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澤泉快訊近期科研動態(tài)匯總(2024年4-6月)
日期:2024-07-03 11:01:00

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。

·低溫脅迫下紅花菜豆中STN7激酶激活的非依賴光途徑

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?zé)晒鉁y量通過雙通道熒光儀DUAL-PAM-100完成。

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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(xué)伯克利分校植物與微生物生物學(xué)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?zé)晒獾臏y量通過葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)MAXI-IMAING-PAM完成。

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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.

·光合海蛞蝓的光保護機制揭示宿主和寄主的相容性

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(dāng)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(xué)的 Luca Morelli 等人完成。研究中,科學(xué)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(xué)猝滅(NPQ)。

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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(xué)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?zé)晒鈨xDUAL-PAM-100,通過它對萊茵衣藻光合作用性能的精準(zhǔn)測量,包括光化學(xué)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。

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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(xué)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(lán)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(xué)與西班牙塞維利亞大學(xué)聯(lián)合署名標(biāo)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?zé)晒饧癗ADPH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。

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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(xì)節(jié)。

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·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(xué)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?zé)晒獬上窈蚉700氧化還原差示吸收通過MAXI-IMAGING-PAM和DUAL-PAM-100完成。

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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(zhǔn)鑒別活力,提升作物產(chǎn)量

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)種子科學(xué)與生物技術(shù)學(xué)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(zhǔn)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)。

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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?;ǚ刍盍Ψ治鰞xAmpha 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。。

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