拟南芥

加拿大Conviron公司研制的植物生长箱系列，以提供“精确可靠的箱体环境参数”闻名于世。旗下的Adaptis系列产品，依据多年的研发生产经验设计而成，为市场提供了最完美的人性化实验室平台。Adaptis A1000多功能培养箱方便灵活，是为研究性实验而设计的多用途产品。经济型的AdaptisA1000AR专用于培养模式植物拟南芥，其*的温度和湿度控制很好的摒除了部分培养箱在培养拟南芥的过程中容易发芽，或者湿度过大而死亡的弊病。 德祥科技有限公司作为Conviron在大中国地区的独家代理，全权负责Conviron产品在该区域的市场及销售、技术及应用支持工作。 2007年6月20日至6月23日，Conviron公司与德祥科技携手参加第十八届国际拟南芥研究大会，取得圆满成功。来展台莅临指导的除了世界*的研究机构外，还有众多国内知名的高校、研究所，包括中科院、农科院、北京大学、清华大学、北京生命科学学院和中国农业大学等，大家纷纷就拟南芥培养中出现的问题做了有益的探讨。德祥科技有限公司也会一如既往的为Conviron植物生长箱的广大新老用户提供完善*的服务！

不同的细胞策略决定了10种拟南芥天然种质对轻度干旱的敏感性拟南芥种质的全球分布施加了不同类型的进化压力，这有助于这些种质对环境胁迫的各种反应。干旱胁迫反应已经得到很好的研究，特别是在哥伦比亚的一种常见拟南芥种质。然而，对干旱胁迫的反应是复杂的，我们对这些反应中哪些有助于植物对轻度干旱的耐受性的理解是非常有限。本文研究了自然种质在早期叶片发育过程中在生理和分子水平上对轻度干旱的反应机制。记录了自然种质之间轻度耐旱性的差异，并使用干旱敏感种质ICE163和耐旱种质Yeg-1的转录组测序来深入了解这种耐受性的潜在机制。这表明ICE163优先诱导茉莉酸和花青素相关途径，这有利于生物胁迫防御，而Yeg-1更明显地激活脱落酸信号，即经典的非生物胁迫反应。还研究了相关的生理特征，包括脯氨酸、花青素和ROS的含量、气孔关闭和细胞叶参数，并将其与转录反应相关联。结论是这些过程中的大多数构成了一般干旱响应机制，在耐旱和敏感的种质中受到类似的调控。然而，在轻度干旱下关闭气孔和维持细胞扩张的能力似乎是在轻度干旱下促进叶片更好生长的主要因素。图1.不同拟南芥种质在轻度干旱下表现出不同的叶片生长减少为了探索拟南芥的遗传多样性如何影响对轻度干旱胁迫的反应，我们在自动称重、成像和浇水机（WIWAM）上筛选了来自不同来源的15份自然材料（图1A）。当第三片真叶（L3）开始出现时，在层积（DAS）后6天开始对一半植株进行轻度干旱（MD）处理。另一半的植物保持在充分浇水（WW）的条件下作为对照。在22 DAS收获植株，并测量成熟L3的面积。在WW条件下，各材料的平均叶面积（LA）已经有所不同（图1），但除EY15-2外，所有材料在MD条件下的LA相对显著减少（图1B）。值得注意的是，LA的减少程度因加入量的不同而有很大差异，从14%到61%不等（图1B，补充表S2）。在WW条件下，对MD的敏感性并不取决于叶片的大小，因为WW条件下的LA与MD的相对减少之间没有相关性。我们鉴定了干旱敏感材料，如Oy-0、Ler-0、ICE97和ICE163，以及更具耐旱性的材料，包括C24、Yeg-1、An-1、Sha和EY15-2。图2.轻度干旱胁迫下脯氨酸、花青素和活性氧的积累通过在WW和MD条件下进行3,3-二氨基联苯胺(DAB) 染色来检查H2O2的丰度。除了EY15-2和ICE163（图2A），在MD下的大多数种质的子叶中，H2O2水平（可视化为深棕色沉淀物）增加。然而没有观察到耐受和敏感种质之间一致的显著差异。为了保持 ROS 的稳态，植物进化出复杂的酶促和非酶促抗氧化系统，已知脯氨酸积累在非生物胁迫中发挥积极作用。除了脯氨酸外，在本文的GO分析中，花青素相关基因的比例过高。因为脯氨酸和花青素都能够清除ROS，我们在保水后五天测量了它们在幼苗中的丰度。除了Sha外，大多数种质在MD处理后积累的脯氨酸水平相似（图2B）。另一方面，花青素测量显示，积累较少H2O2的生态型，ICE163和EY15-2，在MD期间花青素含量显着增加（图2C）。这些结果表明，在我们的MD条件下，花青素可有效抵消ROS，而脯氨酸在敏感和耐受性种质中充当一般干旱响应因子。在保水后五天测量了干旱对耐受性和敏感种质气孔关闭的影响。在WW条件下，Oy-0和ICE163（干旱敏感种质）已经显示出比ICE97和三个耐受种质更高的开放气孔比率（图3，A和B）。在MD下，所有种质的气孔开放显着减少（图3，A和B），但我们发现耐受性种质的开放气孔少于敏感种质（图3B）。在MD条件下，具有较低气孔密度（SD，每平方毫米气孔数）的植物表现出较低的蒸腾作用和较高的水分利用效率。因此，在22DAS时分析了所有敏感和耐受种质的SD。值得注意的是，敏感种质ICE163和ICE97在MD处理期间显示出SD显着增加（图3D），而在耐受种质中SD未改变。并计算了22 DAS时的气孔指数（SI，每表皮细胞总数的气孔数）。在所有种质中，Sha在WW和MD条件下的SI最高（分别为32%和29%），而Oy-0的SI最低（分别为23%和22%）（图 3C）。然而，我们在所有六个种质中都没有观察到MD处理对SI的任何显着影响（图3C），这表明气孔的发育在干旱期间没有改变。图3.轻度干旱处理后的气孔开度、指数和密度本文发现大多数种质在干旱期间平均路面细胞数量显着减少，除了EY15-2（图4A），其中L3的最终区域不受干旱的显着影响（图1B）。在所有生态型中，细胞数量减少到相似的程度（图4A）。另一方面，敏感种质中的MD处理显着减少了平均路面细胞面积，而在耐受种质中没有观察到减少（图 4B）。更具体地说，敏感种质在MD处理期间显示出较小细胞比例增加或大路面细胞比例降低，但在耐受种质中未观察到显着差异（图4C）。这些数据表明，细胞扩增的减少是这些生态型中对MD的耐受性和敏感性之间的主要区别因素。图4.轻度干旱对敏感和耐受种质的路面细胞数量和面积的影响不同

五洲东方公司系列有奖问答十一&mdash &mdash &ldquo Percival拟南芥培养箱有奖问答&rdquo 活动开始啦！全部回答正确者即可获得由五洲东方公司提供的精美奖品一份。熟悉实验方法的网友不要犹豫了，快来参加吧!　　 活动开始时间： 　　2012年8月15日 　　活动奖励： 　　全部答全答对的网友将获得&mdash &mdash 30元联通电子充值卡，此卡可以充值手机，可以充值固话也可以充值网费。 　　答题规则如下： 　　１、我们会提供参考文章，您可以阅读完文章后答题。 　　２、本次试题共10题，1-10题都必须答全。 　　３、点击下载试题，填写完整后，您可以： 　　1）将问卷邮件至g.y_liu@ostc.com.cn。 　　2）将问卷邮寄至北京五洲东方公司（&ldquo 北京市海淀区北四环中路265号中汽大厦7层&rdquo ，邮编：100083，刘广宇收）。 　　3）将问卷发送至QQ：179260946。 　　奖品发放： 　　收到问卷经审核后，将发放精美奖品。 　　为了保证奖品能顺利发送到您的手中，请将您的所有联系方式全部填写全面。 　　活动咨询电话：400-011-3699 　　活动详情：http://www.bioon.com.cn/news/showarticle.asp?newsid=44358 　　请关注下期有奖问答活动： 　　五洲东方公司系列有奖问答十二 　　所有活动信息请关注五洲东方官方网站www.ostc.com.cn首页公告栏。 　　感谢您的参与！

