叶绿素荧光成像系统IMAGING-PAM最新文献应用速递

日期：2023-08-16 19:07:51

CALMODULIN6 negatively regulates cold tolerance by attenuating ICE1-dependent stress responses in tomato

2023年8月11日，Plant Physiology杂志在线刊发了浙江大学园艺系周艳虹教授实验室题为CALMODULIN6 negatively regulates cold tolerance by attenuating ICE1-dependent stress responses in tomato的研究文章。该研究发现，番茄钙调蛋白CaM6（CALMODULIN6）通过影响低温信号转导途径中的关键转录因子ICE1（INDUCER of CBF EXPRESSION 1），调控下游冷响应基因的表达，负调控番茄低温抗性。

该研究从番茄CaM家族成员基因表达入手，发现CaM2和CaM6的表达受低温显著诱导。结合表型分析发现cam6功能缺失突变体低温抗性增强，而CaM6过表达植株低温抗性削弱，说明CaM6负调控番茄低温抗性。为了进一步探究番茄CaM6调控低温抗性的机制，研究人员通过酵母双杂交筛库找到了与CaM6直接互作的蛋白ICE1，并通过Co-IP、BIFC、Pull-down、分裂荧光素酶互补成像等实验证明了两者的互作。遗传学证据表明，CaM6位于ICE1上游调控低温抗性。接下来，研究人员通过RNA-seq鉴定到1149个受ICE1调控的冷响应基因，进一步联合ChIP-seq鉴定到76个能被ICE1直接靶向的候选基因，这些基因参与到植物胁迫响应以及代谢过程。研究人员以CBF1、BBX17和PR1作为代表基因，通过双荧光素酶报告基因实验（LUC）和凝胶迁移实验（EMSA）证明了ICE1能直接结合在这三个基因的启动子上，并激活三个基因的表达。进一步研究发现，CaM6与ICE1的互作能抑制ICE1的转录活性，从而抑制ICE1下游冷响应基因的表达，降低番茄低温抗性。综上所述，ICE1在低温下能转录激活下游胁迫相关和代谢相关基因的表达，而CaM6通过蛋白互作抑制ICE1的转录活性，参与调控ICE1介导的低温信号网络。该研究揭示了番茄钙调蛋白CaM6的分子生物学功能，为进一步研究Ca²⁺受体的潜在机制和植物低温响应机制奠定了基础，同时也为未来耐低温番茄品种的选育提供了新的基因靶点。

本研究中，番茄叶片抗低温耐受性的测定使用MAXI-IMAGING-PAM叶绿素荧光成像系统完成。

PGPR-driven phytoremediation and physiobiochemical response of Miscanthus × giganteus to stress induced by the trace elements

2023年8月11日，Environmental Science and Pollution Research杂志在线刊发了捷克普金涅大学环境学院环境化学与技术系Aigerim Mamirova实验室题为PGPR-driven phytoremediation and physiobiochemical response ofMiscanthus × giganteus to stress induced by the trace elements的研究文章。

研究人员在哈萨克斯坦泰凯利矿区受微量元素（TEs）污染的土壤中，研究了植物生长促进根瘤菌（PGPRs）接种奇岗芒（Miscanthus×giganteus Greef et Deu)对植物修复过程和植物生理生化参数的影响。在相同的污染土壤中栽培奇岗芒时，从其根圈中分离出了对锌和铅具有抗性的酵母菌 Trichosporon sp.CA1、根瘤菌 Rhizobium sp.Zn1-1、Shinella sp.Zn5-6、假单胞菌 Pseudomonas sp.CHA1-4。结果表明，接种PGPRs提高了奇岗芒对TEs毒性的适应性，其耐受指数增至2.9。处理后，地上生物量产量提高了 163%，根部生物量提高了240%，叶绿素含量提高了30%，Chla/b比率提高了21%。通过奇岗芒的活性生长和发育，观察到抗氧化酶的活性达到峰值：超氧化物歧化酶和谷胱甘肽还原酶的活性被诱导，而过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性受到抑制。根据生物浓缩和转移因子可以发现，PGPRs在奇岗芒根瘤菌圈中选择性地增加了TEs的吸收或稳定了TEs。接种PGPRs 增加了土壤和植物组织中铅、钒、铬、钴、镍、铜、镉、砷和钡的稳定性。下一步，他们的研究将侧重于使用分离的PGPRs进行原位实验。

