AgriPheno訂閱號專注于持續(xù)更新植物生理生態(tài)、植物表型組學和基因組學、基因分型、智能化育種及應用、激光雷達探測技術及數據分析等領域，國內外最新資訊、戰(zhàn)略與政策導讀。本文節(jié)選了2023年4-6月推送的代表性文章，以供大家參閱。

植物根系研究

? 根系磷酸酶是一種競爭型根系功能屬性

最近，西北工業(yè)大學生態(tài)環(huán)境學院郝占慶教授團隊，以秦嶺南坡皇冠森林動態(tài)樣地的21種共存物種為研究對象，探究了根系磷酸酶活性在根序級間的變化規(guī)律及其與根系功能屬性、葉片和土壤養(yǎng)分含量的相關關系。

? Plant Soil：草地生態(tài)系統(tǒng)地下功能屬性及其生態(tài)系統(tǒng)功能沿干旱梯度的變化規(guī)律

本研究聚焦溫帶草地生態(tài)系統(tǒng)地下功能屬性和生態(tài)系統(tǒng)功能沿干旱梯度的變化規(guī)律，基于文獻調研，挖掘了與干旱梯度上植被突變相關的地下器官效應屬性。研究結果表明，地下功能屬性有助于認識環(huán)境變化下生態(tài)系統(tǒng)功能的轉變機制。

? 我國西南喀斯特地區(qū)兩種植被類型的細根周轉速率、活生物量和死生物量的空間變異規(guī)律

本研究以喀斯特灌叢和森林為研究對象，在上、中、下三個坡位建立觀測樣地，采用連續(xù)土鉆法和內生長土芯法測定兩種植被的細根周轉速率、生產力、活生物量、死生物量、活生物量/死生物量比，同時測定細根碳氮含量、土壤總氮、可利用氮、總磷、可利用磷。結果表明，坡位顯著影響細根生產力和活生物量，植被類型顯著影響活生物量/死生物量比；細根養(yǎng)分含量和細根養(yǎng)分含量與土壤養(yǎng)分含量的交互效應可用于解釋細根周轉速率及其相關功能屬性的空間變異規(guī)律。

植物表型研究方法/方案

? 基于圖像的水稻全生育期表型數據獲取與解析策略

2023年6月，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所作物表型組學研究中心和華中農業(yè)大學楊萬能團隊在Plant Phenomics雜志上聯合發(fā)表了題為“A Strategy for the Acquisition and Analysis of Image-Based Phenome in Rice during the Whole Growth Period”的研究論文。該文通過高通量可見光成像平臺對水稻全生育期圖像進行獲取，提出一種基于圖像的水稻全生育期時空表型組獲取及解析策略，并對獲取得到的時空多維度表型性狀信息進行解讀分析，挖掘表型和基因型之間的關聯。

? Phenomenon：植物離體培養(yǎng)表型的原位監(jiān)測系統(tǒng)

本研究設計了一種低成本自動化表型系統(tǒng)(名為Phenomenon), 該系統(tǒng)適用于在多層培養(yǎng)架中直接獲取無菌狀態(tài)下植物離體培養(yǎng)物的表型數據。

? Corn360：一種便攜式低成本的玉米籽粒高通量分析方法

本研究展示了一種名為Corn360的便攜式、使用簡單、低成本的全景成像捕捉系統(tǒng)，使用免費軟件進行圖像分析，以表征玉米穗的總粒數和不同模式的粒數。

新觀點/新技術

? PBJ：作物通用型、高效可視化單倍體鑒別系統(tǒng)—RUBY

本文介紹了研究團隊首次將甜菜紅素標記，用于玉米和番茄單倍體的高效鑒別，為玉米和番茄單倍體生產提供了有力工具，為跨作物單倍體鑒別體系創(chuàng)建提供了重要借鑒。

? Nature Plants：大麻素生物合成的平行進化，翻開大麻素研究新篇章

本文介紹了研究團隊在菊科植物蠟菊(Helichrysum umbraculigerum)中發(fā)現了大麻素生物合成的獨立進化的證據，蠟菊可產生大麻型大麻素（例如，4.3%的大麻酚酸）。這一發(fā)現提供了一套可供選擇的酶系統(tǒng)，這將拓展合成生物學的工具箱，供研究人員操縱大麻素生物合成途徑用于藥物發(fā)現。

? Plant Commun.: CRISPR/Cas9介導的水稻OsHPPD基因3'-UTR編輯創(chuàng)制水稻除草劑抗性新種質

本研究利用CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12a基因編輯系統(tǒng)對水稻HPPD抑制劑抗性基因OsHPPD的3’-UTR進行基因編輯，創(chuàng)造了水稻HPPD抑制性除草劑抗性新種質材料，且沒有產生其他農藝性狀的不利影響。

? PNAS：雜草可通過群體中已存在的遺傳變異獲得除草劑抗性，我們該如何可持續(xù)的使用除草劑？

本研究通過組裝大穗看麥娘( Alopecurus myosuroides )高質量參考基因組、分析已知抗除草劑等位基因變異以前向時間算法模擬發(fā)現TSR可能主要是由群體中已存在遺傳變異引起的，而新的突變只起次要作用，此外TSR的出現很可能早于除草劑的應用。這對于雜草防治和除草劑的可持續(xù)利用具有積極的指導意義。