近几年以来，中国在植物学领域实现了质的飞跃，其植物学研究成果占到了全球的20%以上，随着国家对于基础科学研究的重视，一大批优秀的成果脱颖而出。本期介绍的这篇论文就是重要代表之一。中国农业大学武维华院士/王毅教授课题组、李继刚教授课题组和德国明斯特大学J?rg Kudla教授课题组合作完成了拟南芥转录因子MYB59调控低钾条件下K+/NO3-转运的分子机制研究。2019年2月，Plant Cell在线发表了题为“The tranion factor MYB59 regulates K+/NO3-translocation in the Arabidopsis response to low K+stress”的研究论文。该研究揭示了拟南芥转录因子MYB59应答养分胁迫环境，并调控钾和氮协同运输的分子机制。同时，Plant Cell编委还针对该研究内容发表了题为“It' s an uphill battle: The MYB59-NPF7.3 regulatory module and its role in nutrient transport”的专评。钾和氮是植物生长发育所必需的大量元素,直接影响植物的生长发育以及作物的产量和品质。K+在酶促反应、渗透调节、电荷平衡等方面都起着重要的作用，而N则是碳化合物的组成成分，构成了氨基酸、蛋白质、核苷酸等物质。长期的农业生产实践早已证明，按适当比例施用钾肥和氮肥可以显著提高肥料的吸收利用效率。已有的研究报道显示，钾和氮的吸收和转运是协同进行的,但其分子调控机制仍不明确。课题组实验室前期研究发现，拟南芥硝酸根转运体NRT1.5不仅负责NO3-从根向冠的转运，同时还影响K+从根部向冠部的运输过程。因此，NRT1.5很可能是钾和氮协同运输的重要组分。已有研究表明钾缺乏抑制NRT1.5的转录,说明NRT1.5的转录能够响应环境中钾浓度变化，但低钾抑制NRT1.5转录的调控机制尚属未知。本论文工作证明了MYB59是NRT1.5的正向转录调控因子，低钾可通过抑制MYB59的转录及促进MYB59蛋白的降解进而抑制NRT1.5的转录，最终调节拟南芥中钾和氮的协同转运过程。通过表型筛选获得一个拟南芥低钾敏感突变体lks3。离子含量测定结果显示，低钾条件下MYB59突变体的根部积累了更多的K+和NO3-，而冠部的K+和NO3-含量降低，说明MYB59调控K+和NO3-从根向冠的转运过程。实验结果还表明,低钾处理可以同时抑制MYB59及NRT1.5的转录水平。而半体内蛋白降解实验结果表明，低钾处理后MYB59.3蛋白被快速降解。本论文研究结果表明，MYB59是NRT1.5的正向转录调节因子。在正常钾条件下，MYB59促进NRT1.5的转录，进而促进拟南芥中K+和NO3-从根向冠的协同运输过程。低钾胁迫时，MYB59的转录水平和蛋白水平均被下调，结果使NRT1.5的转录被抑制，K+和NO3-从根向冠的协同转运也随之受抑。论文研究工作证明了MYB59和NRT1.5这一转录调控通路在植物响应环境钾亏缺、调控钾/氮协同转运及根冠分配方面有重要作用。 拟南芥通过MYB59-NPF7.3调控机制应答和调节外部K+/NO3-水平在该研究论文中，86Rb+ 吸收实验被用来分析K+的吸收，86Rb+ 同位素作为示踪剂被珀金埃尔默的MicroBeta液闪仪定量检测，珀金埃尔默助力中国科学家取得更大成绩。文章链接1.http://www.plantcell.org/content/early/2019/02/13/tpc.18.006742.http://www.plantcell.org/content/early/2019/02/13/tpc.19.00032关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn。

近日北京易科泰生态技术有限公司工程师克服新冠疫情影响，为河南大学调试安装完成一套光系统II功能综合研究系统。这套系统包含3个功能单元：FluorCam封闭式叶绿素荧光成像仪、FL6000双调制叶绿素荧光测量仪、TL6000植物热释光测量仪。 光合作用发生于叶绿体内的类囊体（thylakoid）膜上，类囊体膜上嵌插有光系统I和光系统II（PSI和PSII）。由于光系统II位于光系统I前端，同时还含有放氧复合体oxygen-evolving complex。因此光合作用研究的重中之重就是对光系统II的研究。 FluorCam封闭式叶绿素荧光成像仪用于叶绿素荧光淬灭动力学的各种参数测量并成像，尤其适用于研究植物不同部位逆境响应的变化规律、突变体筛选等。同时FluorCam封闭式叶绿素荧光成像仪是国际上唯一可以进行宏观OJIP快速荧光动力学成像和QA再氧化动力学成像的仪器。 FL6000双调制叶绿素荧光测量仪使用STF（单周转光闪）为主要测量工具，进行QA–再氧化动力学、S状态转换、快速叶绿素荧光诱导等其他普通调制式荧光仪无法完成的测量程序，反映光系统II的差异变化。同时还可以测量PAM（脉冲调制）测量、OJIP快速荧光动力学测量，时间分辨率最高达1μs，世界上公认的功能最为全面、时间分辨率最高的叶绿素荧光仪。 TL6000植物热释光测量仪通过检测光系统II的温度-热释光强度曲线，反映光系统II S2QB?、S3QB?稳定性、放氧复合体的活性及S态转换。从而将光系统II研究的深度推进到光合电子传递某一具体步骤的层次。这也是目前国际上唯一商用化的光系统II热释光测量仪器。 这一综合系统代表了国际上光系统II研究技术的最高峰，是光合作用深入研究的不二之选。河南大学计划使用这一综合系统，开展对拟南芥、微藻、玉米等作物的光合机理研究。除河南大学以外，中科院植物所、中科院水生所、上海师范大学、山东农大等单位也都装备了这一系统。 易科泰生态技术公司提供植物表型组学研究全面解决方案：? 从手持式、便携式仪器，到PlantScreen大型植物表型成像分析平台? 从FKM细胞亚细胞水平，到叶片尺度、冠层尺度及Ecodrone® 无人机遥感技术? FluorCam叶绿素荧光成像技术? Specim高光谱成像技术? Thermo-RGB红外热成像与彩色成像融合技术

