作为科技型企业，918博天堂(中国)科技一直洞悉科研脉搏，走在行业前沿，想知道业内有哪些研究成果，您可以在科研动态版块一窥究竟。近期科研动态包括高光谱成像技术应用、苜蓿盐碱胁迫耐受分子机制、非光化学淬灭、AI技术、光保护机制、叶绿体生物合成等。
·利用高光谱成像技术评估微波预处理芥菜籽可机械提取油的成分和含量
芥菜（Brassica juncea）是一种营养丰富的作物，其籽粒富含矿物质和高品质食用油。然而，芥菜籽油的需求与供应之间存在差距。为了提高芥菜籽的出油率，研究人员采用了微波预处理芥菜籽的方法，并结合可见-近红外-短波红外高光谱成像（Vis-NIR-SWIR HSI）技术来评估其效果。
原文：Rajendra Hamad, Subir Kumar Chakraborty. A chemometric approach to assess the oil composition and content of microwave-treated mustard (Brassica juncea) seeds using Vis–NIR–SWIR hyperspectral imaging[J]. Scientific Reports, 2024, 14: 15643.
·Plant Journal：MsMIOX2基因在苜蓿盐碱胁迫耐受中的作用及分子机制
近期，The Plant Journal在线发表了哈尔滨师范大学郭长虹教授团队题为 “MsMIOX2, encoding a MsbZIP53-activated myo-inositol oxygenase, enhances saline-alkali stress tolerance by regulating cell wall pectin and hemicellulose biosynthesis in alfalfa”的研究论文。本研究旨在阐明盐碱胁迫下MsMIOX2 对细胞壁果胶和半纤维素生物合成的影响，并确定调控 MsMIOX2 的上游转录因子。研究中，苜蓿光合作用相关的叶绿素荧光参数通过便携式光合仪GFS-3000以及叶绿素荧光成像系统IMAGING-PAM完成。
原文：Guo W, Chen J, Liu L, et al. MsMIOX2, encoding a MsbZIP53‐activated myo‐inositol oxygenase, enhances saline–alkali stress tolerance by regulating cell wall pectin and hemicellulose biosynthesis in alfalfa[J]. The Plant Journal, 2024.
·PNAS：激子湮灭自由瞬态吸收研究揭示非光化学淬灭中叶绿素到玉米黄质的能量转移
非光化学淬灭(NPQ)减轻放氧光合作用固有的光氧化损伤。尽管长期以来人们都知道玉米黄质和叶黄素以某种方式参与淬灭激发的叶绿素。然而，这种光保护的生物物理机制仍然存在争议。使用基因编辑的本氏烟草NPQ 突变体和无湮灭瞬态吸收光谱，该研究直接观察到玉米黄质而不是叶黄素在激发能转移和随后激活的叶绿素淬灭中的作用。通过分离高阶非线性信号，该研究还验证了NPQ与激子扩散长度之间的关系，将我们对陆地植物NPQ的基本理解与类囊体膜中的激子动力学联系起来。研究使用MAXI-Imaging-PAM(WALZ)脉冲振幅调制叶绿素荧光成像系统在室温下对植物进行全株和/或叶片打孔叶绿素荧光表型测量来鉴定目标直系同源物的CRISPR/Cas9 敲除。
原文：Lee T Y, Lam L, Patel-Tupper D, et al. Chlorophyll to zeaxanthin energy transfer in nonphotochemical quenching: An exciton annihilation-free transient absorption study[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024, 121(42): e2411620121.
