作為科技型企業(yè)，澤泉科技一直洞悉科研脈搏，走在行業(yè)前沿，想知道業(yè)內(nèi)有哪些研究成果，您可以在科研動態(tài)版塊一窺究竟。近期科研動態(tài)包括、衣藻對波動光的光合適應(yīng)、植物體內(nèi)的信息編碼和存儲、植物脅迫響應(yīng)機制、葉片磷分配新機制、番茄耐寒新機制、干旱脅迫的高通量表型分析、甘薯質(zhì)量高光譜評估等。
·Plant Physiology：BST4蛋白參與衣藻對波動光的光合適應(yīng)
2024年9月6日，Plant Physiology在線發(fā)表愛丁堡大學(xué)、約克大學(xué)等機構(gòu)研究人員聯(lián)合署名，題為Bestrophin-like protein 4 is involved in photosynthetic acclimation to light fluctuations in Chlamydomonas的研究論文。文章旨在闡明BST4(Bestrophin-like protein 4)在萊茵衣藻蛋白核中的作用，并測試其作為類囊體-Rubisco連接蛋白的功能。BST4不是連接蛋白，而是一個可能涉及離子穩(wěn)態(tài)的蛋白核管狀離子通道，尤其在光照波動時具有重要作用。BST4對于萊茵衣藻在快速光照波動下的光合作用適應(yīng)至關(guān)重要。本研究中，萊茵衣藻和擬南芥的葉綠素?zé)晒饴賱恿W(xué)曲線(Slow Kinetics)，非光化學(xué)淬滅(NPQ)以及跨類囊體膜質(zhì)子梯度(ΔpH)，跨膜電位(ΔΨ)，質(zhì)子導(dǎo)度(gH+)相關(guān)的參數(shù)均通過雙通道葉綠素?zé)晒鈨xDUAL-PAM-100和P515/535模塊完成。
原文：Adler, L., et al. Bestrophin-like protein 4 is involved in photosynthetic acclimation to light fluctuations in Chlamydomonas[J]. Plant Physiology, 2024, kiae450.
·華南農(nóng)大雷炳富課題組最新光學(xué)頂刊文章：將發(fā)光粒子輸送到植物體內(nèi)進行信息編碼和存儲
2024年8月28日，Nature旗下光學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Light: Science & Applications（IF=20.6）在線發(fā)表了華南農(nóng)業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院雷炳富教授課題組標(biāo)題為Delivery of luminescent particles to plants for information encoding and storage的最新研究論文。文章創(chuàng)新型的介紹了由H3PO4封裝的鋁酸鍶顆粒作為發(fā)光標(biāo)簽，能夠在植物生長過程中嵌入植物內(nèi)部進行信息編碼和存儲的實踐性應(yīng)用。本研究中，對照葉片和經(jīng)SAO@H3PO4封裝微針貼片處理的葉片光合生理參數(shù)通過便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨xPAM-2500完成。
原文：Li, W., Lin, J., Huang, W., et al. Delivery of luminescent particles to plants for information encoding and storage[J]. Light: Science & Applications, 2024, 13, 217.
·Nature：利用光遺傳學(xué)方法探究植物脅迫響應(yīng)機制
2024年8月28日，德國維爾茨堡大學(xué)研究團隊在Nature在線發(fā)表了題為Probing plant signal processing optogenetically by two channelrhodopsins的研究論文，報道了他們運用精密的光遺傳學(xué)工具誘導(dǎo)了不同性質(zhì)的電信號和Ca2?信號并探索了這些特異信號所編碼的生理響應(yīng)，為植物脅迫響應(yīng)機制研究提供了新穎的思路。研究中煙草葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)測量通過葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)MAXI-IMAGING-PAM完成。
原文：Ding, M., Zhou, Y., Becker, D., et al. Probing plant signal processing optogenetically by two channelrhodopsins[J]. Nature, 2024.