Eukaryote-specific assembly factor DEAP2 mediates an early step of photosystem II assembly in Arabidopsis

2023年8月9日，Plant Physiology杂志在线刊发了德国马克普朗克研究所Ute Armbruster实验室题为Eukaryote-specific assembly factor DEAP2 mediates an early step of photosystem II assembly in Arabidopsis的研究文章。

该研究以拟南芥（Arabidopsis thaliana）为模型，证明在植物中，一种真核生物独有的组装因子DEAP2对PSII组装早期步骤有促进作用，在这一过程中，内周天线蛋白CP47与PSII反应中心（RC）结合，形成RC47中间体。这个因子被命名为 "DECREASED ELECTRON TRANSPORT AT PSII：DEAP2"，它与保守的PHOTOSYNTHESIS AFFECTED MUTANT 68（PAM68）组装因子协同工作。deap2和pam68突变体在PSII积累和RC47中间体组装方面表现出相似的缺陷。这两种蛋白质的共同缺乏导致了功能性PSII的丧失，植物无法在土壤中进行光能自养生长。虽然DEAP2的过表达部分挽救了PAM68 PSII积累表型，但这种效应并不是对等的。DEAP2的积累水平是PAM68的20倍，这共同表明这两种蛋白具有不同的功能。总之，研究结果揭示了真核生物对PSII组装过程的调整，其中涉及DEAP2的加入，以实现从RC到RC47的快速进展。

本研究中，不同基因型突变体拟南芥叶片光合能力的评估通过MAXI-IMAGING-PAM叶绿素荧光成像系统完成。

Comparative genomic analysis of N6-methyladenosine regulators in nine rosaceae species and functional characterization in response to drought stress in pear

2023年7月25日，Horticultural Plant Journal杂志在线刊发了南京农业大学园艺学院张绍玲教授实验室题为Comparative genomic analysis of N⁶-methyladenosine regulators in nine rosaceae species and functional characterization in response to drought stress in pear的研究文章，研究m⁶A在园艺植物生长和抗逆性中的作用。鉴定了蔷薇科植物中的m⁶A写入器、读取器和擦除器，并推断它们的扩展和进化历史；探索了它们在应对干旱胁迫时的功能。该研究将为提高蔷薇科植物的抗逆性提供有价值的信息。

N⁶-腺苷酸甲基化（m⁶A）是真核生物中一种新兴的表观遗传标记，在生物功能和丰富遗传信息方面发挥着重要作用。然而，人们对m⁶A在植物生长和胁迫响应中的潜在机制知之甚少。在该研究中，科研人员从九种蔷薇科植物（Pyrus bretschneideri、Pyrus betulifolia、Pyrus communis、Malus domestica、Fragaria vesca、Prunus avium、Prunus mume、Prunus persica 和 Rubus occidentalis）中鉴定了276个屏蔽的m⁶A调节因子。根据系统发育和同源分析，研究人员对这些基因进行了更详细的分类和命名。马缨丹科m⁶A调节基因的扩增可追溯到蔷薇科最近的全基因组复制（WGD）。基于m6A调节因子的表达模式分析和基因结构分析，证明m⁶A是调控植物发育和抗性的重要因子。此外，PbrMTA1沉默的梨植株耐旱性和叶绿素含量显著降低，电解质渗漏以及丙二醛和H₂O₂的浓度增加。

在该研究中PbrMTA1沉默与野生型植株对照与干旱处理后植物生理学的分析通过MAXI-IMAGING-PAM叶绿素荧光成像系统完成。

IMAGING-PAM叶绿素荧光成像系统的文献应用非常多，绝不仅限于上述研究中的番茄（园艺作物），拟南芥（模式植物），梨树（果树）。据不完全统计，在我们整理的光合作用文献数据库（EndNote Library）中，是发表文章较多的型号，单个型号超过1800篇。2021年，IMAGING-PAM参与发表的相关论文曾两次登上专业期刊的封面。德国WALZ掌握叶绿素荧光成像系统的核心技术。IMAGING-PAM，值得您的信任~

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