MST案例汇总 植物生长会受到各种复杂多变的逆境条件胁迫，包括干旱、盐碱和低温等。在长期的系统发育过程中，植物也逐渐形成适应、抵抗和忍耐的抗逆性，植物抗逆性机制为当前研究的热点，今天小编带大家来了解一下，微量热泳动（MicroScale Thermophoresis, MST）互作技术在植物适应逆境的机制研究的应用。01高温胁迫_蛋白&蛋白互作Chen, Si‐Ting, et al. "Identification of core subunits of photosystem II as action sites of HSP 21, which is activated by the GUN 5‐mediated retrograde pathway in Arabidopsis." The Plant Journal 89.6 (2017): 1106-1118.前人研究发现位于叶绿体的热休克蛋白21（HSP21）能够保护光系统II复合体 (PSII)，使其免受细胞内热和氧化应激，但其作用的分子机制尚不清楚。中科院植物生理生态研究所郭房庆研究团队发现，热应激下拟南芥HSP21被GUN5依赖的逆向信号通路激活，并直接结合其核心亚基D1和D2蛋白来稳定PSII。 组成性表达HSP21可以恢复热胁迫下PSII 的热敏稳定性和gun5突变体的功能缺失，表明HSP21是热胁迫条件下维持类囊体膜系统完整性的关键伴侣蛋白。研究人员借助MST技术直接在接近天然状态下的裂解液中检测了HSP21蛋白与PS II核心亚基D1和D2蛋白之间的亲和力。图注：MST技术检测HSP21和植物裂解液中D1/D2结合植物内某些蛋白较难纯化或者纯化后活性受影响，利用MST技术，可直接在植物裂解液内进行亲和力检测，无需纯化。在本次实验中，作者裂解表达35S::D1-eYFP或35S::D2-eYFP的转基因植物，直接向裂解液中加入梯度稀释的纯化HSP21蛋白，检测得到HSP21与D1/D2的亲和力Kd分别为0.67μM和1.32μM.02低温胁迫_蛋白&离子Ding, Yanglin, et al. "CPK28-NLP7 module integrates cold-induced Ca2+ signal and transcriptional reprogramming in Arabidopsis." Science Advances 8.26 (2022): eabn7901.寒冷的环境中会触发植物细胞质Ca2+的激增，导致植物的转录重编程。然而，Ca2+信号是如何被感知和传递到下游的低温信号通路仍然是未知的。中国农业大学杨淑华课题组研究发现，钙依赖性蛋白激酶28 (CPK28)启动了一个磷酸化级联，从而作用于低温诱导Ca2+信号下游的转录重编程。这项研究阐明了一种先前未知的机制，揭示了植物从质膜到细胞核的快速感知和转导低温信号的关键策略。研究中，作者通过MST实验检测到CPK28可直接与Ca2+结合。CPK28 EF-hand位点突变蛋白CPK28EFm与Ca2+亲和力降低了6倍，证明了EF-hand对结合Ca2+非常重要。图示：MST技术检测CPK28/CPK28EFm与Ca2+的亲和力03淹水胁迫_蛋白&离子Lehmann, Julian, et al. "Acidosis-induced activation of anion channel SLAH3 in the flooding-related stress response of Arabidopsis." Current Biology 31.16 (2021): 3575-3585.淹水胁迫导致厌氧菌引发的胞质酸中毒，使植物细胞感知酸性并通过膜去极化传递这种信号的分子机制尚不清晰。德国维尔茨堡大学研究表明，拟南芥根中酸中毒诱导的阴离子流出依赖于阴离子通道AtSLAH3，细胞质子浓度的增加使SLAH3从无功能二聚体转变为活性单体形式，激活了阴离子通道。研究发现硝酸盐对于pH依赖的通道激活至关重要，并通过MST技术研究SLAH3与NO3-的结合。图示：(左) 淹水相关胁迫响应中酸中毒诱导的阴离子通道SLAH3的激活(右) MST技术检测不同PH下SLAH3与NO3-亲和力作者表达SLAH3-GFP融合蛋白作为荧光信号源，无需其他标记。在pH6.5下检测到SLAH3与NO3-相互作用的Kd为120±50 mM。在pH为7.3时，SLAH3仍与NO3-结合，但亲和力降低了60%，表明SLAH3与阴离子的结合依赖于pH。04干旱胁迫_蛋白和磷脂分子Yang, Yongqing, et al. "Phosphatidylinositol 3-phosphate regulates SCAB1-mediated F-actin reorganization during stomatal closure in Arabidopsis."The Plant Cell 34.1 (2022): 477-494.为了应对干旱胁迫，植物关闭气孔以减少叶片蒸腾水分的损失。气孔运动受信号分子磷脂酰肌醇三磷酸(PI3P)的调控。然而，这一过程的分子机制尚不清楚。中国农业大学郭岩研究组研究表明，拟南芥气孔关闭过程中，PI3P通过与植物特异性肌动蛋白结合蛋白 (SCAB1) 结合，抑制其寡聚，从而调节气孔关闭期间保卫细胞中F-肌动蛋白稳定性和重排。为了检测SCAB1蛋白是否可与PI3P结合，作者进行MST实验，结果显示二者具有非常强的亲和力，解离常数Kd为4.5±0.09 pmol。为了确定具体结合位点，作者将PI3P motifs RXLR-dEER进行突变，MST结果显示，三重突变蛋白不能与PI3P结合。综合其他实验，最终证明，SCAB1的4个RXLR motifs均具有PI3P结合能力，且至少需要2个RXLR才能与PI3P结合。图示：MST检测SCAB1与PI3P的亲和力

10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。空间站第五批空间科学实验样品随神舟十六号飞船同时返回。本次共下行19个科学实验项目的样品，包括肝细胞、蛋白与核酸、拟南芥植株、水稻和拟南芥种子、秀丽线虫、石生微生物、地衣芽孢杆菌、耐辐射微生物等生命科学实验样品，以及钆钛钴（GdTiCo）、镍钛（TiNi）、铁镍铍（FeNiPB）等材料科学实验样品，总重量25公斤左右。10月31日下午，生命科学实验样品运抵北京并交付由中国科学院牵头负责的空间应用系统，随后样品转运至中国科学院空间应用工程与技术中心。空间应用系统总体与相关实验人员对返回的生命科学实验样品基本状态进行检查确认，并交接给相关实验科学家开展后续研究。科学家正在检查实验样品。中国科学院空间应用工程与技术中心供图科学家后续将对返回的生命科学实验样品进行转录组测序、代谢组学或蛋白组学检测等生物学检测分析，通过与地面比对分析，认识重力变化对细胞生命活动的作用规律，发展基于生物力学的空间细胞-组织动态培养新实验技术；探究重力效应对密码子起源的影响，为生命的化学起源理论体系提供重要的科学依据；解析长周期辐射对线虫休眠体的影响，尤其是遗传系统的损伤，分析空间辐射损伤的品质因子，构建空间辐射损伤评估模型，为辐射防护等提供指导。材料科学实验样品随返回舱运抵北京后，将进行空间样品、地面样品组织及成分分布差异等测试分析，揭示微重力对材料的物理化学性质、相变过程规律、合成制备等影响机理，促进材料的加工工艺改进与优化，为核电密封、高压开关触头、磁制冷及高性能电子封装等领域材料以及下一代航天发动机、飞机起落架等关键材料制造提供理论和技术支撑。

