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。近期的科研動態(tài)包括STN7激酶激活的非依賴光途徑、CRISPR/Cas9改變水稻光合作用、光合海蛞蝓的光保護機制、糖原合成在光合作用中的作用、X光根系分析系統(tǒng)、種子篩選、花粉活力分析儀在洋蔥花粉檢測中的應(yīng)用等。
本研究提出了在暗冷條件下激活STN7激酶的一種新的不依賴光的途徑。研究結(jié)果表明，葉綠體硫氧還蛋白系統(tǒng)的活性與光合作用復(fù)合物的重組之間存在直接聯(lián)系。這一途徑涉及 OPPP、NTRC的激活，以及隨后導(dǎo)致PQ庫還原和STN7激酶激活的代謝變化。這項研究為了解光合作用在無光和寒冷等脅迫條件下的調(diào)控機制提供了新的視角?；铙w原位葉綠素熒光測量通過雙通道熒光儀DUAL-PAM-100完成。
原文： Krysiak, M., W?grzyn, A., Kowalewska, ?, et al. Light-independent pathway of STN7 kinase activation under low temperature stress in runner bean (Phaseolus coccineus L)[J]. BMC Plant Biology, 24, 513 (2024).
·Science Advances：研究團隊首次使用CRISPR/Cas9改變水稻光合作用
2024年6月7日，Science Advances在線發(fā)表美國加州大學伯克利分校植物與微生物生物學系Krishna K. Niyogi課題組題為"Multiplexed CRISPR-Cas9 mutagenesis of rice PSBS1noncoding sequences for transgene-free overexpression"的最新研究論文。報道了研究小組通過CRISPR/Cas9工具編輯植物中自然存在的參與光保護過程的基因來改變光合作用。其中葉綠素熒光的測量通過葉綠素熒光成像系統(tǒng)MAXI-IMAING-PAM完成。
原文：Dhruv Patel-Tupper, et al. Multiplexed CRISPR-Cas9 mutagenesis of rice PSBS1 noncoding sequences for transgene-free overexpression[J]. Science Advances, 2024, 10, eadm7452. DOI:10.1126/sciadv.adm7452.
在神奇的自然界中，有些動物也能夠利用光合作用為自己提供能量。海蛞蝓，這種小型海洋生物，正是通過盜取藻類中的葉綠體來實現(xiàn)光合作用的。但是，當它們面臨強光脅迫時，這些“太陽能驅(qū)動”的生物又是如何保護自己的呢？今天，我們要介紹的是一項突破性的研究，利用Imaging-PAM技術(shù)，為我們揭示了海蛞蝓在光合作用中的光保護機制。這項發(fā)表在Physiologia Plantarum上的研究，由葡萄牙阿威羅大學的 Luca Morelli 等人完成。研究中，科學家們使用Imaging-PAM來監(jiān)測海蛞蝓在不同光照條件下的光系統(tǒng)II（PSII）量子產(chǎn)率和非光化學猝滅（NPQ）。
原文：Morelli, L., Havurinne, V., Madeira, et al. Photoprotective mechanisms in Elysia species hosting Acetabularia chloroplasts shed light on host-donor compatibility in photosynthetic sea slugs[J]. Physiologia Plantarum 2024, 176(2), e14273.
·新發(fā)現(xiàn)：有機染料可提高藻類光譜吸收效率
在追求綠色能源和可持續(xù)生態(tài)的今天，微藻生物技術(shù)以其獨特的光合作用能力，成為研究的熱點。南非德班理工大學的研究人員在最新研究中取得重要成果。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，使用有機染料轉(zhuǎn)換光譜，竟然能夠顯著提高萊茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的生長和代謝物生物合成。在實驗中，研究人員選用了羅丹明 8G（R8G）、熒光素黃（LY）和熒光素紅（LR）這三種有機染料，溶解于甲醇后加入光生物反應(yīng)器，再將萊茵衣藻接種進去，于不同光照條件下培養(yǎng)。這里不得不提到關(guān)鍵的測量工具——雙通道調(diào)制葉綠素熒光儀DUAL-PAM-100，通過它對萊茵衣藻光合作用性能的精準測量，包括光化學能量利用效率（Y（II））、調(diào)節(jié)性能量耗散（Y（NPQ））和非調(diào)節(jié)性能量耗散（Y（NO））等，研究人員還對萊茵衣藻的生長、代謝物含量和基因表達等進行了全面檢測。
生長在Reptistar T8 UV-a和UV-b熒光燈管下的萊茵衣藻對照(control .)、Lumogen Red (LR)、Lumogen Yellow (LY)和Rhodamine 8G (R8G)的生理參數(shù)，(a)光化學能利用[Y(II)]， (b)調(diào)節(jié)性能耗散[Y(NPQ)]， (c)非調(diào)節(jié)性能耗散[Y(NO)]。數(shù)據(jù)表示為平均值±SEM (n = 3)
原文：Ramanna, L., Nasr, M., Rawat, I., et al. Enhancing Chlamydomonas reinhardtii growth and metabolite biosynthesis using organic dyes as spectral converters[J]. Journal of Applied Phycology (2024). https://doi.org/10.1007/s10811-024-03238-6.
