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CALMODULIN6 negatively regulates cold tolerance by attenuating ICE1-dependent stress responses in tomato

2023年8月11日，Plant Physiology雜志在線刊發(fā)了浙江大學園藝系周艷虹教授實驗室題為CALMODULIN6 negatively regulates cold tolerance by attenuating ICE1-dependent stress responses in tomato的研究文章。該研究發(fā)現(xiàn)，番茄鈣調蛋白CaM6（CALMODULIN6）通過影響低溫信號轉導途徑中的關鍵轉錄因子ICE1（INDUCER of CBF EXPRESSION 1），調控下游冷響應基因的表達，負調控番茄低溫抗性。

該研究從番茄CaM家族成員基因表達入手，發(fā)現(xiàn)CaM2和CaM6的表達受低溫顯著誘導。結合表型分析發(fā)現(xiàn)cam6功能缺失突變體低溫抗性增強，而CaM6過表達植株低溫抗性削弱，說明CaM6負調控番茄低溫抗性。為了進一步探究番茄CaM6調控低溫抗性的機制，研究人員通過酵母雙雜交篩庫找到了與CaM6直接互作的蛋白ICE1，并通過Co-IP、BIFC、Pull-down、分裂熒光素酶互補成像等實驗證明了兩者的互作。遺傳學證據(jù)表明，CaM6位于ICE1上游調控低溫抗性。接下來，研究人員通過RNA-seq鑒定到1149個受ICE1調控的冷響應基因，進一步聯(lián)合ChIP-seq鑒定到76個能被ICE1直接靶向的候選基因，這些基因參與到植物脅迫響應以及代謝過程。研究人員以CBF1、BBX17和PR1作為代表基因，通過雙熒光素酶報告基因實驗（LUC）和凝膠遷移實驗（EMSA）證明了ICE1能直接結合在這三個基因的啟動子上，并激活三個基因的表達。進一步研究發(fā)現(xiàn)，CaM6與ICE1的互作能抑制ICE1的轉錄活性，從而抑制ICE1下游冷響應基因的表達，降低番茄低溫抗性。綜上所述，ICE1在低溫下能轉錄激活下游脅迫相關和代謝相關基因的表達，而CaM6通過蛋白互作抑制ICE1的轉錄活性，參與調控ICE1介導的低溫信號網絡。該研究揭示了番茄鈣調蛋白CaM6的分子生物學功能，為進一步研究Ca²⁺受體的潛在機制和植物低溫響應機制奠定了基礎，同時也為未來耐低溫番茄品種的選育提供了新的基因靶點。

本研究中，番茄葉片抗低溫耐受性的測定使用MAXI-IMAGING-PAM葉綠素熒光成像系統(tǒng)完成。

PGPR-driven phytoremediation and physiobiochemical response of Miscanthus × giganteus to stress induced by the trace elements

2023年8月11日，Environmental Science and Pollution Research雜志在線刊發(fā)了捷克普金涅大學環(huán)境學院環(huán)境化學與技術系Aigerim Mamirova實驗室題為PGPR-driven phytoremediation and physiobiochemical response ofMiscanthus × giganteus to stress induced by the trace elements的研究文章。

研究人員在哈薩克斯坦泰凱利礦區(qū)受微量元素（TEs）污染的土壤中，研究了植物生長促進根瘤菌（PGPRs）接種奇崗芒（Miscanthus×giganteus Greef et Deu)對植物修復過程和植物生理生化參數(shù)的影響。在相同的污染土壤中栽培奇崗芒時，從其根圈中分離出了對鋅和鉛具有抗性的酵母菌 Trichosporon sp.CA1、根瘤菌 Rhizobium sp.Zn1-1、Shinella sp.Zn5-6、假單胞菌 Pseudomonas sp.CHA1-4。結果表明，接種PGPRs提高了奇崗芒對TEs毒性的適應性，其耐受指數(shù)增至2.9。處理后，地上生物量產量提高了 163%，根部生物量提高了240%，葉綠素含量提高了30%，Chla/b比率提高了21%。通過奇崗芒的活性生長和發(fā)育，觀察到抗氧化酶的活性達到峰值：超氧化物歧化酶和谷胱甘肽還原酶的活性被誘導，而過氧化氫酶和抗壞血酸過氧化物酶的活性受到抑制。根據(jù)生物濃縮和轉移因子可以發(fā)現(xiàn)，PGPRs在奇崗芒根瘤菌圈中選擇性地增加了TEs的吸收或穩(wěn)定了TEs。接種PGPRs 增加了土壤和植物組織中鉛、釩、鉻、鈷、鎳、銅、鎘、砷和鋇的穩(wěn)定性。下一步，他們的研究將側重于使用分離的PGPRs進行原位實驗。