·利用高光谱成像和AI技术评估砧木对整株葡萄光合作用的影响
近期，一项发表于Frontiers in Plant Science的研究通过高光谱成像结合人工智能（AI），为预测整株葡萄的光合特性带来了新的见解。该研究选用‘Marquette’葡萄作为接穗嫁接在 5 种不同砧木和自身砧木上作为实验材料，通过光合仪测量葡萄叶片的光合参数（Vcmax和Jmax），同时使用SPECIM IQ高光谱相机收集冠层反射数据来预测光合参数。该研究强调了选择合适砧木对提高葡萄园应对气候变化能力的重要性，同时展示了利用AI算法验证高光谱遥感进行无损、高效监测的潜力。
原文：Sharma P, Thilakarathna I, Fennell A. Hyperspectral imaging and artificial intelligence enhance remote phenotyping of grapevine rootstock influence on whole vine photosynthesis[J]. Frontiers in Plant Science, 2024, 15: 1409821.
·ENVIRON EXP BOT：解析牧豆树胁迫耐受机制，培育逆境韧性作物
牧豆树（Prosopis cineraria）是沙漠生态系统中的优势豆科树种，对高温、干旱等非生物胁迫具有高度耐受性，是研究植物抗逆性的良好材料。2024年10月9日，Environmental and Experimental Botany在线发表了阿联酋大学Sasi S等题为Learning from the desert legume tree, Prosopis cineraria to develop stress-tolerant crops的研究文章。该研究通过对牧豆树热激蛋白基因 PcHsp18.2 的启动子和终止子进行分析和功能验证，探讨了其在提高作物抗逆性方面的应用潜力。研究中，用Ampha Z32花粉活力分析仪（瑞士Amphasys AG）分析花粉活力，用花粉萌发培养基培养花粉，分析花粉萌发率。
原文：Sasi S, Krishnan S, Kodackattumannil P, et al. Learning from the desert legume tree, Prosopis cineraria to develop stress-tolerant crops[J]. Environmental and Experimental Botany, 2024, 228: 106003.
·Dual-PAM-100│耐高光藻类的光保护机制可以不依赖NPQ
本研究证明了NPQ不是抵抗HL条件下过量光照的必要条件，并且在长时间暴露于HL强度的条件下，最小化PSII-LHCII吸收截面和ROS产生，同时最大化抗氧化剂活性，已被选为减少光抑制的最成功策略。研究中，小球藻光合电子传递速率，NPQ和P700氧化还原均通过双通道调制叶绿素荧光仪Dual-PAM-100测量完成。
原文：Levin G., et al. Processes independent of nonphotochemical quenching protect a high-light-tolerant desert alga from oxidative stress[J]. Plant Physiology, 2024, kiae608.
·Plant Soil：利用高光谱成像评估小麦对土壤酸化和石灰施用的响应
本研究利用温室高通量自动化平台和高光谱成像设施，评估了酸性土壤和施石灰土壤中小麦植株高光谱数据的差异，旨在探究高光谱成像是否能准确测量小麦对土壤酸化及通过施石灰进行修复的响应。研究中用LemnaTec 3D Scanalyzer高通量成像系统搭载的高光谱相机（FX10和SWIR，芬兰SPECIM）对整株小麦进行高光谱成像，获取可见光和近红外（VNIR，400-1000nm）及短波红外（SWIR，1000-2600nm）光谱数据。
原文：Hume, R., Marschner, P., Mason, S., et al. Assessing wheat responses to soil acidification and liming using hyperspectral imaging[J]. Plant Soil (2024).
·Nature Communications：HOT3/eIF5B1调控光合作用相关核基因以促进叶绿体生物合成
本研究发现，HOT3/eIF5B在植物发育的两个阶段中促进翻译起始到延伸的过渡，其功能丧失导致核糖体在起始位点停滞，影响特定基因的翻译效率和蛋白丰度，进而影响叶绿体功能和光合作用。研究还揭示了Kozak序列与eIF5B介导的翻译起始到延伸过渡之间的联系，以及HOT3/eIF5B1如何通过细胞质翻译起始促进叶绿体生物合成和优化光合作用。使用GFS-3000光合仪和DUAL-PAM-100双通道叶绿素荧光仪及联用叶室3010-DUAL测量拟南芥的光合活性，用于评估野生型和突变体拟南芥叶片叶绿体功能之间光合作用效率的差异。
原文：Hang, R., et al. HOT3/eIF5B1 confers Kozak motif-dependent translational control of photosynthesis-associated nuclear genes for chloroplast biogenesis[J]. Nature communications, 2024, 15(1): 9878.