·藍藻的“能量緩沖”：糖原合成在光合作用中的關(guān)鍵角色
2024年5月6日，New Phytologist在線發(fā)表芬蘭圖爾庫大學與西班牙塞維利亞大學聯(lián)合署名標題為Glycogen synthesis prevents metabolic imbalance and disruption of photosynthetic electron transport from photosystem II during transition to photomixotrophy in Synechocystis sp. PCC 6803的研究論文。文章旨在探討糖原在光自養(yǎng)生長向光混合營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)換過程中的生理和代謝作用，以及糖原合成對光合作用電子傳遞鏈的影響。在本研究中，葉綠素熒光及NADPH熒光測量由雙通道熒光儀DUAL-PAM-100組合NADPH/9-AA模塊完成；PC，P700，F(xiàn)d的氧化還原變化通過四通道動態(tài)LED陣列近紅外光譜儀完成。
WT、?PGM 和 ?AGP Synechocystis 菌株在光自養(yǎng)和添加葡萄糖 30 分鐘后的 NAD(P)H 熒光。
原文：Ortega-Martínez, P., et al. Glycogen synthesis prevents metabolic imbalance and disruption of photosynthetic electron transport from photosystem II during transition to photomixotrophy in Synechocystis sp. PCC 6803[J]. New Phytologist (2024).
·X光根系分析系統(tǒng)RootViz FS：植物根系的“透視眼”
在追求綠色、高效、智能的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)時代，我們?nèi)绾胃钊氲亓私庵参锔档纳L奧秘？如何為作物栽培和育種提供強有力的技術(shù)支持？答案或許就藏在今天我們要介紹的這款革命性產(chǎn)品——X光根系分析系統(tǒng)RootViz FS中。RootViz FS，不僅僅是一套設(shè)備，更是植物根系研究的“透視眼”。它通過X光掃描成像分析，對盆栽植物的根系進行非破壞性的原位成像分析。想象一下，只需短短幾分鐘，你就能獲得植物根系的立體X光照片，全方位觀察根系的每一個細節(jié)。
·NC新發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)PB1蛋白促進光系統(tǒng)II組裝
2024年4月10日，Nature Communications在線發(fā)表上海師范大學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)的葉綠素熒光成像和P700氧化還原差示吸收通過MAXI-IMAGING-PAM和DUAL-PAM-100完成。
原文：Zhang, L., Ruan, J., Gao, F., et al. Thylakoid protein FPB1 synergistically cooperates with PAM68 to promote CP47 biogenesis and Photosystem II assembly[J]. Nature Communications, 15, 3122 (2024).
·革新種子篩選技術(shù)：精準鑒別活力，提升作物產(chǎn)量
中國農(nóng)業(yè)大學種子科學與生物技術(shù)學院的科研團隊在種子活力鑒別領(lǐng)域取得了重大突破，通過采用氧氣消耗技術(shù)和頂空氣相色譜-離子遷移譜技術(shù)，成功實現(xiàn)了對單個種子活力的精準鑒別。該科研團隊的氧氣消耗技術(shù)通過測量種子在特定時間內(nèi)的氧氣消耗量，可以反映種子的呼吸特性，從而鑒別其活力。試驗結(jié)果顯示，活力種子與非活力種子在氧氣消耗量上存在顯著差異。該技術(shù)不僅適用于甜玉米種子，還成功應(yīng)用于辣椒和小麥種子的活力鑒別。此外，團隊還創(chuàng)新性地提出了Qt這一新變量，用于縮短氧氣消耗量的測量過程，并證實其與單個種子活力密切相關(guān)。
Q2(氧傳感器)參數(shù)與種子活力(A、B和C)的Pearson相關(guān)矩陣，鮮活和失活辣椒(D)、甜玉米(E)和小麥(F)種子最終耗氧量(Q120)值的散點圖，以及使用Q120值(G、H和I)在測試集中預(yù)測結(jié)果的混淆矩陣。每列代表一種作物，即辣椒、甜玉米和小麥。IMT：代謝時間增加；OMR：氧代謝率；COP：臨界氧壓；RGT：相對發(fā)芽時間。
原文：TU Ke-ling, YIN Yu-lin, YANG Li-ming, et al. Discrimination of individual seed viability by using the oxygen consumption technique and headspace-gas chromatography-ion mobility spectrometry[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2023, 22(3): 727–737.
·Ampha Z40/P20花粉活力分析儀在洋蔥花粉檢測中的應(yīng)用
洋蔥花粉質(zhì)量直接關(guān)系到洋蔥的繁殖、遺傳改良以及最終的產(chǎn)量和品質(zhì)。高質(zhì)量的花粉質(zhì)量可提高洋蔥的繁殖效率、保持洋蔥品種的優(yōu)良特性、促進果實的形成和發(fā)育、從而增加洋蔥的產(chǎn)量，同時也有助于育種者更有效地培育出具有優(yōu)良性狀的新品種，推動洋蔥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。在育種過程中及早識別和了解有效的授粉株系，不僅可以簡化育種工作，還可以為后續(xù)的生產(chǎn)研究和種子生產(chǎn)節(jié)省時間和資源。作為一種兩年生作物，洋蔥的育種和制種是一個相對漫長的過程，其繁殖效率的提高有助于保證洋蔥的種群數(shù)量和遺傳多樣性，為后續(xù)的種植和育種工作提供充足的種源。花粉活力分析儀Ampha Z40/P20配合洋蔥專用芯片，可以在不到一分鐘的時間內(nèi)檢測并獲得花粉質(zhì)量和花粉數(shù)量結(jié)果，應(yīng)用于對眾多品系進行以快速、系統(tǒng)地篩選，可顯著提高洋蔥育種和種子生產(chǎn)的效率。。