北京时间2月21日报道，据英国《新科学家》杂志报道，由《科学》杂志和美国国家科学基金会评选的2009年度“科学与工程视觉挑战”奖 (Science and Engineering Visualization Challenge)评选结果出炉，分别揭晓了图片类，图解类，信息绘图类，交互式和非交互式媒体类的五个奖项的冠军。以下就是这些获奖图片。 　　1. 盘枝错节的力量网络　　 盘枝错节的力量网络 　　这张照片拍摄的是一个4米高、5米宽、2.5米深的立体模型，代表了肺的内皮细胞在形成血管时所产生的力量网络。目前，这一模型在奥地利展出，参观者可以近距离参观，甚至在其中穿行。 　　这一模型是根据肺部血管的细胞生物学实验和电脑模拟制成的。这一模型是由位于美国费城的宾夕法尼亚大学科学家开发的，旨在探究生命系统中的基本过程及其在生物医学和建筑领域内的应用。 　　这一作品赢得图解类第一名。 　　2. 聚合物螺旋抓紧小球　　 聚合物螺旋抓紧小球 　　去年，哈佛大学一个工程师团队发现，将聚合物毛浸没在液体中，随后液体蒸发，聚合物毛就会呈现螺旋结构。这张经过数字处理增色的图片显示，聚合物毛形成的螺旋结构直径尽管只有250微米，甚至能够紧紧抓住小球体，需要时也可以将之释放。 　　这一研究展现了控制聚合物毛的新方法。这张图片是科研人员利用扫描电子显微镜制得的，赢得了图片类第一名。 　　3. 花朵的力量　　 花朵的力量 　　这张图片是通过扫描电子显微镜获得的，事实上每个“花朵”是由一束10微米高的微小柱体所组成，这些柱体的成分是一种被称为聚二甲硅氧烷的聚合物。这种原始状态下为液态的聚合物被倒入模具中，聚合物链之间的交联作用使它转变成为柔软、有弹性的固体。 　　从它们的模具中分离这些微小的柱体是相当困难的，常常会导致单独的柱体坍塌为一束。这张图片正是捕捉了柱体们倒塌的瞬间。 　　这些柱体被用于测量果蝇细胞中的收缩力，这是一种细胞在分裂和运动时对外界环境所施加的作用力。 　　这张图片赢得图片类提名。 　　4. 微生物与矿物质：沙漠里的生死较量　　 微生物与矿物质：沙漠里的生死较量 　　这张图片中的金属盐样品是美国威斯康辛大学史蒂芬角分校的化学家迈克尔扎克在一次前往位于加利福尼亚死亡峡谷国家公园的旅行中收集的。 　　当他把水加入这些样品时，休眠于此的微生物们苏醒过来，在背景中纷纷蠕动。当水分蒸发完毕后，扎克拍摄了这张照片，捕捉到了光线在新生成晶体上的反射。 　　这种微生物分泌一种化学物质，能够阻止金属盐晶体的形成，从而保证自己在高盐、酸性环境的生存。 　　5. 自体受精　　 自体受精 　　拟南芥常常被用于植物生物学研究，而且它也是国际上第一个完成全部基因组序列测定的高等植物。目前，利用其作为模式植物进行植物功能基因组学的研究在世界各国开展得如火如荼。 　　在这张图片中，花粉颗粒、子房和花粉管都被染成墨绿色。由于特殊成像技术的应用，背景呈蓝色，花瓣和萼片呈现黄色。 　　图片显示了拟南芥的自体受精。小黑点代表了花粉，它们掉落在花中心的柱头上，然后开始生成花粉管。花粉在花粉管内移动，给胚珠授精。 　　这张图片赢得了优秀图片奖提名。 　　6. 跟着金钱走：人类流动和有效的社区　　 跟着金钱走：人类流动和有效的社区 　　跟着金钱走是由位于伊利诺伊州的西北大学复杂系统研究(Research on Complex Systems)小组的两名学生制作的视频作品。这一作品通过金钱的流动揭示了人类的迁徙。创作人员借助美元跟踪网站Where's George?(美元上有美国首任总统乔治华盛顿头像George Washington)的信息，创作出出美国人员迁徙的图画。 　　这一视频作品使他们赢得了非交互式媒体类冠军。 　　7. 基因数字实验室：细胞生物学　 　基因数字实验室：细胞生物学 　　一家名为Spongelab Interactive的公司设计出一系列互动游戏、动画，学生、老师和家长可以借助它们探究细胞世界。该公司擅长教学工具的研发。 　　如图所示的这一模块，赢得了交互式媒体类冠军。用户可以控制细胞内参与能量循环过程中的生化系统，探索光合作用和植物呼吸的机制。

人们面对病毒入侵，会通过佩戴口罩进行有效抵御。同样，植物也会通过调节气孔的开放和关闭来抵抗病原入侵。气孔关闭可减少水分流失并限制病原体进入，然而长时间关闭气孔，会导致植物光合作用以及蒸腾作用的减弱，水分的过度积累甚至会促进植物体内病原体的定殖。所以，植物其实也是需要在合适的时间“摘掉口罩”。那么，植物是如何动态调节气孔关闭和开放的？其背后的分子机理仍不清楚。今年5月，美国德州农工大学何平教授、单立波教授与山东建筑大学侯书国教授在Nature主刊合作发表了相关研究，发现了一类新的调控免疫和水分流失的分泌小肽SCREWs，阐明了SCREWs参与植物重新打开气孔的分子机制。这也是山东建筑大学首篇Nature主刊文章。植物基因里编码数以千计的小肽，而其中多数小肽的功能仍是未知的。一些小肽是植物免疫的细胞因子，被驻扎在细胞表面的受体激酶所感知。作者首先分析了拟南芥小肽合成基因的转录组学，发现受细菌鞭毛蛋白刺激时，一些小肽的合成会明显提高，并且这些小肽具有保守的C端（图1）。用这些小肽处理种苗后，发现小肽诱导激活了MAPKs（mitogen-activated protein kinases），及包括WRKY30，WRKY333，WRKY353和FRK1在内的多种PTI（pattern-triggered immunity）标志物的表达，并且证明了C端保守的两个半胱氨酸（CC）对诱导免疫反应十分重要。体内实验发现这些小肽直接决定了拟南芥是否易感染Pst DC3000（Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000）。由此作者鉴定这些小肽为一类新的植物细胞因子，被命名为SCREWs（SMALL PHYTOCYTOKINES REGULATING DEFENSE AND WATER LOSS）。图1 细胞因子SCREWs的序列比对作者的下一步是找到SCREWs的受体。受体激酶，特别是LRR-RKs（leucine-rich repeat receptor kinases）是很多内源肽的受体。作者筛选了拟南芥的受体激酶，发现NUT（AT5G25930）介导了SCREWs诱导的免疫反应。为了确定NUT是不是SCREWs的直接受体，作者使用Biacore T200，通过把NUT胞外域固定在CM5芯片上，SCREWs作为分析物流过芯片，检测得到SCREW1与NUT的亲和力达到12.95μM，SCREW2与NUT的亲和力达到6.23μM（图2）。图2 Biacore鉴定SCREWs的受体NUT（pH 7.5）为了更加接近体内的环境，作者同样使用Biacore方法检测了pH5.7条件下SCREWs与NUT的亲和力，发现在非原质体的pH条件下，SCREWs与NUT的亲和力基本一致（图3）。图3 Biacore检测非原质体酸碱条件（pH 5.7）下SCREWs与NUT亲和力前面提到，SCERWs羧基端的保守半胱氨酸对诱导免疫十分重要，这里作者同样用Biacore做了体外实验的验证，结果发现保守区域半胱氨酸的突变会使SCREWs与NUT的亲和力显著降低（图4）。由此，藉由Biacore完整、可靠的实验结果，作者确定了NUT就是SCREWs的受体。图4 关键氨基酸的突变使SCREWs与NUT的亲和力显著降低很多LRR-PKs的受体都是BAK1和相关的SERKs，利用免疫沉淀实验发现SCREW会刺激NUT-BAK1复合物的产生后，作者同样使用Biacore检测SCREW2-NUT-BAK1三元的结合（图5）。同样把NUT胞外域固定在CM5芯片上，分析物则设置固定浓度的BAK1预混多浓度的SCREW2，并且检测NUT与单独BAK1的结合试验作为对照。结果发现，BAK1的存在显著提高了NUT和SCREW2的亲和力，达到了0.38μM。图5 Biacore检测SCREW2-NUT-BAK1三组分的结合除了调控免疫，作者还发现SCREW-NUT可以调控植物的水分流失。植物缺水时，ABA会促进气孔的关闭，调控植物的水分利用和耐旱性。作者发现，SCREW-NUT通过调控ABI（ABA INSENSITIVE）的磷酸化，导致ABI磷酸酶对OST1（OPEN STOMATA 1，一种介导ABA和MAMP诱导的气孔关闭的关键激酶）的活性增加，降低S型阴离子通道的活性，最终抑制气孔关闭。总结图6 文章整体研究思路综上所述，团队首次发现了植物应对病原体侵染或水分缺失时，会通过SCREWs-NUT来控制气孔的重新开放。SCREW-NUT系统广泛分布于双子叶和单子叶植物中，说明本研究在优化植物对非生物和生物胁迫的适应性方面有重要作用。Biacore作为分子互作的金标准，轻松应对信号通路的二元，三元体系研究，在研究植物生长发育和抗逆的信号通路，转录调控等方面，深受广大农业和植物科学家的信赖。Biacore可靠的实验数据，加上科学家创新又严谨的研究思路，定会加速我国科学家们在农业和植物领域的科研进展，巩固我们在此领域的领军地位。Biacore，for a better life参考文章：Liu, Z., Hou, S., Rodrigues, O. et al. Phytocytokine signalling reopens stomata in plant immunity and water loss. Nature 605, 332–339 (2022).

