不結(jié)球白菜生長發(fā)育過程中表型變化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(xué)和基因組學(xué)、基因分型、智能化育種及應(yīng)用、激光雷達探測技術(shù)及數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域，國內(nèi)外最新資訊、戰(zhàn)略與政策導(dǎo)讀。本文節(jié)選了2023年1-3月推送的代表性文章，以供大家參閱。
植物逆境研究
? 表皮蠟質(zhì)成分對干旱脅迫下光煙草至關(guān)重要，有助于復(fù)水后的快速恢復(fù)
植物表皮蠟質(zhì)研究盡管已進行了數(shù)十年，但其在維持植物適應(yīng)性中的作用仍遠未被了解。本文利用基因編輯的光煙草(Nicotiana glauca)研究了不同類型的表皮蠟質(zhì)成分在非生物脅迫中的意義。
? Science重磅：中國科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)編碼Gγ蛋白的AT1耐鹽堿基因，可大幅增強作物耐鹽堿性并提高產(chǎn)量
近日，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等多家研究團隊聯(lián)合在《Science》在線發(fā)表了題為A Gγ protein regulates alkaline sensitivity in crops的研究論文，介紹了研究團隊在高粱中發(fā)現(xiàn)了主效耐堿基因AT1，首次揭示了作物耐堿的分子機制，并將相關(guān)理論成果應(yīng)用到水稻、小麥、玉米、谷子等作物上，顯著提高了這些作物在鹽堿地的產(chǎn)量。
植物根系研究
? 物種地下功能性狀調(diào)控?zé)釒Ц珊瞪只謴?fù)過程中的存活率
本文研究結(jié)果表明，地下功能性狀在調(diào)控次生演替早期恢復(fù)效果方面有著關(guān)鍵作用，地上和地下功能性狀間可能不存在協(xié)同作用。
? 亞熱帶森林不同演替階段基于植物功能屬性的生活史策略變異規(guī)律
最近，Liu等（Liu et al., 2023）以“Plant trait-based life strategies of overlapping species vary in different succession stages of subtropical forests, Eastern China”為題在Frontiers in Ecology and Evolution上發(fā)表了亞熱帶常綠闊葉林中的2個喬木樹種和4個灌木物種的12個植物功能屬性沿演替序列的變化規(guī)律。
最近，南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院關(guān)慶偉教授團隊通過田間控制實驗研究了不同厚度有機覆蓋（0 cm，5 cm，10 cm，20 cm）對表層（0-20 cm）和深層（20-40 cm）土壤中女貞細根比根長（SRL）、比表面積（SSA）、根組織密度（RTD）、生物量（FRB）等功能屬性的影響。
本文利用盆栽實驗研究不同基因型挪威云杉幼苗的覓食行為，發(fā)現(xiàn)不同基因型細根的覓食策略無顯著差異，更傾向采用利用型分支模式，叉狀分支指數(shù)DBI＜0.2，但快速生長基因型的主根更長，側(cè)根片段傾向更長且叉狀分支，形成更大的吸收根面積。
植物表型研究方法/方案
? 無人機、傳感器以及在甘蔗監(jiān)測方面的應(yīng)用綜述
本文總結(jié)了現(xiàn)有研究，展示了無人機和傳感器類型在甘蔗行業(yè)的實際應(yīng)用及其相關(guān)的優(yōu)勢和局限性；重點關(guān)注了無人機遙感在甘蔗病蟲害管理、產(chǎn)量估算、表型測量、土壤水分評估和營養(yǎng)狀況評價中的應(yīng)用。
本文介紹了一種基于計算機視覺的高通量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以量化甜菜孢囊線蟲感染并測量孢囊的表型特征。
? 利用圖像處理技術(shù)無損評估雙孢蘑菇質(zhì)量參數(shù)
本文使用光譜成像技術(shù)對受損（Damaged，D）和未受損（Undamaged，UD）蘑菇的分類效果進行了研究，為開發(fā)快速檢測雙孢蘑菇損傷的裝置提供了參考。
激光雷達/光譜研究
本研究使用了一種激光雷達技術(shù)，即地面激光雷達（TLS），在長期生物多樣性實驗中研究草地植物多樣性和整個生長季節(jié)冠層結(jié)構(gòu)成分之間的關(guān)系。
? 高光譜成像預(yù)測混合栽培牧草的產(chǎn)量和氮含量
本研究確定了有助于預(yù)測氮含量和生物量的PLSR模型強度的關(guān)鍵波長，驗證了在受控條件下，高光譜成像成功用于預(yù)測混合栽培牧草的產(chǎn)量和氮吸收的潛力。
? 雙基地激光雷達系統(tǒng)的設(shè)計及模擬無人機稻瘟病早期檢測的性能
