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AgriPheno订阅号专注于持续更新植物生理生态、植物表型组学和基因组学、基因分型、智能化育种及应用、激光雷达探测技术及数据分析等领域，国内外最新资讯、战略与政策导读。本文节选了2023年4-6月推送的代表性文章，以供大家参阅。

植物根系研究

• 根系磷酸酶是一种竞争型根系功能属性

最近，西北工业大学生态环境学院郝占庆教授团队，以秦岭南坡皇冠森林动态样地的21种共存物种为研究对象，探究了根系磷酸酶活性在根序级间的变化规律及其与根系功能属性、叶片和土壤养分含量的相关关系。

• Plant Soil：草地生态系统地下功能属性及其生态系统功能沿干旱梯度的变化规律

本研究聚焦温带草地生态系统地下功能属性和生态系统功能沿干旱梯度的变化规律，基于文献调研，挖掘了与干旱梯度上植被突变相关的地下器官效应属性。研究结果表明，地下功能属性有助于认识环境变化下生态系统功能的转变机制。

• 我国西南喀斯特地区两种植被类型的细根周转速率、活生物量和死生物量的空间变异规律

本研究以喀斯特灌丛和森林为研究对象，在上、中、下三个坡位建立观测样地，采用连续土钻法和内生长土芯法测定两种植被的细根周转速率、生产力、活生物量、死生物量、活生物量/死生物量比，同时测定细根碳氮含量、土壤总氮、可利用氮、总磷、可利用磷。结果表明，坡位显著影响细根生产力和活生物量，植被类型显著影响活生物量/死生物量比；细根养分含量和细根养分含量与土壤养分含量的交互效应可用于解释细根周转速率及其相关功能属性的空间变异规律。

植物表型研究方法/方案

• 基于图像的水稻全生育期表型数据获取与解析策略

2023年6月，中国科学院遗传与发育生物学研究所作物表型组学研究中心和华中农业大学杨万能团队在Plant Phenomics杂志上联合发表了题为“A Strategy for the Acquisition and Analysis of Image-Based Phenome in Rice during the Whole Growth Period”的研究论文。该文通过高通量可见光成像平台对水稻全生育期图像进行获取，提出一种基于图像的水稻全生育期时空表型组获取及解析策略，并对获取得到的时空多维度表型性状信息进行解读分析，挖掘表型和基因型之间的关联。

• Phenomenon：植物离体培养表型的原位监测系统

本研究设计了一种低成本自动化表型系统(名为Phenomenon), 该系统适用于在多层培养架中直接获取无菌状态下植物离体培养物的表型数据。

• Corn360：一种便携式低成本的玉米籽粒高通量分析方法

本研究展示了一种名为Corn360的便携式、使用简单、低成本的全景成像捕捉系统，使用免费软件进行图像分析，以表征玉米穗的总粒数和不同模式的粒数。

新观点/新技术

• PBJ：作物通用型、高效可视化单倍体鉴别系统—RUBY

本文介绍了研究团队首次将甜菜红素标记，用于玉米和番茄单倍体的高效鉴别，为玉米和番茄单倍体生产提供了有力工具，为跨作物单倍体鉴别体系创建提供了重要借鉴。

• Nature Plants：大麻素生物合成的平行进化，翻开大麻素研究新篇章

本文介绍了研究团队在菊科植物蜡菊(Helichrysum umbraculigerum)中发现了大麻素生物合成的独立进化的证据，蜡菊可产生大麻型大麻素（例如，4.3%的大麻酚酸）。这一发现提供了一套可供选择的酶系统，这将拓展合成生物学的工具箱，供研究人员操纵大麻素生物合成途径用于药物发现。

• Plant Commun.: CRISPR/Cas9介导的水稻OsHPPD基因3'-UTR编辑创制水稻除草剂抗性新种质

本研究利用CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12a基因编辑系统对水稻HPPD抑制剂抗性基因OsHPPD的3’-UTR进行基因编辑，创造了水稻HPPD抑制性除草剂抗性新种质材料，且没有产生其他农艺性状的不利影响。

• PNAS：杂草可通过群体中已存在的遗传变异获得除草剂抗性，我们该如何可持续的使用除草剂？

本研究通过组装大穗看麦娘( Alopecurus myosuroides )高质量参考基因组、分析已知抗除草剂等位基因变异以前向时间算法模拟发现TSR可能主要是由群体中已存在遗传变异引起的，而新的突变只起次要作用，此外TSR的出现很可能早于除草剂的应用。这对于杂草防治和除草剂的可持续利用具有积极的指导意义。