·手持式植物冠層光譜儀ACS-435搭配激光傳感器在林業(yè)表型研究中的應(yīng)用
在林業(yè)科技日新月異的今天，如何提高森林苗圃中苗木的質(zhì)量評估與管理水平成為了科研人員和林業(yè)從業(yè)者共同關(guān)注的課題。近期，來自波蘭克拉科夫農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究團隊成功開發(fā)了一套創(chuàng)新的移動傳感系統(tǒng)，該系統(tǒng)在森林苗木表型研究中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。該研究團隊采用了Holland Scientific公司的ACS-435手持式植物冠層光譜儀，并搭配Vega Plus C21激光傳感器，將這些設(shè)備巧妙地集成在灌溉系統(tǒng)上。這種設(shè)計不僅實現(xiàn)了對苗木的連續(xù)、非接觸式監(jiān)測，還大大提高了數(shù)據(jù)收集的效率和準(zhǔn)確性。
原文：Durlo G, Szymanski N, Ma?ek S, et al. Mobile sensing system for phenotyping of forest seedlings in container nurseries[J]. 2024.
·PNAS最新研究揭示OsPHO1;2磷轉(zhuǎn)運蛋白調(diào)控葉片光合速率和水稻產(chǎn)量的重要作用
2024年8月13日， PNAS在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王鵬課題組與何祖華課題組合作完成的題為“Genetic improvement of phosphate-limited photosynthesis for high yield in rice”的研究論文，發(fā)現(xiàn)水稻OsPHO1;2磷轉(zhuǎn)運蛋白能夠向葉片分配無機磷，其表達量與葉片Pi含量、凈光合速率以及產(chǎn)量的增高呈正相關(guān)。本研究不僅揭示了葉片磷分配、光合作用與糧食產(chǎn)量之間關(guān)聯(lián)的新機制，而且為在有限磷投入的情況下提高作物產(chǎn)量提供了新路徑。本研究中，水稻劍葉葉綠素?zé)晒?、P700和P515相關(guān)的參數(shù)測量使用雙通道調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨xDUAL-PAM-100 （Walz，Effeltrich，德國）完成。
原文：Ma B, Zhang Y, Fan Y, et al. Genetic improvement of phosphate-limited photosynthesis for high yield in rice[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024, 121(34): e2404199121.
·MAXI-IMAGING-PAM助力浙大喻景權(quán)院士團隊揭示番茄耐寒新機制
2024年8月6日，Nature Communications在線發(fā)表了浙江大學(xué)喻景權(quán)院士團隊周杰教授為通訊作者題為Loss of cold tolerance is conferred by absence of the WRKY34 promoter fragment during tomato evolution的研究論文。研究團隊對冷敏感的栽培番茄和耐寒的野生多毛番茄進行ATAC-Seq和RNA-Seq分析，發(fā)現(xiàn)WRKY34基因與冷脅迫下的染色質(zhì)可及性和表達模式密切相關(guān)。本研究揭示了番茄耐寒性的分子機制，為作物改良提供了理論依據(jù)，拓展了對基因調(diào)控的認識，強調(diào)了基因編輯技術(shù)在作物育種中的應(yīng)用潛力，對指導(dǎo)作物改良和育種具有重要意義。研究中番茄Fv/Fm等葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測量通過葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)MAXI-IMAGING-PAM完成。
原文：Guo, M., Yang, F., Zhu, L., et al. Loss of cold tolerance is conferred by absence of the WRKY34 promoter fragment during tomato evolution[J]. Nature Communications, 2024, 15, 6667.
