(zhu)的(de)方(fang)法提(ti)取DNA，通(tong)(tong)量(liang)(liang)達(da)到800個樣(yang)(yang)本/3小時(shi)。同時(shi)，適用于多(duo)種(zhong)(zhong)樣(yang)(yang)本類型(xing)的(de)DNA提(ti)取，包(bao)括(kuo)植物葉片、種(zhong)(zhong)子(zi)，毛(mao)發、血方(fang)卡、精液(ye)、口拭子(zi)、唾液(ye)、組織等。提(ti)取的(de)DNA適用于多(duo)種(zhong)(zhong)下游(you)應用，如(ru)基因(yin)分(fen)(fen)型(xing)、一(yi)代測(ce)序、二(er)代測(ce)序等。Nexar高(gao)通(tong)(tong)量(liang)(liang)吸取樣(yang)(yang)品DNA和(he)(he)引物、mix至(zhi)384孔卷帶(dai)并(bing)封膜(mo)。Soellex對(dui)封膜(mo)完(wan)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)卷帶(dai)進(jin)行(xing)PCR水浴(yu)熱(re)循(xun)環，每次最(zui)多(duo)可達(da)230,000個樣(yang)(yang)本。Araya對(dui)水浴(yu)完(wan)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)卷帶(dai)掃(sao)描分(fen)(fen)析(xi)，28秒掃(sao)描一(yi)張(zhang)卷帶(dai)。基因(yin)分(fen)(fen)型(xing)采用KASP（Kompetitive Allele Specific PCR）原理(li)，對(dui)目(mu)標SNPs和(he)(he)InDels進(jin)行(xing)精準的(de)雙等位基因(yin)分(fen)(fen)型(xing)。反應體系(xi)僅1.6μl，具有高(gao)通(tong)(tong)量(liang)(liang)、低成(cheng)(cheng)(cheng)本，準確率和(he)(he)檢(jian)出率接(jie)近100%的(de)明顯優勢。
DNA提取服務(wu)：針(zhen)對玉米、大豆及水稻等(deng)作(zuo)物(wu)的不同組織(zhi)/器(qi)官（葉片(pian)、種子等(deng)），利用標準的SDS/CTAB法和(he)磁珠(zhu)法開展DNA提(ti)取工作(zuo)，可(ke)實現單日普(pu)通質量10,000份和(he)高質量5,000份的DNA提(ti)取。
分子標記(ji)開(kai)發(fa)與檢測服務：根(gen)據(ju)目標(biao)DNA/基因序列,可開發高(gao)效的(de)分(fen)子標(biao)記（SNP-KASP、SSR等），并可實現單日最(zui)高(gao)一萬(wan)SSR數據(ju)點(dian)，以(yi)及數以(yi)十萬(wan)計的(de)SNP數據(ju)點(dian)檢測。
芯片檢測服務(wu)：基因組(zu)(zu)(zu)育種芯(xin)片是(shi)將大(da)規(gui)模(mo)的(de)(de)基因組(zu)(zu)(zu)測(ce)序、功能基因組(zu)(zu)(zu)研究的(de)(de)最新成果與國際最先進(jin)的(de)(de)SNP芯(xin)片技術(shu)相(xiang)結合(he)，構建的(de)(de)服(fu)(fu)務(wu)于育種的(de)(de)基因組(zu)(zu)(zu)技術(shu)工具。目前(qian)，種業(ye)芯(xin)片檢測(ce)平(ping)(ping)臺(tai)，可(ke)以(yi)提供依(yi)托(tuo)于Affymetrix基因芯(xin)片平(ping)(ping)臺(tai)的(de)(de)固相(xiang)芯(xin)片檢測(ce)服(fu)(fu)務(wu)（如Maize-6H60K、Maize-6H90K、Soybean-180K等）、以(yi)及依(yi)托(tuo)于華大(da)智造(zao)MGISEQ-2000檢測(ce)平(ping)(ping)臺(tai)的(de)(de)液相(xiang)芯(xin)片檢測(ce)服(fu)(fu)務(wu)。
靶向測序(xu)服(fu)務：靶(ba)向(xiang)測(ce)序技(ji)術(shu)主要分(fen)為基于(yu)(yu)多重PCR的靶(ba)向(xiang)基因捕(bu)(bu)獲(huo)技(ji)術(shu)（GenoPlexs）和基于(yu)(yu)液相探針雜交的靶(ba)向(xiang)基因捕(bu)(bu)獲(huo)技(ji)術(shu)（GenoBaits）兩(liang)種。可完成單樣(yang)品50-5000和3000-40000標記的基因型分(fen)析(xi)，并達到(dao)可設(she)計(ji)區(qu)域覆蓋度高于(yu)(yu)95%，擴增子均一(yi)性高于(yu)(yu)90%的捕(bu)(bu)獲(huo)效率。
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