生物技术/育种技术

• Nature│中国科研团队通过基因编辑获得具有广谱抗病性且稳产的水稻株系

2023年6月14日，Nature发表了华中农业大学李国田教授团队牵头完成的题为“Genome editing of a rice CDP-DAG synthase confers multipathogen resistance”的研究论文，该团队通过筛选病变模拟突变体(LMM)克隆到了“RBL1”广谱抗病基因，此突变体具有广谱抗病性但会造成严重减产。

• Plant Communications：防范转基因花粉扩撒——花粉自清除CRISPR/Cas系统(PSEC)的开发

本研究中研究团队开发了一种花粉自清除CRISPR/Cas (PSEC)靶向多个生长调节因子-GRF，通过引入花粉特异表达的能量耗竭元件，成功实现了含有PSEC元件的单倍体花粉不育，导致玉米植株世代稳定维持PSEC元件半合子杂合体，PSEC仅能通过雌性配子体向下一代遗传。

• PBJ：玉米广谱抗性新基因ZmNANMT，丰富了玉米遗传育种的抗病基因库

本文介绍了研究团队发现玉米中一个新的感病基因ZmNANMT，通过基因编辑ZmNANMT提高了玉米对多种病害的广谱抗性，并且不影响玉米其他重要农艺性状。

• Nature Genetics新发现：新型激酶融合蛋白为小麦抗病贡献力量，丰富小麦育种抗病基因库

与作物野生近缘种相比，驯化和作物改良大大降低了遗传多样性。本研究中，研究团队的工作证明了作物野生近缘种作为多样化非经典R基因库的来源对于抗性育种和全球粮食安全的重要性。

• PBJ：大豆新型多效性基因TOE4b，调控光周期介导的开花和单株产量

本研究中，研究团队利用全基因组关联分析（GWAS）的方法鉴定到了一个调节大豆光周期介导的开花的主效基因TOE4b，该基因属于AP2/ERF家族，TOE4b通过与FT2a和FT5a的启动子的结合来抑制开花。

• 新基因：水稻穗型调控和稻曲病抗性相关新基因SPR9，在未来育种应用中潜力巨大

本研究基于突变体图位克隆了一个调控水稻花序展开的新基因SPR9，该基因编码一个60S核糖体蛋白，同时影响水稻稻曲病抗性。该基因在水稻抗稻曲病和穗型改良育种方面有很好应用前景。

• PNAS新发现：中国科学家发现大豆新型光信号调控因子GmEID1，在大豆的生态区适应性和产量改良方面潜力巨大

本文介绍了研究团队发现大豆GmEID1蛋白作为连接E3/E4感知的光信号和生物钟夜间复合物（EC）的桥梁，参与调控大豆开花抑制因子E1基因表达。此外，研究发现GmEID1可作为调节大豆开花时间的目标位点，在通过基因编辑和常规育种改良大豆的生态区适应性和产量方面有很大的潜力。。

植物生理生态研究

• Cell Reports：CND1在维持植物核和叶绿体基因组稳定性中的双重作用

该研究发现了植物叶绿体和细胞核基因组稳态的双重调控蛋白CND1，揭示了叶绿体和细胞核基因组稳态维持的协同调控新机制。

• 光调控浅光休眠烟草种子萌发及萌发后发育的系统分析

本文以浅光休眠烟草种子为材料，比较了光照和黑暗下萌发种子的表型，并通过整合转录组学和蛋白质组学数据，系统地分析了浅光休眠烟草种子萌发及萌发后发育过程中光调控机制及其调控网络。。

• “泰裤辣”！WALZ发布多款PAM的新版软件！

2023年4月底，德国WALZ公司在其官网Download页面更新了多款PAM的新版软件，涉及了大部分现在在售调制叶绿素荧光仪型号。下面小编将带领大家简要盘点，方便各位老师和同学快速Get PAM软件升级。

• 广州中医药大学药用植物生理生态研究所发现光系统修复因子HHL1参与非光化学淬灭调控

2023年4月5日，广州中医药大学药用植物生理生态研究所王宏斌/靳红磊教授团队在Journal of Biological Chemistry在线发表了题为 “HHL1 and SOQ1 synergistically regulate non-photochemical quenching in Arabidopsis”的研究论文，该研究揭示了光系统修复因子（HYPERSENSITIVE TO HIGH LIGHT, HHL1）参与NPQ介导的光保护调控机制。

• Nature Plants：Sigma因子SIG5整合拟南芥响应低温和昼夜节律信号

Dora L. Cano-Ramirez等人发表在Nature Plants上的最新研究成果确定了SIG5在植物对低温条件的响应中的新作用。研究发现，在拟南芥中，控制叶绿体转录的核编码sigma因子（SIG5）有助于适应低温条件。

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