作為科技型企業(yè)，澤泉科技一直洞悉科研脈搏，走在行業(yè)前沿，想知道業(yè)內(nèi)有哪些研究成果，您可以在科研動態(tài)版塊一窺究竟。近期科研動態(tài)包括光合作用短期與長期波動光適應(yīng)、考茨基效應(yīng)、葉片暗呼吸高通量測量、珊瑚生理生態(tài)研究、擬南芥鹽耐受機(jī)制、植物光脅迫耐受性、夏玉米花粉活力變化、茶樹生物學(xué)、高光譜成像量化稻瘟病菌產(chǎn)孢量等。
·光合作用短期與長期適應(yīng)波動光照的機(jī)制解析：葉綠體硫氧還蛋白網(wǎng)絡(luò)的特定功能
2025 年3月24日，Journal of Experimental Botany發(fā)表由德國慕尼黑大學(xué)生物學(xué)系Peter Geigenberger、杜塞爾多夫大學(xué)分子光合作用研究所Dejan Dziubek和 CEPLASUte Armbruster多個(gè)團(tuán)隊(duì)共同合作完成的，標(biāo)題為：“Dissection of photosynthetic short and long-term acclimation to fluctuating light reveals specific functions within the chloroplast thioredoxin network”的研究論文。本研究通過分析擬南芥突變體(ntrc、trxf1.1、trxm1.1/m2.1)在長期FL下的光合參數(shù)、代謝物水平及氧化還原狀態(tài)，揭示了NTRC在平衡葉綠體氧化還原網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化碳同化和水分利用效率中的核心作用。
研究中使用葉綠素?zé)晒獬上?/span>IMAGING-PAM測定PSII量子效率(ΦII)、非光化學(xué)淬滅(NPQ)、質(zhì)體醌還原態(tài)(PQred)；通過雙通道調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨xDUAL-PAM-100測量P700吸收評估PSI量子效率Y(I)、受體側(cè)限制Y(NA)和供體側(cè)限制Y(ND)；通過GFS-3000光合熒光儀測量葉片氣體交換，記錄CO2同化速率(A)、胞間CO2濃度(ci)、蒸騰速率(E)并計(jì)算水分利用效率(WUE=A/E)。
原文：Dejan D., Louis P., Luca J., et al. Dissection of photosynthetic short and long-term acclimation to fluctuating light reveals specific functions within the chloroplast thioredoxin network[J]. Journal of Experimental Botany, 2025, eraf121.
·科學(xué)先驅(qū)：寫在考茨基效應(yīng)（Kautsky effect）發(fā)現(xiàn)94年后
1931年，海德堡大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，考茨基與助手赫希（A. Hirsch）發(fā)現(xiàn)：當(dāng)暗適應(yīng)的葉片突然暴露在強(qiáng)光下，葉綠素發(fā)出的紅色熒光會呈現(xiàn)戲劇性變化——先是在1秒內(nèi)劇烈增強(qiáng)，隨后緩慢下降，最終穩(wěn)定在低水平。這個(gè)被稱為“考茨基效應(yīng)”的現(xiàn)象，首次將光合作用的動態(tài)過程可視化。
但由于二戰(zhàn)期間德國與外界的學(xué)術(shù)交流中斷，弗蘭克的研究成果被塵封在《生物化學(xué)雜志》的德文卷中。直到 1960 年代，隨著雙光系統(tǒng)理論被普遍接受，人們才重新發(fā)現(xiàn)弗蘭克的先驅(qū)性貢獻(xiàn)。然而，他的名字至今仍未在主流教科書中得到應(yīng)有的重視。
原文：Schreiber, U., & Lichtenthaler, H. K. Hans Kautsky’s groundbreaking discovery(ies) in 1931, its scientific environment, and the ensuing developments[J].Photosynthetica, 2025, 63(1): 28-36.