2024年4月10日，Nature Communications在線發(fā)表上海師范大學(xué)彭連偉教授實驗室題為Thylakoid protein FPB1 synergistically cooperates with PAM68 to promote CP47 biogenesis and Photosystem II assembly的研究論文，文章揭示了一個新的蛋白質(zhì)FPB1（Facilitator of PsbB biogenesis1），它在PSII的組裝中扮演著重要角色，它是PSII積累所必需的。本研究中，光合作用相關(guān)的葉綠素?zé)晒獬上窈蚉700氧化還原差示吸收通過MAXI-IMAGING-PAM和DUAL-PAM-100完成。
原文：Solhaug, K.A., Eiterjord, G., L?ken, M.H., et al. Non-photochemical quenching may contribute to the dominance of the pale mat-forming lichen Cladonia stellaris over the sympatric melanic Cetraria islandica[J]. Oecologia, 2024, 204: 187–198.
·空調(diào)冷凝水養(yǎng)微藻，Phyto-PAM助力碳中和
隨著全球氣候變暖的加劇，空調(diào)已成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。然而，隨之而來的大量冷凝水往往被忽視或直接排放，這不僅浪費了寶貴的水資源，還可能對環(huán)境造成潛在影響。近期，Journal of Environmental Management發(fā)表了一項利用空調(diào)冷凝水（ACW）培養(yǎng)微藻（Chlorella sorokiniana）并實現(xiàn)碳捕獲的創(chuàng)新研究。這一突破性的技術(shù)由南非德班理工大學(xué)等機構(gòu)共同完成，旨在通過浮游植物分類熒光儀Phyto-PAM探索微藻生物質(zhì)生產(chǎn)的可持續(xù)途徑。
原文：Ansari, F. A., Hassan, H., Ramanna, L., et al. Recycling air conditioner-generated condensate water for microalgal biomass production and carbon dioxide sequestration[J]. Journal of environmental management, 2024, 351: 119917.
·Plant Stress：鷹嘴豆終末干旱脅迫的高通量表型分析
近期，Plant Stress發(fā)表了西澳大利亞大學(xué)和印度農(nóng)業(yè)研究所聯(lián)合研究團隊題為High-throughput phenotyping for terminal drought stress in chickpea (Cicer arietinum L.)的研究文章，文章旨在通過高通量表型分析平臺，對不同鷹嘴豆基因型在極端干旱脅迫下的表現(xiàn)進行評估，以篩選出具有優(yōu)良耐旱性的基因型。研究使用了配備RGB、近紅外（NIR）、紅外（IR）、葉綠素?zé)晒獬上竦裙δ艿腖emnaTec Scanalyzer 3D HTP平臺。植物種植在帶有RFID標(biāo)簽的花盆中，以便于進行個體追蹤。在干旱進程的多個階段捕捉圖像，以監(jiān)測植物的反應(yīng)。
原文：Pappula-Reddy S P, Kumar S, Pang J, et al. High-throughput phenotyping for terminal drought stress in chickpea (Cicer arietinum L.)[J]. Plant Stress, 2024, 11: 100386
本研究提出了一種創(chuàng)新的方法，將可解釋的人工智能（AI）與高光譜成像技術(shù)相結(jié)合，以加強對甘薯的三個重要質(zhì)量屬性（即DMC、SSC 和硬度）的評估。使用便攜式高光譜相機（Specim IQ）對三個不同品種的甘薯樣本進行高光譜成像，提取的光譜數(shù)據(jù)用于選擇關(guān)鍵波長，建立多元回歸模型，并利用SHapley Additive exPlanations（SHAP）值來確定模型的有效性和可解釋性。利用關(guān)鍵波長建立的回歸模型生成預(yù)測圖，可直觀顯示響應(yīng)屬性的空間分布，有助于改進甘薯質(zhì)量評估。結(jié)論：將HSI、變量選擇和可解釋人工智能結(jié)合起來，有可能提高甘薯的質(zhì)量評估水平，確保向消費者提供更高質(zhì)量的產(chǎn)品。
原文：Ahmed T, Wijewardane N K, Lu Y, et al. Advancing sweetpotato quality assessment with hyperspectral imaging and explainable artificial intelligence[J]. Computers and Electronics in Agriculture, 2024, 220: 108855.