本文討論了雙基地激光雷達在水稻稻瘟病早期檢測中的應(yīng)用，并提出了用于預(yù)測傳感器性能的初始建模和模擬活動。實驗活動將根據(jù)分析結(jié)果作為下一階段進行。與其他技術(shù)相比，該技術(shù)提供了更快速的檢測，能夠在早期發(fā)現(xiàn)病害的征兆。
新觀點/新技術(shù)
? 種皮厚度詮釋木百合屬種子對煙和熱等條件的不同發(fā)芽反應(yīng)
我們得出結(jié)論，種皮厚度是該屬植物發(fā)芽需求的關(guān)鍵，與種子儲存位置或形態(tài)無關(guān)。
? 基于高光譜成像系統(tǒng)的葡萄葉片葉綠素、氮和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的量化
本文中寧夏大學(xué)田軍倉教授團隊利用高光譜成像技術(shù)檢測葡萄從結(jié)果到變色再到成熟過程中葉片氮含量(LNC)、葉綠素含量（SPAD）和葉綠素?zé)晒猓–hlF）參數(shù)的變化，以期找到一種簡單有效的無損檢測這些參數(shù)的方法，以便高效監(jiān)測葡萄生長和控制葡萄品質(zhì)。
含氟聚合物涂層可將UV-A和紫光轉(zhuǎn)換為藍光和紅光，從而刺激植物的生長、發(fā)育和產(chǎn)量，但抑制熱誘導(dǎo)的電信號。本文通過光合熒光同步測量技術(shù)進一步研究了這些光轉(zhuǎn)換涂層對電信號誘導(dǎo)的番茄植物對熱脅迫抗性的影響。
? TaBG1的異位表達增加小麥籽粒大小并改變其營養(yǎng)特性，但不會導(dǎo)致產(chǎn)量增加
為了解籽粒大小增加對產(chǎn)量和營養(yǎng)性狀的作用，本文研究了小麥中TaBG1表達增加的效應(yīng)及其對籽粒大小、產(chǎn)量組成和營養(yǎng)品質(zhì)的影響。
生物技術(shù)/育種技術(shù)
? Nature：蠶豆首個高質(zhì)量基因組發(fā)布
2023年3月8日，丹麥奧胡斯大學(xué)Stig Uggerh?j Andersen和芬蘭自然資源研究所Alan H. Schulman以及英國雷丁大學(xué)Donal Martin O’Sullivan團隊合作在國際頂級學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了題為“The giant diploid faba genome unlocks variation in a global protein crop”的研究論文，報告了蠶豆的第一個高質(zhì)量、染色體規(guī)模的基因組，并利用該基因組剖析了蠶豆種子大小變異和種臍顏色變化的遺傳基礎(chǔ)；為科研人員提供了一個基因組學(xué)的蠶豆育種平臺。
? Molecular Breeding：新型辣椒疫霉病抗性KASP分子標(biāo)記的開發(fā)與驗證
近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所的研究團隊在《Molecular Breeding》在線發(fā)表了題為Development and validation of KASP markers for resistance to Phytophthora capsici in Capsicum annuum L的研究論文，介紹了研究團隊基于GWAS分析的結(jié)果開發(fā)新型辣椒疫霉病抗性KASP分子標(biāo)記并進行驗證，用于分子標(biāo)記輔助選擇育種實踐。
該研究由云南農(nóng)業(yè)大學(xué)牽頭，匯集26個國家和地區(qū)70多名科學(xué)家完成的大型國際合作項目，形成了葡萄起源、遷徙、品種分化研究領(lǐng)域的多個重要結(jié)論，為葡萄基因組輔助育種、品種溯源提供了重要參考數(shù)據(jù)集，對葡萄種質(zhì)資源挖掘，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義，標(biāo)志著我國葡萄生物資源研究達到世界領(lǐng)先地位。
? BREEDIT：一種多重基因編輯策略，用于復(fù)雜數(shù)量性狀的改良
研究團隊建立了一個利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)，并基于玉米、水稻和擬南芥中與植物生長調(diào)節(jié)功能保守的48個候選基因創(chuàng)建一套多重基因編輯的植物（即對多個不同的基因或特定的DNA位點進行編輯）。
? 提速小麥單倍體技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程——原創(chuàng)小麥單倍體花青素標(biāo)記鑒別系統(tǒng)