·利用无人机和高光谱成像技术对泥炭藓进行鉴别及植被建模
近期，一项发表于International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation的研究，探讨了利用多源、多尺度高光谱成像技术，建立泥炭藓光谱库，用于图像分类，以探讨其在模拟优势泥炭藓分布方面的潜力和局限性；同时研究水文条件对分类的空间变化影响，为泥炭地监测提供更全面的理解，并揭示可能需要的水文校正因素。研究中，使用推扫式相机Specim IQ（芬兰SPECIM）对32个植被地块采集了400-1000nm的高光谱图像，并使用Specim AFX 10（芬兰SPECIM）在约100m的高度获取无人机高光谱图像。
原文：Franziska W., Sandra L., Pasi K., et al. UAV and field hyperspectral imaging for Sphagnum discrimination and vegetation modelling in Finnish aapa mires[J]. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2024, 134: 104201.
·Current Biology：酶活性的代谢物水平调控控制着蓝藻从代谢休眠中的苏醒
2024年12月2日，德国图宾根大学Sofía Doello等人在Current Biology (IF=8.1)杂志在线发表题为Metabolite-level regulation of enzymatic activity controls awakening of cyanobacteria from metabolic dormancy的研究论文，文章研究了蓝藻葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)的调控机制，发现G6PDH的不活化主要是由于抑制性代谢物(如ATP、柠檬酸和草酰乙酸)的积累。研究中，蓝藻P700、铁氧还蛋白Fd和NAD(P)氧化/还原的测定通过四通道动态LED阵列近红外光谱仪完成。
原文：Sofía D., Jakob S., Nathan von M., et al. Metabolite-level regulation of enzymatic activity controls awakening of cyanobacteria from metabolic dormancy[J]. Current Biology, 2024, 35: 1-10.
·利用PhenoPlate研究光合作用与光强和温度之间的关系
Phenoplate方法集成了Maxi-Imaging-PAM和热循环仪，可在叶绿素a荧光测量之前、期间和之后对温度进行快速动态控制。它可以在动态控制的热环境中同时评估多达384个样品的光系统II效率(Y(II))和非光化学淬灭(NPQ)。在本文中，我们展示了如何利用这一简单的系统来详细描述光合作用&光强&温度之间在电子转移率(ETR)和非光化学淬灭(NPQ)方面的关系。
·New Phytologist：光合作用关键酶Rubisco活性重塑研究取得重要进展
本文通过实验研究了Rca和CbbYA/B在拟南芥中的功能相互作用，并通过突变体和过表达株系来探索这些组分在维持光合作用中的作用研究中，使用GFS-3000光合仪搭配拟南芥叶室3010-A测量拟南芥野生型和突变体的CO2同化速率等气体交换参数。使用DUAL-PAM-100测量拟南芥野生型和突变体Chla荧光和P700氧化还原参数。通过德国WALZ的HEXAGON-IMAGING-PAM蜂巢矩阵叶绿素荧光成像系统与Eppendorf的恒温混匀仪THERMOMIXER COMFORT组合同步测量24个拟南芥离体叶片的诱导曲线。
原文：Viviana Pasch, Dario Leister, Thilo Rühle. Synergistic role of Rubisco inhibitor release and degradation in photosynthesis[J]. New Phytologist (2024).
