AgriPheno訂閱號專(zhuān)注于持續更新植物生理生態(tài)、植物表型組學(xué)和基因組學(xué)、基因分型、智能化育種及應用、激光雷達探測技術(shù)及數據分析等領(lǐng)域，國內外最新資訊、戰略與政策導讀。本文節選了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，有助于復水后的快速恢復

植物表皮蠟質(zhì)研究盡管已進(jìn)行了數十年，但其在維持植物適應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(lèi)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、中國農業(yè)大學(xué)和華中農業(yè)大學(xué)等多家研究團隊聯(lián)合在《Science》在線(xiàn)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)理論成果應用到水稻、小麥、玉米、谷子等作物上，顯著(zhù)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控熱帶干旱森林恢復過(guò)程中的存活率

本文研究結果表明，地下功能性狀在調控次生演替早期恢復效果方面有著(zhù)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(gè)喬木樹(shù)種和4個(gè)灌木物種的12個(gè)植物功能屬性沿演替序列的變化規律。

? 有機覆蓋對城市森林土壤中細根的影響

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(guò)田間控制實(shí)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(cháng)（SRL）、比表面積（SSA）、根組織密度（RTD）、生物量（FRB）等功能屬性的影響。

? 構型類(lèi)細根功能屬性研究進(jìn)展

本文利用盆栽實(shí)驗研究不同基因型挪威云杉幼苗的覓食行為，發(fā)現不同基因型細根的覓食策略無(wú)顯著(zhù)差異，更傾向采用利用型分支模式，叉狀分支指數DBI＜0.2，但快速生長(cháng)基因型的主根更長(cháng)，側根片段傾向更長(cháng)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(wú)人機、傳感器以及在甘蔗監測方面的應用綜述

本文總結了現有研究，展示了無(wú)人機和傳感器類(lèi)型在甘蔗行業(yè)的實(shí)際應用及其相關(guān)的優(yōu)勢和局限性；重點(diǎn)關(guān)注了無(wú)人機遙感在甘蔗病蟲(chóng)害管理、產(chǎn)量估算、表型測量、土壤水分評估和營(yíng)養狀況評價(jià)中的應用。

? 甜菜孢囊線(xiàn)蟲(chóng)孢囊的高通量表型分析

本文介紹了一種基于計算機視覺(jué)的高通量系統，該系統可以量化甜菜孢囊線(xiàn)蟲(chóng)感染并測量孢囊的表型特征。

? 利用圖像處理技術(shù)無(wú)損評估雙孢蘑菇質(zhì)量參數

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(lèi)效果進(jìn)行了研究，為開(kāi)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

? 激光雷達在草地生物多樣性研究中的應用

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(cháng)期生物多樣性實(shí)驗中研究草地植物多樣性和整個(gè)生長(cháng)季節冠層結構成分之間的關(guān)系。

? 高光譜成像預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測氮含量和生物量的PLSR模型強度的關(guān)鍵波長(cháng)，驗證了在受控條件下，高光譜成像成功用于預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的設計及模擬無(wú)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用，并提出了用于預測傳感器性能的初始建模和模擬活動(dòng)。實(shí)驗活動(dòng)將根據分析結果作為下一階段進(jìn)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)現病害的征兆。

新觀(guān)點(diǎn)/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

我們得出結論，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(wú)關(guān)。

? 基于高光譜成像系統的葡萄葉片葉綠素、氮和葉綠素熒光參數的量化

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)檢測葡萄從結果到變色再到成熟過(guò)程中葉片氮含量(LNC)、葉綠素含量（SPAD）和葉綠素熒光（ChlF）參數的變化，以期找到一種簡(jiǎn)單有效的無(wú)損檢測這些參數的方法，以便高效監測葡萄生長(cháng)和控制葡萄品質(zhì)。

? 促進(jìn)番茄生長(cháng)的溫室光轉換涂層也有副作用？

含氟聚合物涂層可將UV-A和紫光轉換為藍光和紅光，從而刺激植物的生長(cháng)、發(fā)育和產(chǎn)量，但抑制熱誘導的電信號。本文通過(guò)光合熒光同步測量技術(shù)進(jìn)一步研究了這些光轉換涂層對電信號誘導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(yíng)養特性，但不會(huì )導致產(chǎn)量增加

為了解籽粒大小增加對產(chǎn)量和營(yíng)養性狀的作用，本文研究了小麥中TaBG1表達增加的效應及其對籽粒大小、產(chǎn)量組成和營(yíng)養品質(zhì)的影響。

生物技術(shù)/育種技術(shù)

? Nature：蠶豆首個(gè)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(gè)高質(zhì)量、染色體規模的基因組，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；為科研人員提供了一個(gè)基因組學(xué)的蠶豆育種平臺。

