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(dòng)態(tài)版塊一窺究竟。近期的科研動(dòng)態(tài)包括植物內(nèi)生菌與光合作用的關(guān)系、秈稻和粳稻的綜合快速育種方案、番茄鹽害高溫復(fù)合脅迫的系統(tǒng)性響應(yīng)、結(jié)構(gòu)和形態(tài)功能屬性預(yù)測(cè)植物的細(xì)根張力、光合儀和土壤呼吸附件聯(lián)用測(cè)量寄生花碳通量等。
最近，有人提出內(nèi)生菌的呼吸代謝會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部二氧化碳濃度升高，從而有助于提高光合作用。Karaba N. Nataraja等人認(rèn)為，內(nèi)生菌可以通過最大限度地減少光合作用的限制，從而有助于提高光合作用效率和凈碳收益。相關(guān)論述于12月27日發(fā)表在了發(fā)表在Trends in Plant Science雜志上，題為Can endophytes minimize photosynthetic limitation? 當(dāng)前時(shí)代背景下，科研人員一直在試圖通過提高光合作用增加作物產(chǎn)量，提高陸地碳匯，內(nèi)生菌的應(yīng)用和或許能給我們提供一些新的思路，感興趣的小伙伴們可以進(jìn)一步探索。
圖1 駐留在質(zhì)外體中的內(nèi)生菌可以激活蔗糖易轉(zhuǎn)運(yùn)體，促進(jìn)蔗糖從細(xì)胞質(zhì)釋放到質(zhì)外體中。這為光合作用活躍的葉片提供了額外的光合作用吸收匯，促進(jìn)了無(wú)機(jī)磷酸 (Pi)的循環(huán)利用。在內(nèi)生菌存在的情況下，高效的產(chǎn)物利用有助于維持光化學(xué)反應(yīng)和卡爾文-本森-巴塞爾姆(CBB)循環(huán)。縮寫： Pi，無(wú)機(jī)磷酸；RuBP，核酮糖-1,5-二磷酸；TP，磷酸三糖。
原文：M. P. S. Bangari, K. N. Nataraja. Can endophytes minimize photosynthetic limitation?[J]. Trends in Plant Science, 2023.
為了滿足增長(zhǎng)的人口和提高水稻產(chǎn)量的需求，需提高遺傳增益，但新品種的開發(fā)受到較長(zhǎng)的世代時(shí)間和季節(jié)性的限制。增加遺傳增益的簡(jiǎn)單有效途徑是減少育種時(shí)間，因此開發(fā)快速育種技術(shù)被廣泛關(guān)注。來(lái)自國(guó)際水稻研究所Vikas Kumar Singh和Pallavi Sinha團(tuán)隊(duì)，在Plant Biotechnology Journal發(fā)表了題為“SpeedFlower: a comprehensive speed breeding protocol for indica and japonica rice”的文章。本文提出了一個(gè)基于快速育種設(shè)施的“加速開花”的快速育種方案，可以在一年內(nèi)種植4-5代秈稻或粳稻，大約1.5年完成育種周期。
優(yōu)化秈稻和粳稻的快速育種方案“SpeedFlower”
此研究為不同水稻品種的快速育種提供了優(yōu)化方案和指導(dǎo)意見。該方案為其他作物的快速育種方案制定提供思路，指出了生理生長(zhǎng)階段的干預(yù)和環(huán)境參數(shù)精確控制的重要性。將快速育種和基因組選擇整合到水稻育種過程中，可以解決育種周期長(zhǎng)和選擇效率低的問題，為優(yōu)良品種的改良選育提供支持。
原文：Kabade, P.G., Dixit, S., Singh, U.M., et al. SpeedFlower: a comprehensive speed breeding protocol for indica and japonica rice [J]. Plant Biotechnology Journal, 2023.
·南京農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜生理生態(tài)實(shí)驗(yàn)室揭示番茄鹽害高溫復(fù)合脅迫的系統(tǒng)性響應(yīng)
2023年12月6日，國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊The Plant Journal在線發(fā)表了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院蔬菜生理生態(tài)實(shí)驗(yàn)室題為Synergistic regulation at physiological, transcriptional, and metabolic levels in tomato plants subjected to a combination of salt and heat stress的研究論文。該研究比較了不同鹽/熱敏感性的番茄植株在正常、鹽、熱及其組合下的形態(tài)、生理、轉(zhuǎn)錄和代謝變化，闡釋了番茄對(duì)鹽害高溫復(fù)合脅迫的系統(tǒng)性響應(yīng)過程。該研究將為研究復(fù)合脅迫和提高番茄耐受性提供寶貴的資源。
不同基因型番茄在單一脅迫和復(fù)合脅迫下的葉綠素因熒光成像結(jié)果。番茄幼苗暗適應(yīng)30分鐘后，使用調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)Maxi-Imaging-PAM（Heinz-Walz，Effeltrich，Germany）在25°C下測(cè)量葉綠素?zé)晒鈪?shù)，測(cè)定了葉片的Fv/Fm，獲得了葉片葉綠素?zé)晒鈭D像。
番茄響應(yīng)高溫鹽害復(fù)合脅迫的系統(tǒng)性機(jī)制
近年來(lái)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜生理生態(tài)實(shí)驗(yàn)室主要以番茄為研究對(duì)象，在收集千余份種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，深入解析番茄耐逆（高溫、干旱、鹽害、澇害等）和品質(zhì)（耐裂果、高糖）等關(guān)鍵性狀的調(diào)控機(jī)理，在Plant Cell and Environment、Horticulture Research、Environmental and Experimental Botany、Plant Physiology and Biochemistry、Scientia Horticulture等主流雜志上發(fā)表多篇高質(zhì)量論文。
原文：Li Y, Jiang F, Niu L, et al. Synergistic regulation at physiological, transcriptional and metabolic levels in tomato plants subjected to a combination of salt and heat stress [J]. The Plant journal, 2023.