·中国农科院周文彬课题组在水稻RuBisCO遗传改造研究中取得重要进展
2024年12月4日，Plant Biotechnology Journal (IF.10.1)在线发表中国农业科学院作物科学研究所周文彬研究员课题组标题为Genetic engineering of RuBisCO by multiplex CRISPR editing small subunits in rice的研究论文。本研究的研究结果生成了一个具有遗传多样性的突变库，这为揭示水稻中RuBisCO的机制提供了宝贵的资源和全新的见解。研究中，野生型和rbcs突变体水稻光系统I和光系统II叶绿素荧光光响应曲线通过DUAL-PAM-100双通道叶绿素荧光仪完成
原文：Zhou Y., Shi L., Li X., et al. Genetic engineering of RuBisCO by multiplex CRISPR editing small subunits in rice[J]. Plant Biotechnology Journal (2024).
·Nature最新研究发现植物光敏色素是硅藻在深海感知深度的“眼睛”
法国国家科学研究中心和索邦大学的科学家通过研究浮游植物硅藻的光感知过程，发现微藻使用编入其基因组的光变化传感器：植物光敏色素，能够探测水体中光谱的变化，从而提供它们在水体中垂直位置的信息。这项研究发表在2024年12月18日的《自然》杂志上，为浮游植物探测光并对光做出反应，从而在环境中找到方向的机制提供了新的启示。它还强调了在实验室和自然环境中采用综合方法对于了解海洋生态系统的复杂动态和生物适应环境变化的能力的重要性。
原文：Duchêne, C., Bouly, JP., Pierella Karlusich, J.J. et al. Diatom phytochromes integrate the underwater light spectrum to sense depth[J]. Nature (2024).
·利用高光谱成像技术和聚类分析方法评估受感染胡萝卜植株性状差异
本研究使用以“Nairobi” (Bejo Seeds, Oceano, CA, USA)胡萝卜种子和Phelipance aegyptiaca 和O. crenata 列当种子分别为寄主材料和寄生材料，使用地面高光谱相机（Specim IQ，奥卢，芬兰）进行成像，获取400-1000nm的光谱数据，采用聚类分层聚类法分析数据，以区分与受感染的胡萝卜像素相关且独特的光谱模式与不相关的模式。本研究提出的方法为进一步研究各种作物物种中的列当检测以及其他植物胁迫因素铺平了道路。
原文：G. Atsmon, A. Pourreza, Y. Kamiya, et al. Clustering symptomatic pixels in broomrape-infected carrots facilitates targeted evaluations of alterations in host primary plant traits[J]. Computers and Electronics in Agriculture, 2024, 220: 108893.
·Implexx茎流传感器助力揭示猕猴桃衰退综合症之谜
近日，一项关于猕猴桃衰退综合症（KiDS）的研究在Horticulturae上发表，该研究借助了Implexx茎流传感器这一高科技工具，为解析猕猴桃产业的这一顽疾提供了新的视角和强有力的数据支持。此次研究的成果不仅限于对KiDS发病机制的初步揭示，更重要的是，它展示了Implexx茎流传感器在农业科研中的巨大潜力。
原文：Mandalà, C., Monaco, S., Nari, L., et al. Xylem Hydraulic Conductance Role in Kiwifruit Decline Syndrome Occurrence[J]. Horticulturae, 2024, 10, 392.
·Marine Pollution Bulletin：缺氧海草叶片环境是毒素产生和一氧化二氮排放的潜在热点
2024年12月17日，丹麦哥本哈根大学Qingfeng Zhang等在Marine Pollution Bulletin在线发表题为“Anoxic seagrass leaf environments as potential hotspots for toxin production and N2O emission”的研究论文。该论文聚焦海草叶片附生生物膜在缺氧环境下的化学过程，通过实验揭示其对海草健康和生态功能的影响，为保护海草生态系统提供重要依据。研究中通过德国PyroScience的光纤氧传感器FireSting-GO2测量海草（大叶藻）叶片附生生物膜内的氧气。
原文：Qingfeng Zhang, Michael Kühl, Kasper Elgetti Brodersen. Anoxic seagrass leaf environments as potential hotspots for toxin production and N2O emission[J]. Marine Pollution Bulletin, 2024, 209: 117113.