? Molecular Breeding：新型辣椒疫霉病抗性KASP分子標記的開(kāi)發(fā)與驗證

近日，中國農業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所的研究團隊在《Molecular Breeding》在線(xiàn)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分析的結果開(kāi)發(fā)新型辣椒疫霉病抗性KASP分子標記并進(jìn)行驗證，用于分子標記輔助選擇育種實(shí)踐。

? Science封面文章：葡萄演化中的雙重馴化和性狀起源

該研究由云南農業(yè)大學(xué)牽頭，匯集26個(gè)國家和地區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(gè)重要結論，為葡萄基因組輔助育種、品種溯源提供了重要參考數據集，對葡萄種質(zhì)資源挖掘，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義，標志著(zhù)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，用于復雜數量性狀的改良

研究團隊建立了一個(gè)利用CRISPR/Cas9系統，并基于玉米、水稻和擬南芥中與植物生長(cháng)調節功能保守的48個(gè)候選基因創(chuàng )建一套多重基因編輯的植物（即對多個(gè)不同的基因或特定的DNA位點(diǎn)進(jìn)行編輯）。

? 提速小麥單倍體技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程——原創(chuàng )小麥單倍體花青素標記鑒別系統

2023年3月1日， Plant Communications在線(xiàn)發(fā)表了中國農業(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控基因ZmC1和ZmR，成功創(chuàng )制了小麥紫胚芽鞘誘導系PCI和紫胚誘導系PEI，實(shí)現了小麥單倍體的精準鑒別，并利用PEI誘導系成功創(chuàng )制了DH系，展現了該技術(shù)在小麥育種中的應用前景。

? 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威學(xué)術(shù)期刊《自然遺傳學(xué)》（Nature Genetics）在線(xiàn)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建、結構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

? 探討│OJIP熒光快相應用中需注意的問(wèn)題

OJIP曲線(xiàn)即熒光快相，可以簡(jiǎn)單理解為把Fv/Fm的峰拉寬，放大，觀(guān)察和研究熒光上升的細節，從而獲得與原初光化學(xué)反應有關(guān)的信息。測量熒光快相需要較高的時(shí)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的調制技術(shù)與非調制（連續激發(fā)）熒光儀測出的OJIP曲線(xiàn)有什么區別？在數據分析和應用的時(shí)候需要注意些什么？我們就這些大家關(guān)心的問(wèn)題，與快相熒光領(lǐng)域的資深專(zhuān)家，德國WALZ應用科學(xué)家Gert Schansker博士進(jìn)行了探討。

? 地衣和生物土壤結皮的光合作用該怎么測量？

如果您正在進(jìn)行地衣和生物結皮相關(guān)領(lǐng)域的生態(tài)學(xué)研究，如果您正缺少一種工具來(lái)測量地衣和生物結皮的光合作用，緊湊型的多通道連續監測熒光儀MICRO-PAM和便攜式光合-熒光測量系統GFS-3000可能會(huì )對您非常有幫助。

? 光系統I存在可變熒光再添新證據

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(guò)比較遠紅光(720 nm，大部分被PSI吸收)和可見(jiàn)光(540 nm，被PSI和PSII吸收)激發(fā)的光誘導長(cháng)波熒光(＞765 nm)變化，進(jìn)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)力和鈣化的季節驅動(dòng)因素

本文應用了一種新的評估方法，該方法基于非侵入性原位技術(shù)，結合了創(chuàng )新的呼吸測量系統、熒光測量和照片分析，以評估P. carnosa在環(huán)境波動(dòng)下的代謝反應和能量學(xué)。

? 珊瑚原位呼吸代謝測量?jì)xCISME│珊瑚礁研究最新進(jìn)展

世界各地的科學(xué)家正在努力闡釋珊瑚礁環(huán)境的復雜性，以及氣候變化的各個(gè)方面如何影響珊瑚礁環(huán)境。在這樣做的過(guò)程中，他們使用了CISME——一種由北卡羅來(lái)納大學(xué)威爾明頓分校與Qubit Systems聯(lián)合開(kāi)發(fā)的潛水員部署系統，用于測量珊瑚的光合作用、呼吸作用和（去）鈣化。繼續閱讀，了解更多關(guān)于此項研究的信息。

? 藻類(lèi)群落結構掃描成像分析系統CytoSense 在微生物檢測中的應用

本研究通過(guò)對不同年份葡萄的理化參數、產(chǎn)量和品質(zhì)的觀(guān)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(jià)模型。研究結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。

? 應用自動(dòng)在線(xiàn)流式細胞術(shù)實(shí)時(shí)監測海洋海岸微生物濃度

本研究分別使用了用于在線(xiàn)分析光營(yíng)養微生物的Cytosense（CytoBuoy BV）和連接到海洋航行船的泵的OnCyt自動(dòng)流式細胞儀（OnCyt Microbiology AG）。證明了高空間分辨率監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(shí)時(shí)地指示水質(zhì)。

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