AgriPheno訂閱號(hào)專注于持續(xù)更新植物生理生態(tài)、植物表型組學(xué)和基因組學(xué)、基因分型、智能化育種及應(yīng)用、激光雷達(dá)探測(cè)技術(shù)及數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外最新資訊、戰(zhàn)略與政策導(dǎo)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(jìng)爭(zhēng)型根系功能屬性

最近，西北工業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院郝占慶教授團(tuán)隊(duì)，以秦嶺南坡皇冠森林動(dòng)態(tài)樣地的21種共存物種為研究對(duì)象，探究了根系磷酸酶活性在根序級(jí)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(guān)關(guān)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(xiàn)調(diào)研，挖掘了與干旱梯度上植被突變相關(guān)的地下器官效應(yīng)屬性。研究結(jié)果表明，地下功能屬性有助于認(rèn)識(shí)環(huán)境變化下生態(tài)系統(tǒng)功能的轉(zhuǎn)變機(jī)制。

? 我國(guó)西南喀斯特地區(qū)兩種植被類型的細(xì)根周轉(zhuǎn)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(duì)象，在上、中、下三個(gè)坡位建立觀測(cè)樣地，采用連續(xù)土鉆法和內(nèi)生長(zhǎng)土芯法測(cè)定兩種植被的細(xì)根周轉(zhuǎn)速率、生產(chǎn)力、活生物量、死生物量、活生物量/死生物量比，同時(shí)測(cè)定細(xì)根碳氮含量、土壤總氮、可利用氮、總磷、可利用磷。結(jié)果表明，坡位顯著影響細(xì)根生產(chǎn)力和活生物量，植被類型顯著影響活生物量/死生物量比；細(xì)根養(yǎng)分含量和細(xì)根養(yǎng)分含量與土壤養(yǎng)分含量的交互效應(yīng)可用于解釋細(xì)根周轉(zhuǎn)速率及其相關(guān)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(shù)據(jù)獲取與解析策略

2023年6月，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所作物表型組學(xué)研究中心和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)楊萬(wàn)能團(tuán)隊(duì)在Plant Phenomics雜志上聯(lián)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(tái)對(duì)水稻全生育期圖像進(jìn)行獲取，提出一種基于圖像的水稻全生育期時(shí)空表型組獲取及解析策略，并對(duì)獲取得到的時(shí)空多維度表型性狀信息進(jìn)行解讀分析，挖掘表型和基因型之間的關(guān)聯(lián)。

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

本研究設(shè)計(jì)了一種低成本自動(dòng)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(wú)菌狀態(tài)下植物離體培養(yǎng)物的表型數(shù)據(jù)。

? 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(jiǎn)單、低成本的全景成像捕捉系統(tǒng)，使用免費(fèi)軟件進(jìn)行圖像分析，以表征玉米穗的總粒數(shù)和不同模式的粒數(shù)。

新觀點(diǎn)/新技術(shù)

? 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(tuán)隊(duì)首次將甜菜紅素標(biāo)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(chǎn)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(jìn)化，翻開大麻素研究新篇章

本文介紹了研究團(tuán)隊(duì)在菊科植物蠟菊(Helichrysum umbraculigerum)中發(fā)現(xiàn)了大麻素生物合成的獨(dú)立進(jìn)化的證據(jù)，蠟菊可產(chǎn)生大麻型大麻素（例如，4.3%的大麻酚酸）。這一發(fā)現(xiàn)提供了一套可供選擇的酶系統(tǒng)，這將拓展合成生物學(xué)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(xiàn)。

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

本研究利用CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12a基因編輯系統(tǒng)對(duì)水稻HPPD抑制劑抗性基因OsHPPD的3’-UTR進(jìn)行基因編輯，創(chuàng)造了水稻HPPD抑制性除草劑抗性新種質(zhì)材料，且沒有產(chǎn)生其他農(nóng)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?cè)撊绾慰沙掷m(xù)的使用除草劑？

本研究通過組裝大穗看麥娘( Alopecurus myosuroides )高質(zhì)量參考基因組、分析已知抗除草劑等位基因變異以前向時(shí)間算法模擬發(fā)現(xiàn)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(xiàn)很可能早于除草劑的應(yīng)用。這對(duì)于雜草防治和除草劑的可持續(xù)利用具有積極的指導(dǎo)意義。