Eukaryote-specific assembly factor DEAP2 mediates an early step of photosystem II assembly in Arabidopsis

2023年8月9日，Plant Physiology雜志在線刊發(fā)了德國馬克普朗克研究所Ute Armbruster實驗室題為Eukaryote-specific assembly factor DEAP2 mediates an early step of photosystem II assembly in Arabidopsis的研究文章。

該研究以擬南芥（Arabidopsis thaliana）為模型，證明在植物中，一種真核生物獨有的組裝因子DEAP2對PSII組裝早期步驟有促進作用，在這一過程中，內周天線蛋白CP47與PSII反應中心（RC）結合，形成RC47中間體。這個因子被命名為 "DECREASED ELECTRON TRANSPORT AT PSII：DEAP2"，它與保守的PHOTOSYNTHESIS AFFECTED MUTANT 68（PAM68）組裝因子協(xié)同工作。deap2和pam68突變體在PSII積累和RC47中間體組裝方面表現(xiàn)出相似的缺陷。這兩種蛋白質的共同缺乏導致了功能性PSII的喪失，植物無法在土壤中進行光能自養(yǎng)生長。雖然DEAP2的過表達部分挽救了PAM68 PSII積累表型，但這種效應并不是對等的。DEAP2的積累水平是PAM68的20倍，這共同表明這兩種蛋白具有不同的功能?？傊?，研究結果揭示了真核生物對PSII組裝過程的調整，其中涉及DEAP2的加入，以實現(xiàn)從RC到RC47的快速進展。

本研究中，不同基因型突變體擬南芥葉片光合能力的評估通過MAXI-IMAGING-PAM葉綠素熒光成像系統(tǒng)完成。

Comparative genomic analysis of N6-methyladenosine regulators in nine rosaceae species and functional characterization in response to drought stress in pear

2023年7月25日，Horticultural Plant Journal雜志在線刊發(fā)了南京農業(yè)大學園藝學院張紹玲教授實驗室題為Comparative genomic analysis of N⁶-methyladenosine regulators in nine rosaceae species and functional characterization in response to drought stress in pear的研究文章，研究m⁶A在園藝植物生長和抗逆性中的作用。鑒定了薔薇科植物中的m⁶A寫入器、讀取器和擦除器，并推斷它們的擴展和進化歷史；探索了它們在應對干旱脅迫時的功能。該研究將為提高薔薇科植物的抗逆性提供有價值的信息。

N⁶-腺苷酸甲基化（m⁶A）是真核生物中一種新興的表觀遺傳標記，在生物功能和豐富遺傳信息方面發(fā)揮著重要作用。然而，人們對m⁶A在植物生長和脅迫響應中的潛在機制知之甚少。在該研究中，科研人員從九種薔薇科植物（Pyrus bretschneideri、Pyrus betulifolia、Pyrus communis、Malus domestica、Fragaria vesca、Prunus avium、Prunus mume、Prunus persica 和 Rubus occidentalis）中鑒定了276個屏蔽的m⁶A調節(jié)因子。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育和同源分析，研究人員對這些基因進行了更詳細的分類和命名。馬纓丹科m⁶A調節(jié)基因的擴增可追溯到薔薇科最近的全基因組復制（WGD）。基于m6A調節(jié)因子的表達模式分析和基因結構分析，證明m⁶A是調控植物發(fā)育和抗性的重要因子。此外，PbrMTA1沉默的梨植株耐旱性和葉綠素含量顯著降低，電解質滲漏以及丙二醛和H₂O₂的濃度增加。

在該研究中PbrMTA1沉默與野生型植株對照與干旱處理后植物生理學的分析通過MAXI-IMAGING-PAM葉綠素熒光成像系統(tǒng)完成。

IMAGING-PAM葉綠素熒光成像系統(tǒng)的文獻應用非常多，絕不僅限于上述研究中的番茄（園藝作物），擬南芥（模式植物），梨樹（果樹）。據(jù)不完全統(tǒng)計，在我們整理的光合作用文獻數(shù)據(jù)庫（EndNote Library）中，是發(fā)表文章較多的型號，單個型號超過1800篇。2021年，IMAGING-PAM參與發(fā)表的相關論文曾兩次登上專業(yè)期刊的封面。德國WALZ掌握葉綠素熒光成像系統(tǒng)的核心技術。IMAGING-PAM，值得您的信任~