2023年3月1日， Plant Communications在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)大學(xué)陳紹江、劉晨旭團隊題為“Establishment of an efficient haploid identification system by engineering anthocyanin accumulation in wheat embryo”，該研究利用玉米花青素調(diào)控基因ZmC1和ZmR，成功創(chuàng)制了小麥紫胚芽鞘誘導(dǎo)系PCI和紫胚誘導(dǎo)系PEI，實現(xiàn)了小麥單倍體的精準(zhǔn)鑒別，并利用PEI誘導(dǎo)系成功創(chuàng)制了DH系，展現(xiàn)了該技術(shù)在小麥育種中的應(yīng)用前景。
? 我國牧草領(lǐng)域首篇發(fā)表在 Nature Genetics 上的論文，解析美洲狼尾草耐熱機制
2023年3月3日，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科技學(xué)院黃琳凱教授團隊、北京諾禾致源科技股份有限公司田仕林研究員團隊合作在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然遺傳學(xué)》（Nature Genetics）在線發(fā)表了題為“Pangenomics identifies structural variation associated with heat tolerance in pearl millet”（美洲狼尾草泛基因組構(gòu)建、結(jié)構(gòu)變異挖掘及耐熱機制解析）的研究成果。
植物生理生態(tài)研究
OJIP曲線即熒光快相，可以簡單理解為把Fv/Fm的峰拉寬，放大，觀察和研究熒光上升的細節(jié)，從而獲得與原初光化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的信息。測量熒光快相需要較高的時間分辨率，多款PAM熒光儀，如PAM-2500、Dual-PAM、Multi-Color-PAM、Phyto-PAM-Ⅱ等均具有熒光快相測量功能。那么PAM的調(diào)制技術(shù)與非調(diào)制（連續(xù)激發(fā)）熒光儀測出的OJIP曲線有什么區(qū)別？在數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用的時候需要注意些什么？我們就這些大家關(guān)心的問題，與快相熒光領(lǐng)域的資深專家，德國WALZ應(yīng)用科學(xué)家Gert Schansker博士進行了探討。
如果您正在進行地衣和生物結(jié)皮相關(guān)領(lǐng)域的生態(tài)學(xué)研究，如果您正缺少一種工具來測量地衣和生物結(jié)皮的光合作用，緊湊型的多通道連續(xù)監(jiān)測熒光儀MICRO-PAM和便攜式光合-熒光測量系統(tǒng)GFS-3000可能會對您非常有幫助。
近期Ulrich Schreiber教授發(fā)表在Photosynthesis Research上的最新研究成果以模式綠藻小球藻(Chlorella vulgaris)為研究對象，通過比較遠紅光(720 nm，大部分被PSI吸收)和可見光(540 nm，被PSI和PSII吸收)激發(fā)的光誘導(dǎo)長波熒光(＞765 nm)變化，進一步擴展了該方面的工作。
水環(huán)境研究
? 亞熱帶珊瑚礁肉質(zhì)扁腦珊瑚生產(chǎn)力和鈣化的季節(jié)驅(qū)動因素
本文應(yīng)用了一種新的評估方法，該方法基于非侵入性原位技術(shù)，結(jié)合了創(chuàng)新的呼吸測量系統(tǒng)、熒光測量和照片分析，以評估P. carnosa在環(huán)境波動下的代謝反應(yīng)和能量學(xué)。
世界各地的科學(xué)家正在努力闡釋珊瑚礁環(huán)境的復(fù)雜性，以及氣候變化的各個方面如何影響珊瑚礁環(huán)境。在這樣做的過程中，他們使用了CISME——一種由北卡羅來納大學(xué)威爾明頓分校與Qubit Systems聯(lián)合開發(fā)的潛水員部署系統(tǒng)，用于測量珊瑚的光合作用、呼吸作用和（去）鈣化。繼續(xù)閱讀，了解更多關(guān)于此項研究的信息。
? 藻類群落結(jié)構(gòu)掃描成像分析系統(tǒng)CytoSense 在微生物檢測中的應(yīng)用
本研究通過對不同年份葡萄的理化參數(shù)、產(chǎn)量和品質(zhì)的觀察，記錄葉片的高光譜信息，最終建立了基于高光譜技術(shù)的葉片光合性能評價模型。研究結(jié)果可為利用近地光譜學(xué)方法測定葉片光合性能提供技術(shù)支持。
? 應(yīng)用自動在線流式細胞術(shù)實時監(jiān)測海洋海岸微生物濃度
本研究分別使用了用于在線分析光營養(yǎng)微生物的Cytosense（CytoBuoy BV）和連接到海洋航行船的泵的OnCyt自動流式細胞儀（OnCyt Microbiology AG）。證明了高空間分辨率監(jiān)測表面微生物分布是可行的，并提供了有用的第一手信息，可用于快速和實時地指示水質(zhì)。
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