我们知道，DNA无时无刻不在发生着损伤，当DNA受损而又没能正确修复时，就会发生突变，从而产生新的变异。自20世纪上半叶以来，进化论一直被这样一种观点所主导——DNA突变在基因组中是随机发生的。“我们一直认为突变在基因组中基本上是随机的，”该论文的第一作者、加州大学戴维斯分校植物科学系助理教授格雷门罗说。“事实证明，突变是非常非随机的，而且它在某种程度上对植物有益。这是一种全新的突变思维方式。”2022年1月12日，德国马克斯普朗克发育生物学研究所、美国加州大学戴维斯分校等机构的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 发表了题为：Mutation bias reflects natural selection in Arabidopsis thaliana 的研究论文。该研究发现，DNA的突变并不是随机的，在基因组中的一些重要区域，DNA突变频率显著降低。这改变了我们对进化的理解，这些发现可能帮助科学家培育出更好的作物，甚至帮助人类对抗癌症。为了探究DNA突变是随机的还是有着更深层次的机制，研究团队花了三年时间对数百种拟南芥进行了DNA测序。拟南芥是研究遗传学的模式生物，就像植物研究中的小白鼠。研究谈对之所以选择拟南芥来进行研究，是因为拟南芥的基因组很小，仅有约1.2亿碱基对，相比之下，人类有大约30亿碱基对。研究团队在受保护的实验室环境中种植拟南芥标本，使得在自然界中可能无法生存的具有缺陷的拟南芥能够在受控环境中生存。通过对数百种拟南芥的测序，发现了超过100万个突变，在这些突变中揭示了一种非随机突变模式。之前得理论认为，初始突变是完全随机的，自然选择决定了能够在生物体中观察到那些突变。而这项新研究发现，这些突变并不是随机的，在那些重要区域，基因突变的频率要更低。例如，在基因内的突变频率减少了约一半，而在那些必需基因中，突变频率更是减少了三分之二。这些区域是基因组中真正重要的区域，在生物学上最重要的区域是受保护免于突变的，这些区域对新突变的有害影响非常敏感，因此，DNA损伤修复在这些区域特别有效。通过独立的基因组突变数据库，包括迄今为止进行的最大的拟南芥突变积累实验，研究团队证实表观基因组和物理特征解释了全基因组中90%的这种不同区域突变频率不同的突变偏倚。研究团队认为，表观基因组相关的突变偏倚减少了有害突变的发生。这些发现为达尔文的自然选择进化论增添了一个令人惊讶的转折，说明进化中的DNA突变并不是随机的，也不是无方向的。该论文的通讯作者 Detlef Weigel 表示，植物已经进化出一种方法来保护其基因组中最重要的区域免受突变，这一发现令人兴奋，因为我们也可以利用这些发现来研究如何保护人类基因免受突变。此外，了解为什么基因组中的某些区域比其他区域突变更多，可以帮助依赖遗传变异的育种研究人员培育出更好的作物。科学家们还可以利用这些信息更好地预测或开发针对由DNA突变引起的癌症等疾病的新疗法。最后，研究团队表示，这些发现更完整地说明了驱动自然变异模式的力量，挑战了长期以来关于突变随机性的理论，并为生物学和进化突变的理论和实践研究提供了未来方向。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04269-6