生物技術/育種技術

? Nature│中國科研團隊通過基因編輯獲得具有廣譜抗病性且穩(wěn)產的水稻株系

2023年6月14日，Nature發(fā)表了華中農業(yè)大學李國田教授團隊牽頭完成的題為“Genome editing of a rice CDP-DAG synthase confers multipathogen resistance”的研究論文，該團隊通過篩選病變模擬突變體(LMM)克隆到了“RBL1”廣譜抗病基因，此突變體具有廣譜抗病性但會造成嚴重減產。

? Plant Communications：防范轉基因花粉擴撒——花粉自清除CRISPR/Cas系統(tǒng)(PSEC)的開發(fā)

本研究中研究團隊開發(fā)了一種花粉自清除CRISPR/Cas (PSEC)靶向多個生長調節(jié)因子-GRF，通過引入花粉特異表達的能量耗竭元件，成功實現了含有PSEC元件的單倍體花粉不育，導致玉米植株世代穩(wěn)定維持PSEC元件半合子雜合體，PSEC僅能通過雌性配子體向下一代遺傳。

? PBJ：玉米廣譜抗性新基因ZmNANMT，豐富了玉米遺傳育種的抗病基因庫

本文介紹了研究團隊發(fā)現玉米中一個新的感病基因ZmNANMT，通過基因編輯ZmNANMT提高了玉米對多種病害的廣譜抗性，并且不影響玉米其他重要農藝性狀。

? Nature Genetics新發(fā)現：新型激酶融合蛋白為小麥抗病貢獻力量，豐富小麥育種抗病基因庫

與作物野生近緣種相比，馴化和作物改良大大降低了遺傳多樣性。本研究中，研究團隊的工作證明了作物野生近緣種作為多樣化非經典R基因庫的來源對于抗性育種和全球糧食安全的重要性。

? PBJ：大豆新型多效性基因TOE4b，調控光周期介導的開花和單株產量

本研究中，研究團隊利用全基因組關聯分析（GWAS）的方法鑒定到了一個調節(jié)大豆光周期介導的開花的主效基因TOE4b，該基因屬于AP2/ERF家族，TOE4b通過與FT2a和FT5a的啟動子的結合來抑制開花。

? 新基因：水稻穗型調控和稻曲病抗性相關新基因SPR9，在未來育種應用中潛力巨大

本研究基于突變體圖位克隆了一個調控水稻花序展開的新基因SPR9，該基因編碼一個60S核糖體蛋白，同時影響水稻稻曲病抗性。該基因在水稻抗稻曲病和穗型改良育種方面有很好應用前景。

? PNAS新發(fā)現：中國科學家發(fā)現大豆新型光信號調控因子GmEID1，在大豆的生態(tài)區(qū)適應性和產量改良方面潛力巨大

本文介紹了研究團隊發(fā)現大豆GmEID1蛋白作為連接E3/E4感知的光信號和生物鐘夜間復合物（EC）的橋梁，參與調控大豆開花抑制因子E1基因表達。此外，研究發(fā)現GmEID1可作為調節(jié)大豆開花時間的目標位點，在通過基因編輯和常規(guī)育種改良大豆的生態(tài)區(qū)適應性和產量方面有很大的潛力。。

植物生理生態(tài)研究

? Cell Reports：CND1在維持植物核和葉綠體基因組穩(wěn)定性中的雙重作用

該研究發(fā)現了植物葉綠體和細胞核基因組穩(wěn)態(tài)的雙重調控蛋白CND1，揭示了葉綠體和細胞核基因組穩(wěn)態(tài)維持的協同調控新機制。

? 光調控淺光休眠煙草種子萌發(fā)及萌發(fā)后發(fā)育的系統(tǒng)分析

本文以淺光休眠煙草種子為材料，比較了光照和黑暗下萌發(fā)種子的表型，并通過整合轉錄組學和蛋白質組學數據，系統(tǒng)地分析了淺光休眠煙草種子萌發(fā)及萌發(fā)后發(fā)育過程中光調控機制及其調控網絡。。

? “泰褲辣”！WALZ發(fā)布多款PAM的新版軟件！

2023年4月底，德國WALZ公司在其官網Download頁面更新了多款PAM的新版軟件，涉及了大部分現在在售調制葉綠素熒光儀型號。下面小編將帶領大家簡要盤點，方便各位老師和同學快速Get PAM軟件升級。

? 廣州中醫(yī)藥大學藥用植物生理生態(tài)研究所發(fā)現光系統(tǒng)修復因子HHL1參與非光化學淬滅調控

2023年4月5日，廣州中醫(yī)藥大學藥用植物生理生態(tài)研究所王宏斌/靳紅磊教授團隊在Journal of Biological Chemistry在線發(fā)表了題為 “HHL1 and SOQ1 synergistically regulate non-photochemical quenching in Arabidopsis”的研究論文，該研究揭示了光系統(tǒng)修復因子（HYPERSENSITIVE TO HIGH LIGHT, HHL1）參與NPQ介導的光保護調控機制。

? Nature Plants：Sigma因子SIG5整合擬南芥響應低溫和晝夜節(jié)律信號

Dora L. Cano-Ramirez等人發(fā)表在Nature Plants上的最新研究成果確定了SIG5在植物對低溫條件的響應中的新作用。研究發(fā)現，在擬南芥中，控制葉綠體轉錄的核編碼sigma因子（SIG5）有助于適應低溫條件。

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