·結(jié)構(gòu)和形態(tài)功能屬性能否預(yù)測(cè)寒溫帶不同菌根類型木本植物的細(xì)根張力？
植物北海道大學(xué)環(huán)境科學(xué)研究院的Zeng & Makoto (2023)以日本北部寒溫帶森林中的15個(gè)優(yōu)勢(shì)樹種的幼苗為研究對(duì)象，通過測(cè)定細(xì)根張力、平均細(xì)根直徑、根組織密度、比根長(zhǎng)、最大根深、總細(xì)根生物量等6個(gè)根系功能屬性，探究了不同菌根類型溫帶樹種的細(xì)根張力與根系形態(tài)功能屬性和/或根系結(jié)構(gòu)功能屬性之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，細(xì)根生物量與細(xì)根張力間存在一致的顯著正相關(guān)關(guān)系，表明根系結(jié)構(gòu)功能屬性是細(xì)根張力的重要驅(qū)動(dòng)因子；相比形態(tài)功能屬性，結(jié)構(gòu)功能屬性能夠更好地預(yù)測(cè)不同菌根類型細(xì)根的張力。該項(xiàng)研究結(jié)果以“Is the Fine Root Tensile Strength Predictable from Structural and Morphological Traits across Mycorrhizal Types in Cool-Temperate Woody Species?”為題發(fā)表于Forests。
15個(gè)物種細(xì)根張力與總細(xì)根生物量間的相關(guān)關(guān)系
筆者認(rèn)為，該項(xiàng)研究更近似盆栽實(shí)驗(yàn)；獲取根系形態(tài)功能屬性時(shí)，因使用的根系分析系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)版軟件WinRHIZO Reg，未能獲取鏈節(jié)長(zhǎng)度等構(gòu)型類根系功能屬性，但已有研究指出，根系構(gòu)型也會(huì)影響根系張力。
原文：Zeng Ruiqi, Makoto Kobayashi. Is the Fine Root Tensile Strength Predictable from Structural and Morphological Traits across Mycorrhizal Types in Cool-Temperate Woody Species? [J]. Forests, 2023, 14(8), 1542.
·LCPro光合儀和SRS 1000土壤呼吸附件測(cè)量寄生花碳通量
在泰國(guó)北部的森林棲息地，科學(xué)家使用英國(guó)ADC的LCPro光合儀以及SRS 1000土壤呼吸室測(cè)量研究發(fā)現(xiàn)，寄生花（Sapria himalayana Griff.）內(nèi)的二氧化碳是空氣濃度的五到九倍。而動(dòng)物尸體釋放的二氧化碳并不高于森林土壤，因此也不高于地面附近環(huán)境空氣中的二氧化碳，因此二氧化碳不是模仿行為的一部分。二氧化碳對(duì)花的傳粉昆蟲，即斑蝥既沒有吸引力，也沒有麻醉作用，表明高二氧化碳基本上是一種無(wú)用的副產(chǎn)品。吸引力主要來(lái)自腐爛的揮發(fā)氣味。測(cè)量發(fā)現(xiàn)，花朵內(nèi)部的水氣一直接近飽和，即使在旱季，環(huán)境最低濕度平均為40%時(shí)也是如此。這導(dǎo)致了一個(gè)意想不到的發(fā)現(xiàn)，在雨季，這種花在潮濕的環(huán)境中有點(diǎn)生熱，但在旱季，由于水分蒸發(fā)強(qiáng)烈，它總是比環(huán)境略冷?；ǘ鋬?nèi)部的高濕度是至關(guān)重要的，因?yàn)樯n蠅只能在液體懸浮液中獲得花粉。
使用LCPro光合儀和SRS 1000土壤呼吸附件的測(cè)量方式。如右上角所示，一個(gè)透明的測(cè)量室被牢固地放置在寄生花上，并用鋁箔密封。該室包含一個(gè)風(fēng)扇和空氣溫度傳感器；手柄具有用于測(cè)量CO2和水蒸氣濃度的紅外氣體分析器。一根紅色的線纜將測(cè)量數(shù)據(jù)連接到帶有電池、顯示屏和微處理器的控制臺(tái)。后者自動(dòng)控制測(cè)量室內(nèi)的參數(shù)，并進(jìn)行呼吸和蒸騰的計(jì)算。專用傳感器（未顯示）測(cè)量環(huán)境空氣溫度和濕度以及空氣壓力。
原文：Hans B., Andreas G., Saengdao B., et al. Strong emissions of carbon dioxide and water vapour by Sapria himalayana Griff. (Rafflesiaceae): waste or necessity in a cool flower?[J]. Taiwania, 2022, 67(2): 201?210.
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