近日，浙江大学团队联合湖北大学，实现了植物生长素极性运输研究的重大突破，让植物向性这一百年科学难题的关键一环得以解决，为生长素极性运输的进一步调控打下基础。 近日，相关论文发布在 Nature 上。担任共同通讯作者的浙江大学医学院生物物理系长聘副教授/附属第四医院双聘教授郭江涛 表示：“对于弄清楚 PIN 蛋白（pin-formed protein）介导生长素转运的分子机制，学界早已翘首以盼，而该工作终于揭晓这一机制。这为开发基于结构靶向 PIN 家族蛋白的新型小分子抑制剂奠定了基础。这些抑制剂既能作为工具，去研究生长素的极性运输机理；也可作为农业除草剂，助力于作物改良。”图 | 浙江大学研究团队主要成员合影。前排左起：郭逸蓉、张素芬、张艳、苏楠楠、竺爱琴、杨帆 ；后排左起：周晨羽、叶繁、郑绍建、郭江涛 、常圣海同时，作为共同作者单位的湖北大学，也借此迎来该校第一篇 Nature 论文。审稿人评价称：本文报道了一个重要的结构，为植物生长素运输提供了新的研究思路；这些发现是开创性的，真正为 PIN 蛋白的功能提供了新的见解，从而为研究打开了许多新的途径。此外，PIN 蛋白与胆汁酸/钠转运蛋白的结构也存在有趣的相似性，这可能有助于更好地理解 PIN 蛋白的起源及其转运机制。另据悉，通过比对拟南芥其他生长素转运蛋白序列，课题组发现生长素转运位点是保守的，这种保守性也会延伸到其他的植物物种中。因此，可以认为此次研究结论，也能被推广到其他植物中。近日，相关论文以《拟南芥生长素转运蛋白 PIN3 的结构与机制》（Structures and mechanisms of the Arabidopsis auxin transporter PIN3 ）为题发表在 Nature 上[1]。图 | 相关论文（来源：Nature）共同通讯作者分别为郭江涛 、浙江大学医学院生物物理学系研究员杨帆 、以及湖北大学生命科学学院&省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室吴姗 教授。郭江涛 团队的博士后苏楠楠、杨帆 课题组的博士生竺爱琴、以及吴姗 团队的博士生陶鑫为论文共同一作。PIN 蛋白在拟南芥中介导生长素极性运输机制据介绍，生长素对植物的生长发育起核心调控作用。一般来讲，低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长。生长素主要合成部位是在芽、幼嫩的叶和发育中的种子，然后被运输到作用部位。其中，生长素调控植物生长发育与其在植物各个组织中的不对称分布有着密切的关系。而这种不对称分布，主要由于在细胞与细胞之间的生长素运输具有一定的方向性，这也被称为生长素极性运输（Polar Auxin Transport，PAT）。那么，PIN 蛋白缘何能导致植物具有向光性？植物的向光性，是指植物受到单侧光的刺激而引起的生理弯曲现象。而植物体内生长素的不对称分布，和这种向光性息息相关。生长素在植物体内运输有两条途径：一是通过韧皮部完成长距离运输的非极性运输；二是需要转运蛋白参与的单方向极性运输。其中，对于生长素的不对称分布，极性运输起着关键作用。PIN 蛋白可以将生长素转运至细胞外。PIN 蛋白在细胞膜上的极性定位，决定着植物体内生长素极性分布，从而会导致植物的向光性。至于为何要采用拟南芥作为研究对象？郭江涛 表示，拟南芥作为模式植物，其基因组已于 2000 年由国际拟南芥基因组合作联盟完成测序，是第一个实现全序列分析的植物基因组。目前，人们已在 30 多种植物中鉴定出了不同数量的 PIN 基因。作为模式植物，拟南芥中有 8 个 PIN 蛋白成员（PIN1-PIN8）。学界在这方面的生物学功能研究，也比针对植物其他物种的研究更透彻，这能帮助该团队更好地认识 PIN 蛋白的生化、生理以及遗传等特征。同时，鉴于本研究旨在研究植物生长素的极性运输机制，因此其选择拟南芥为研究对象。据介绍，生长素极性运输主要依赖于三种膜定位转运体：AUX/LAX 家族蛋白、 PIN-FORMED 家族蛋白和 ABCB 家族蛋白。通过调控这些家族蛋白，植物可以调节生长素的极性运输和分布。研究发现，拟南芥 PIN 与 ABCB 蛋白可以共同定位。而通过酵母双杂交和免疫共沉淀的实验表明，PIN 和 ABCB 蛋白存在直接的物理互作。PIN蛋白在极性胚胎发育和器官形成等需要定向生长素极性运输的过程中其决定作用，而 ABCB 则在顶端组织生长素转运及长距离运输中起重要作用，二者在调控生长素的转运上具有一定的独立性。AUX 蛋白为生长素转入蛋白，PIN 蛋白为生长素外排蛋白。它们通过协同工作，一起维持植物体生长素平衡。（来源：郭江涛 课题组）解析三个高分辨率冷冻电镜结构本研究最开始且关键的一环是课题选择，首先通过大量的文献调研，课题组确定了研究对象——PIN 蛋白。PIN 蛋白是生长素转运蛋白，在植物的生长素极性运输方面发挥了巨大作用。因此，研究人员希望通过结构生物学的手段解释PIN蛋白介导的生长素极性运输的分子机制。而拟南芥 PIN 蛋白家族被分为两个亚家族，一类是定位在质膜上的 long PINs （PIN1–PIN4、PIN6 和 PIN7），另一类是定位在内质网上的 short PINs （PIN5 和 PIN8），这两大家族通过共同工作，一起维持着植物生长素的内稳态。研究中，该团队首先对 7 个 AtPINs （AtPIN1–5, AtPIN7–8）进行表达纯化筛选，最终选择 AtPIN3 作为研究对象。原因在于，AtPIN3 与其他 long AtPINs 有至少 54% 的序列同源性，可作为 PIN 家族结构和功能分析的模型。随后，通过哺乳动物细胞 HEK293 外源表达系统、对 PIN 蛋白进行过表达并纯化后，课题组得到了均一且稳定的蛋白样品。借助单颗粒冷冻电镜技术，该团队解析了三个高分辨率冷冻电镜结构，分别处于三种状态：PIN 蛋白未结合底物状态、底物 IAA 结合状态以及抑制剂 NPA 结合状态。接下来是功能实验验证阶段。研究团队建立了体外放射性 3H-IAA 转运实验体系，针对底物 IAA 与抑制剂 NPA 结合位点突变体的生长素转运活性和抑制活性，进行相关的测试。随后又通过表面等离子体共振技术，测试底物 IAA 与抑制剂 NPA 结合位点突变体分别与 IAA 和 NPA 的结合能力。然后，通过功能实验的多重验证，课题组阐明了 PIN 转运蛋白对 IAA 的识别和转运机制，以及抑制剂 NPA 抑制生长素转运的分子机制。最终解释了 PIN 蛋白介导的生长素极性运输的分子机制。（来源：郭江涛 课题组）将探索开发新型农药除草剂在整个研究过程中，研究人员遇到了很多困难。AtPIN3 二聚体的分子量仅为 140 kd，蛋白颗粒取向优势严重，从结构上来看几乎只有跨膜区，这对冷冻电镜数据处理带来了极大的挑战。郭江涛 表示：“从拿到均一稳定的蛋白样品到拿到较好的密度图，经历了大半年的时间。我们通过尝试改善蛋白颗粒的取向优势问题，采用不同的电镜数据处理方法，总结经验，最终得到高分辨率结构。”AtPIN3 与底物 IAA 复合物结构的解析，同样是本研究的一大难点。由于 IAA 与 AtPIN3 亲和力相对较弱，研究团队在前后多次对 AtPIN3 与 IAA 的复合物样品进行单颗粒冷冻电镜数据收集，但是 IAA 的密度一直不是很清晰，这让其无法准确判断 IAA 与 AtPIN3 准确的结合模式。后来，通过提高样品中 IAA 的浓度、更换蛋白样品缓冲液体系、更换冷冻电镜样品载网、制样条件、以及改善样品进孔问题，课题组终于成功拿到复合物高分辨结构。（来源：郭江涛 课题组）通过功能实验对 IAA 和 NPA 的作用机制进行验证也是本研究的难点之一。建立一个准确有效的检测生长素转运的实验体系，对他们来说是一个全新的尝试，经过不断摸索学习总结，最终也成功建立了放射性 3H-IAA 外排实验体系。“从最开始的困难重重到最后柳暗花明的整个研究过程中，我们认识到做研究要有决心，有破釜沉舟的勇气，始终要有把工作做到极致的信念，有做世界最一流工作的信念。”郭江涛 总结称。后续，其计划以 PIN 蛋白为靶点筛选新型小分子抑制剂，并通过体外放射性 3H-IAA 转运实验体系对小分子进行功能验证，也将通过冷冻电镜技术手段解析复合物结构，并在此基础上对筛选的小分子化合物进行优化，进而开发新型除草剂农药。

为充分展示植物基因组研究领域的重大进展，推动我国植物基因组学研究的深入和农业生物技术产业的快速发展，第十三届全国植物基因组学大会于2012年8月19-22日在山东省泰安市召开。会议邀请了国内外植物基因组学研究领域知名科学家作学术研究报告。 　　五洲东方作为赞助商参加了此次大会，展示的产品有德国BRAND全套移液体系列产品(移液器、瓶口分配器等)，自有品牌BIODROPSIS超微量核酸蛋白测定仪BD-2000，加拿大Biocomp全自动密度梯度制备仪等，受到了广大与会者的关注。同时，我们在会议现场举办了&ldquo Percival拟南芥培养箱有奖问答&rdquo 活动，大家在会议休息时间纷纷领取问卷参与答题，还饶有兴致的与产品专家讨论答案，最后领取了精美小礼品。 　　最值得一提的是广州聚能公司倾情协助我们参加了此会议。聚能超高压连续流细胞破碎机利用超高压能量使样品通过狭缝瞬间释放，在剪切效应、空穴效应、碰撞效应的作用下使细胞破碎，使物质匀质、分散、乳化、颗粒纳米化。世界唯一的样品破碎全过程都在4℃-6℃的低温循环水浴中进行，保持原有物质活性和性能。其卓越的性能吸引了众多客户垂询。 　　五洲东方会更努力的为用户提供更全面更优质的服务!