生物技術(shù)/育種技術(shù)

? Nature│中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)通過基因編輯獲得具有廣譜抗病性且穩(wěn)產(chǎn)的水稻株系

2023年6月14日，Nature發(fā)表了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)李國(guó)田教授團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)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(huì)造成嚴(yán)重減產(chǎn)。

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

本研究中研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種花粉自清除CRISPR/Cas (PSEC)靶向多個(gè)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子-GRF，通過引入花粉特異表達(dá)的能量耗竭元件，成功實(shí)現(xiàn)了含有PSEC元件的單倍體花粉不育，導(dǎo)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(kù)

本文介紹了研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)玉米中一個(gè)新的感病基因ZmNANMT，通過基因編輯ZmNANMT提高了玉米對(duì)多種病害的廣譜抗性，并且不影響玉米其他重要農(nóng)藝性狀。

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

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(tuán)隊(duì)的工作證明了作物野生近緣種作為多樣化非經(jīng)典R基因庫(kù)的來(lái)源對(duì)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(diào)控光周期介導(dǎo)的開花和單株產(chǎn)量

本研究中，研究團(tuán)隊(duì)利用全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）的方法鑒定到了一個(gè)調(diào)節(jié)大豆光周期介導(dǎo)的開花的主效基因TOE4b，該基因?qū)儆贏P2/ERF家族，TOE4b通過與FT2a和FT5a的啟動(dòng)子的結(jié)合來(lái)抑制開花。

? 新基因：水稻穗型調(diào)控和稻曲病抗性相關(guān)新基因SPR9，在未來(lái)育種應(yīng)用中潛力巨大

本研究基于突變體圖位克隆了一個(gè)調(diào)控水稻花序展開的新基因SPR9，該基因編碼一個(gè)60S核糖體蛋白，同時(shí)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(yīng)用前景。

? PNAS新發(fā)現(xiàn)：中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大豆新型光信號(hào)調(diào)控因子GmEID1，在大豆的生態(tài)區(qū)適應(yīng)性和產(chǎn)量改良方面潛力巨大

本文介紹了研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)大豆GmEID1蛋白作為連接E3/E4感知的光信號(hào)和生物鐘夜間復(fù)合物（EC）的橋梁，參與調(diào)控大豆開花抑制因子E1基因表達(dá)。此外，研究發(fā)現(xiàn)GmEID1可作為調(diào)節(jié)大豆開花時(shí)間的目標(biāo)位點(diǎn)，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(yīng)性和產(chǎn)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(xiàn)了植物葉綠體和細(xì)胞核基因組穩(wěn)態(tài)的雙重調(diào)控蛋白CND1，揭示了葉綠體和細(xì)胞核基因組穩(wěn)態(tài)維持的協(xié)同調(diào)控新機(jī)制。

? 光調(diào)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(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)，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(diào)控機(jī)制及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。。

? “泰褲辣”！WALZ發(fā)布多款PAM的新版軟件！

2023年4月底，德國(guó)WALZ公司在其官網(wǎng)Download頁(yè)面更新了多款PAM的新版軟件，涉及了大部分現(xiàn)在在售調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x型號(hào)。下面小編將帶領(lǐng)大家簡(jiǎn)要盤點(diǎn)，方便各位老師和同學(xué)快速Get PAM軟件升級(jí)。

? 廣州中醫(yī)藥大學(xué)藥用植物生理生態(tài)研究所發(fā)現(xiàn)光系統(tǒng)修復(fù)因子HHL1參與非光化學(xué)淬滅調(diào)控

2023年4月5日，廣州中醫(yī)藥大學(xué)藥用植物生理生態(tài)研究所王宏斌/靳紅磊教授團(tuán)隊(duì)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(fù)因子（HYPERSENSITIVE TO HIGH LIGHT, HHL1）參與NPQ介導(dǎo)的光保護(hù)調(diào)控機(jī)制。

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

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(duì)低溫條件的響應(yīng)中的新作用。研究發(fā)現(xiàn)，在擬南芥中，控制葉綠體轉(zhuǎn)錄的核編碼sigma因子（SIG5）有助于適應(yīng)低溫條件。

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