· 種子呼吸/活力分析儀應(yīng)用新探索：高通量測量葉片暗呼吸
2025年2月25日，Journal of Experimental Botany發(fā)表了Rubén Vicente 等人題為“High-throughput screening of wheat leaf dark respiration identifies significant genetic control”的論文。該論文對 Gaju 等人 2025 年的研究進(jìn)行了評論，指出Rdark在植物生長中作用關(guān)鍵，但此前育種中未受重視，且測量技術(shù)通量低。Gaju 等人利用新型系統(tǒng)檢測O?消耗，大規(guī)模篩選小麥Rdark，證明其受顯著遺傳控制，為將Rdark用于育種提高谷物產(chǎn)量提供依據(jù)。
原文：Rubén V., Alisdair R F., Estefanía U., et al. High-throughput screening of wheat leaf dark respiration identifies significant genetic control[J]. Journal of Experimental Botany, 2025, 76: 904–908
·Science Advances：葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)在珊瑚生理生態(tài)研究中的應(yīng)用
珊瑚礁是海洋生產(chǎn)力的核心，但其生存正面臨氣候變化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。珊瑚白化(共生藻類流失)是珊瑚死亡的主要誘因，而葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)(Chlorophyll Fluorescence)作為一種非侵入式工具，已成為評估珊瑚共生藻光合健康的關(guān)鍵手段。本文將從葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)在珊瑚生理生態(tài)研究中的應(yīng)用場景及其在珊瑚熱抗性研究中的前沿進(jìn)展給大家呈現(xiàn)一些案例。葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)可以測量珊瑚共生藻類光合作用光能利用相關(guān)的活性參數(shù)，例如暗適應(yīng)后的最大光化學(xué)效率Fv/Fm，可以反映珊瑚共生藻PSII的潛在活性；光適應(yīng)下的實(shí)際光化學(xué)效率Y(II)，可以用于實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境壓力，通過Y(II)和珊瑚生境下的光合有效輻射PAR?？梢杂?jì)算珊瑚光合系統(tǒng)II的電子傳遞效率；非光化學(xué)淬滅NPQ，可以用來進(jìn)行珊瑚光保護(hù)機(jī)制的表征。
原文：Santoro EP, et al. Inherent differential microbial assemblages and functions associated with corals exhibiting different thermal phenotypes[J]. Science Advances, 2025, 11(3): eadq2583.
· 擬南芥鹽耐受機(jī)制：ABA信號通路關(guān)鍵基因AtDPBF3的功能分析
近期，Plant Physiology and Biochemistry發(fā)表了上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院周鵬副研究員為通訊作者題為“Functional analysis of AtDPBF3, encoding a key member of the ABI5 subfamily involved in ABA signaling, in Arabidopsis thaliana under salt stress”的研究論文。該研究聚焦擬南芥AtDPBF3基因，探究其在鹽脅迫下的功能，通過對突變體dpbf3和野生型的對比實(shí)驗(yàn)，揭示AtDPBF3增強(qiáng)鹽耐受性的機(jī)制，為研究ABA信號通路和植物抗逆機(jī)制提供依據(jù)。研究中使用Imaging-PAM調(diào)制葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)（德國WALZ公司）測量熒光參數(shù)，同時(shí)獲取 Fv/Fm 值。
原文：Sun L, You X, Gao L, et al. Functional analysis of AtDPBF3, encoding a key member of the ABI5 subfamily involved in ABA signaling, in Arabidopsis thaliana under salt stress[J]. Plant Physiology and Biochemistry, 2025, 220: 109494.
·葉綠素?zé)晒庵Πl(fā)現(xiàn)蒽醌衍生物賦予植物光脅迫耐受性
2025年2月27日，Communications Biology在線發(fā)表日本東京大學(xué)農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)研究生院Wataru Yamori課題組標(biāo)題為Identification and characterization of compounds that improve plant photosynthesis and growth under light stress conditions的研究論文。文章通過葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)構(gòu)建了基于煙草葉圓片的高通量化學(xué)篩選系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了蒽醌衍生物(如A1N和A4N)能夠通過增強(qiáng)光系統(tǒng)I(PSI)的電子接受能力緩解植物高光脅迫，顯著提升光合效率和作物生長，且對非脅迫條件下的植物無負(fù)面影響，為農(nóng)業(yè)抗逆化學(xué)品的開發(fā)提供了新策略。本研究中，基于煙草葉圓片構(gòu)建的的高通量化學(xué)篩選系統(tǒng)是以葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)MAXI-IMAGING-PAM為底盤的，5.35 mm的煙草葉圓片放置在96孔板進(jìn)行篩選。96孔板孔內(nèi)提前放置棉球并加200μL蒸餾水以營造潮濕的環(huán)境。將葉圓片放在棉球上，葉子的頂部朝上。在整個(gè)過程中，它們保持濕潤。番茄和生菜完整葉片以及擬南芥植株的光合參數(shù)測量，蒽醌衍生物長期效應(yīng)與安全性評估也都是通過MAXI-IMAGING-PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)完成的。此外，實(shí)驗(yàn)樣品PSII和PSI期間電子傳輸速率的測定還用到了雙通道葉綠素?zé)晒鈨xDUAL-PAM-100和GFS-3000光合儀及聯(lián)用葉室。系統(tǒng)全面的評估了蒽醌衍生物對煙草、番茄、生菜和擬南芥幼苗的短期和長期的影響。
本研究中，基于煙草葉圓片構(gòu)建的的高通量化學(xué)篩選系統(tǒng)是以葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)MAXI-IMAGING-PAM為底盤的，5.35 mm的煙草葉圓片放置在96孔板進(jìn)行篩選。96孔板孔內(nèi)提前放置棉球并加200μL蒸餾水以營造潮濕的環(huán)境。將葉圓片放在棉球上，葉子的頂部朝上。在整個(gè)過程中，它們保持濕潤。番茄和生菜完整葉片以及擬南芥植株的光合參數(shù)測量，蒽醌衍生物長期效應(yīng)與安全性評估也都是通過MAXI-IMAGING-PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)完成的。此外，實(shí)驗(yàn)樣品PSII和PSI期間電子傳輸速率的測定還用到了雙通道葉綠素?zé)晒鈨xDUAL-PAM-100和GFS-3000光合儀及聯(lián)用葉室。系統(tǒng)全面的評估了蒽醌衍生物對煙草、番茄、生菜和擬南芥幼苗的短期和長期的影響。
原文：Qu, Y., Sakoda, K., Wakabayashi, Y., et al. Identification and characterization of compounds that improve plant photosynthesis and growth under light stress conditions[J]. Communications Biology, 2025, 8: 300.