近日，西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室单卫星教授团队在国际权威学术期刊《Molecular Plant Pathology》（Q1，IF=5.663）在线发表了题为《The Raf-like kinase Raf36 negatively regulates plant resistance against the oomycete pathogen Phytophthora parasitica by targeting MKK2》的研究论文，该研究发现了一种新的负调控植物对寄生疫霉菌抗性的类Raf激酶基因，为植物病虫害防控提供新的策略。卵菌是一类独特的植物病原菌，虽然其在系统发育上与真正的真菌相距甚远，但仍然会造成严重的作物减产和环境破坏。为了获得抗病性，植物已经形成了两种方法：动员抗病蛋白和抑制易感因子。研究植物对卵菌病原体易感性的遗传基础是开发新的抗病策略的有效途径之一。寄生疫霉菌（Phytophthora parasitica）在植物中引起破坏性疾病，从作物到树木都有广泛的宿主，已成为卵菌研究的模式病原体。通过使用拟南芥–寄生疫霉菌致病系统（已被证明涉及水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）和乙烯（ET）信号通路），科学家们最近又发现了几种植物对寄生疫霉菌的易感因子。例如，与结瘤蛋白相关的MtN21家族基因AtRTP1（拟南芥对寄生疫霉菌1的抗性）通过调节活性氧（ROS）产生、细胞死亡进程和PR1表达来介导植物对寄生疫霉菌的敏感性。然而含有拟南芥VQ基序的蛋白VQ29已经被证明介导植物对寄生疫霉菌的抗性，而不依赖于已知的SA、JA和ET信号通路、亚麻荠素（Camalexin）生物合成和PTI信号。这种差别可以用拟南芥和寄生疫霉菌之间复杂的相互作用来解释。因此，有必要进一步研究植物对该病原菌的防御机制和敏感性。丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）级联反应通常由MAPK激酶激酶（MAPKKK）、MAPK激酶（MAPKK）和MAPK组成，是植物免疫信号网络中的重要节点，传递来自不同刺激物的信号以调节下游防御反应。植物MAPKKKs由三个家族组成：MEKK家族、类Raf家族和ZIK家族。MEKK激酶通常在上游发挥作用，激活MAPKK-MAPK级联，但类Raf激酶与不同的底物相互作用，参与多种生命活动。与此同时，类Raf激酶也在植物与多种病原体的相互作用中发挥作用。然而，类Raf激酶是否参与植物与疫霉菌的相互作用及其机制仍基本未知。在这项研究中，作者鉴定了一个拟南芥T-DNA突变体，该突变体通过在MAPKKK中插入类Raf基因Raf36而增强了对寄生疫霉菌的抗性。随后作者通过CRISPR/Cas9技术构建raf36突变体，并同时构建了Raf36互补株和过表达转化株，感染实验结果一致表明，Raf36介导了拟南芥对寄生疫霉菌的敏感性。利用病毒诱导的基因沉默实验，作者沉默了烟草中的Raf36同源基因，并通过感染实验证明了Raf36的保守免疫功能。突变分析表明，Raf36的激酶活性对其免疫功能以及与MKK2的相互作用非常重要。作者接着通过构建和分析mkk2突变体、MKK2互补株和过表达转化株，发现MKK2是对寄生疫霉菌感染的反应中的一种阳性免疫调节因子。此外，对mkk2-raf36双突变株的感染实验表明，MKK2是raf36对寄生疫霉菌产生抗性所必需的。综上所述，作者发现一种类Raf激酶Raf36是一种新的植物敏感因子，在MKK2上游发挥作用，并直接以其为靶点，对植物对寄生疫霉菌的抗性进行负性调节。在使用萤火虫荧光素酶互补测定AtRaf36与AtMKK2的相互作用实验中，使用PlantView100植物活体成像系统进行拍摄。论文链接 https://doi.org/10.1111/mpp.13176广州博鹭腾博鹭腾作为一家集生命科学仪器设备的研发、生产、服务于一体的国家高新技术企业，目前已开发并上市了多款具有自主知识产权的产品，形成了分子影像、蛋白凝胶预制及印迹处理系统、发光检测、活体成像四个系列，用户包括清华大学、中山大学、西北农林科技大学等上百家高校及科研单位。

近日，西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室单卫星教授团队在国际权威学术期刊《Molecular Plant Pathology》（Q1，IF=5.663）在线发表了题为《The Raf-like kinase Raf36 negatively regulates plant resistance against the oomycete pathogen Phytophthora parasitica by targeting MKK2》的研究论文，该研究发现了一种新的负调控植物对寄生疫霉菌抗性的类Raf激酶基因，为植物病虫害防控提供新的策略。卵菌是一类独特的植物病原菌，虽然其在系统发育上与真正的真菌相距甚远，但仍然会造成严重的作物减产和环境破坏。为了获得抗病性，植物已经形成了两种方法：动员抗病蛋白和抑制易感因子。研究植物对卵菌病原体易感性的遗传基础是开发新的抗病策略的有效途径之一。寄生疫霉菌（Phytophthora parasitica）在植物中引起破坏性疾病，从作物到树木都有广泛的宿主，已成为卵菌研究的模式病原体。通过使用拟南芥–寄生疫霉菌致病系统（已被证明涉及水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）和乙烯（ET）信号通路），科学家们最近又发现了几种植物对寄生疫霉菌的易感因子。例如，与结瘤蛋白相关的MtN21家族基因AtRTP1（拟南芥对寄生疫霉菌1的抗性）通过调节活性氧（ROS）产生、细胞死亡进程和PR1表达来介导植物对寄生疫霉菌的敏感性。然而含有拟南芥VQ基序的蛋白VQ29已经被证明介导植物对寄生疫霉菌的抗性，而不依赖于已知的SA、JA和ET信号通路、亚麻荠素（Camalexin）生物合成和PTI信号。这种差别可以用拟南芥和寄生疫霉菌之间复杂的相互作用来解释。因此，有必要进一步研究植物对该病原菌的防御机制和敏感性。丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）级联反应通常由MAPK激酶激酶（MAPKKK）、MAPK激酶（MAPKK）和MAPK组成，是植物免疫信号网络中的重要节点，传递来自不同刺激物的信号以调节下游防御反应。植物MAPKKKs由三个家族组成：MEKK家族、类Raf家族和ZIK家族。MEKK激酶通常在上游发挥作用，激活MAPKK-MAPK级联，但类Raf激酶与不同的底物相互作用，参与多种生命活动。与此同时，类Raf激酶也在植物与多种病原体的相互作用中发挥作用。然而，类Raf激酶是否参与植物与疫霉菌的相互作用及其机制仍基本未知。在这项研究中，作者鉴定了一个拟南芥T-DNA突变体，该突变体通过在MAPKKK中插入类Raf基因Raf36而增强了对寄生疫霉菌的抗性。随后作者通过CRISPR/Cas9技术构建raf36突变体，并同时构建了Raf36互补株和过表达转化株，感染实验结果一致表明，Raf36介导了拟南芥对寄生疫霉菌的敏感性。利用病毒诱导的基因沉默实验，作者沉默了烟草中的Raf36同源基因，并通过感染实验证明了Raf36的保守免疫功能。突变分析表明，Raf36的激酶活性对其免疫功能以及与MKK2的相互作用非常重要。作者接着通过构建和分析mkk2突变体、MKK2互补株和过表达转化株，发现MKK2是对寄生疫霉菌感染的反应中的一种阳性免疫调节因子。此外，对mkk2-raf36双突变株的感染实验表明，MKK2是raf36对寄生疫霉菌产生抗性所必需的。综上所述，作者发现一种类Raf激酶Raf36是一种新的植物敏感因子，在MKK2上游发挥作用，并直接以其为靶点，对植物对寄生疫霉菌的抗性进行负性调节。在使用萤火虫荧光素酶互补测定AtRaf36与AtMKK2的相互作用实验中，使用PlantView100植物活体成像系统进行拍摄。论文链接 https://doi.org/10.1111/mpp.13176广州博鹭腾博鹭腾作为一家集生命科学仪器设备的研发、生产、服务于一体的国家高新技术企业，目前已开发并上市了多款具有自主知识产权的产品，形成了分子影像、蛋白凝胶预制及印迹处理系统、发光检测、活体成像四个系列，用户包括清华大学、中山大学、西北农林科技大学等上百家高校及科研单位。