·花粉活力分析儀助力解析高溫干旱脅迫下夏玉米花絲和花粉活力變化及響應(yīng)機(jī)制
2025年2月22日，Industrial Crops and Products 在線發(fā)表河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院邵瑞鑫教授團(tuán)隊(duì)題為“Transcriptome and metabolite reveal the inhibition induced by combined heat and drought stress on the viability of silk and pollen in summer maize” 的研究論文。該研究通過整合轉(zhuǎn)錄組、代謝組、生理和農(nóng)藝數(shù)據(jù)，揭示了糖和植物激素在夏玉米花粉和花絲響應(yīng)高溫與干旱脅迫過程中的功能機(jī)制，為培育適應(yīng)氣候變化的玉米品種提供了全新的思路，對黃淮海地區(qū)夏玉米的抗逆栽培生產(chǎn)具有重要的理論指導(dǎo)意義。研究中，研究人員采用Ampha Z32 花粉活力分析儀（瑞士Amphasys）對不同處理組的花粉活力進(jìn)行了精準(zhǔn)量化分析。
原文：Li H, Tang Y, Meng F, et al. Transcriptome and metabolite reveal the inhibition induced by combined heat and drought stress on the viability of silk and pollen in summer maize[J]. Industrial Crops and Products, 2025, 226: 120720.
·安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋傳奎教授團(tuán)隊(duì)近期發(fā)表多篇高分文章
近年來，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋傳奎教授團(tuán)隊(duì)在茶樹生物學(xué)、植物代謝調(diào)控、植物-植物間通訊以及氣體傳感技術(shù)等領(lǐng)域取得了顯著的研究成果。近期，宋教授團(tuán)隊(duì)在New Phytologist、Sensors and Actuators: B. Chemical和Science Advances等國際頂級期刊上連續(xù)發(fā)表多篇高分文章，涵蓋了茶樹抗寒機(jī)制、植物間雙向通訊、以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)的茶香氣多組分識別等多個(gè)前沿研究方向。這些研究不僅深化了我們對茶樹生物學(xué)和植物代謝調(diào)控的理解，還為茶樹抗逆性提升、病蟲害早期預(yù)警等實(shí)際應(yīng)用提供了新的理論依據(jù)和技術(shù)支持。
原文：Huang, S., Zhang, S., Ma, X., et al. Glycoside-specific metabolomics reveals the novel mechanism of glycinebetaine-induced cold tolerance by regulating apigenin glycosylation in tea plants. New Phytologist (2025).
·利用高光譜成像量化稻瘟病菌在不同水稻基因型上的產(chǎn)孢量
近期，發(fā)表于Plant Methods的文章“Hyperspectral imaging for quantifying Magnaporthe oryzae sporulation on rice genotypes”探究了 HSI 測量稻瘟病菌在不同水稻基因型上孢子生產(chǎn)的潛力。具體包括確定不同抗性水稻基因型對病菌孢子生產(chǎn)的影響、量化病菌在不同基因型水稻上的產(chǎn)孢量、建立光譜差異與孢子生產(chǎn)速率的關(guān)系，為水稻抗瘟育種提供依據(jù)。研究中使用高光譜線掃相機(jī)（PFD V10E, Specim, Oulu, Finland）記錄水稻葉片上高光譜圖像。
原文：Maina, A.W., Oerke, EC. Hyperspectral imaging for quantifying Magnaporthe oryzae sporulation on rice genotypes[J]. Plant Methods, 2024, 20: 87