预存多赠5% 还有生活大礼！给自己预定一个创新的机会NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场。崔瑾往期NMT成果：NMT主导钙依赖的活性氧信号介导富氢水促根系拒镉的研究基本信息主题：血红素加氧酶诱导剂抑制BcIRT1转录降低小白菜Cd吸收期刊：Environmental Pollution影响因子：6.792研究使用平台：NMT重金属创新平台标题：Hemin-decreased cadmium uptake in pak choi (Brassica chinensis L.)seedlings is heme oxygenase-1 dependent and relies on its by-products ferrous iron and carbon monoxide作者：南京农业大学崔瑾、苏娜娜检测离子/分子指标Cd2+检测样品小白菜根伸长区（距根尖8 mm根表上的点）和成熟区（距根尖16 mm根表上的点）摘要镉（Cd）是农田中的主要污染物，不仅极大地限制了农作物的生产，而且通过进入食物链还会给人类健康带来严重威胁。之前的研究表明，hemin处理可以减少小白菜幼苗中Cd的积累，然而其机制还不清楚。本研究使用非损伤微测技术（NMT）实时监测小白菜根部Cd2+流速，证明hemin处理可以降低植物对Cd的吸收，而不是Cd在植物体内发生转移。此外，研究通过比较小白菜幼苗、野生型拟南芥及heme oxygenase-1（HO-1）突变体对不同化学处理的反应，证据了hemin是以HO-1依赖的方式降低Cd的吸收。此外，对hemin降解产物的分析表明，hemin对Cd吸收抑制可能通过抑制菜根中Fe2+/Cd2+转运体BcIRT1的表达来实现的。离子/分子流实验处理方法① 3日龄幼苗，10 μM hemin预处理1 d再用20 μM CdCl2处理20 min（hemin/Cd），对照为仅用20 μM CdCl2处理，不施加hemin预处理（-/Cd）② 3日龄幼苗用无、10 μM hemin或10 μM ZnPP预处理1 d，用20 μM CdCl2处理20 min③ 3日龄幼苗用无、10 μM Fe2+、10 μM CORM-3或10 μM BR预处理1 d，用20 μM CdCl2处理20 min离子/分子流实验结果采用NMT技术测定了小白菜根表面Cd2+流速的变化，探讨了氯化血红素（hemin）处理后，小白菜幼苗Cd含量是否由于Cd吸收减少而降低。在Cd胁迫下，小白菜根尖迅速吸收Cd2+，在伸长区的内流速率高于成熟区（图1E和G）。与对照组相比，氯化血红素预处理显著减少了Cd2+的内流，在伸长区和成熟区分别平均减少17.4%和18.5%（图1F和H）。因此，在Cd胁迫下，hemin处理降低了Cd的吸收，而不是Cd的运输。图1. Hemin预处理对小白菜根尖不同区域的Cd2+净流速的影响ZnPP预处理的小白菜幼苗根部Cd2+吸收速率在伸长区和成熟区分别显著提升了17.6%和6.5%（图2）。图2.Hemin或ZnPP预处理对小白菜根尖不同区域的Cd2+净流速的影响如图3所示，CO和Fe2+预处理显著降低了根系伸长区和成熟区对Cd的吸收。与该结果一致的是，CO和Fe2+预处理的幼苗中积累的Cd较少（图3）。相反，BR预处理呈现出与非预处理幼苗类似的Cd内流速率（图3）。综上，hemin降解的副产物CO和Fe2+可能是通过抑制Cd的吸收共同促进了Cd的耐受。图3. Fe2+、10 μM CORM-3或10 μM BR预处理对小白菜根尖不同区域的Cd2+净流速的影响其他实验结果与单纯Cd处理相比，hemin+Cd的处理显著降低了所有被测组织（地上部分、茎、叶等）中的Cd浓度。施用hemin并不影响Cd在整个植株体内的转移系数（translocation factor）。ZnPP可以消除hemin对BcHO-1表达的诱导作用。hemin+ZnPP的预处理未能消除Cd胁迫的影响，至少没有达到hemin单独预处理的程度。因此，hemin在Cd耐受性中的积极作用很可能依赖于HO-1活性。hemin增强的HO-1依赖的Cd耐受性似乎在不同植物物种中具有保守性。hemin降解产物（CO、Fe2+和BR）对Cd胁迫下植物生长的保护作用可能与hemin相似。Cd胁迫和ZnPP预处理显著诱导BcITR1转录，而hemin、Fe2+和CO预处理抑制了BcITR1的表达。结论本研究发现，外源hemin的施用通过HO-1依赖的方式减少Cd的吸收，提高了Cd的耐受性。抑制Cd的吸收可能是依赖hemin的副产物Fe2+和CO，通过抑制BcIRT1转录来实现的。离子流实验使用的测试液0.02 mM CdCl2 , 0.1 mM KCl , 0.3 mM MES , pH 6.0文章原文：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115882

高内涵系统不仅仅适用于各种各样的细胞模型，对各种小型的模式生物也非常友好，通过将这些模式生物放在微孔板中，我们就可以用高内涵系统来拍摄和分析它们。本期，我们将继续介绍高内涵与这些模式生物的故事。拟南芥拟南芥为两年生草本，一般可长到7-40厘米，是植物学最为常见的模式生物。其幼苗、根、茎、叶、原生质体均可在高内涵上进行自动成像和分析。实验一高内涵用于研究活体拟南芥全叶组织中膜运输的调节，40倍水浸式物镜对拟南芥叶片进行多层扫描，使用高内涵分析软件Harmony识别膜泡转运体，统计其数目、荧光强度、定位等参数[2]（如下图）。秀丽隐杆线虫秀丽隐杆线虫在遗传与发育生物学、行为与神经生物学、衰老与寿命、人类遗传性疾病都有非常重要的贡献，成虫体长为1mm，通身透明。一般首先对秀丽线虫进行麻醉，再进行高内涵拍摄。实验一分析不同药物处理后秀丽线虫的数量和荧光强度，10倍物镜拍摄多个视野，高内涵分析软件Harmony识别不同线虫，计数并分析线虫的荧光强度[3]（如下图）。小型藻类藻类的生长、繁殖与水体环境密切相关，常作为水体污染指示物，用于对水体的实时监测中。小型藻类可放置于微孔板中，通过离心使其贴底，从而进行高内涵的拍摄，根据研究内容不同，一般采用20倍-63倍水浸式物镜进行成像。很多研究中通过对叶绿体的成像来判断藻类的状态，成像过程需要设置针对叶绿素自发荧光特殊的检测方法，即通过设定激发光和发射光，定义一个新的通道（excitation 460-490nm，emission 655-705nm）。实验一藻类用于检测水质污染，本研究中，模拟微塑料水质污染，检验裸藻的生长状态，采用20倍水浸式物镜(NA 1.0) 进行成像，绿色为微塑料，红色为叶绿素。（如下图）生长状态不好的裸藻叶绿素荧光强度减弱，形态发生变化。（如下图）左图为Harmony软件识别裸藻细胞，中间图为通过形态区分形态正常的梭状裸藻（红色）和因毒性变圆的裸藻（绿色），右图为通过荧光强度区分死亡裸藻（绿色）和存活裸藻（红色）。参考文献2.High-throughput confocal imaging of intact live tissue enables quantification of membrane trafficking in Arabidopsis. Plant Physiol. 2010 Nov 154(3):1096-104. doi: 10.1104/pp.110.160325. Epub 2010 Sep 14.3.Expanding the Biological Application of Fluorescent Benzothiadiazole Derivatives: A Phenotypic Screening Strategy for Anthelmintic Drug Discovery Using Caenorhabditis elegans. SLAS Discov. 2019 Aug 24(7):755-765. doi: 10.1177/2472555219851130. Epub 2019 Jun 10.关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn。

湖南省首届虚拟仪器大赛今天在湘大举办。来自中南大学、湖南大学、湘潭大学等省内9所高校20多支团队参赛。湘潭大学副校长廖永安、省仪器仪表学会副理事长李学军出席比赛开幕式，并现场观看了作品展示。　　“只要伸出手比划一个‘不’的手势，电脑就能隔空‘读懂’!”展台入口处，湘潭大学爱科技爱创意团队的“魔幻手语”汇聚了很高人气，团队成员、2015级物理与光电工程学院的刘韬边用心地演示，边耐心地向评审专家和参观师生解说作品的创意灵感，“良好的人机交互需要识别手势所表达的含义，这个有比较好的应用前景，目前很火的VR项目，就需要用到手势识别。”　　经过作品展示、答辩和专家评审，湘潭大学S-creator团队的“基于My-RIO的智能垃圾桶”、 湖湘梦之队的“无线数显角度测量仪”，南华大学低调奢华有内涵团队的“车载安全监控系统”，中南大学三点一线小太阳花小队“基于NI myRIO的智能购物车机器人”获得一等奖 湖南师范大学众创LabView小组“LabView大学物理仿真实验套件”、湘潭大学爱科技爱创意团队“魔幻手语”、湖南大学87仪器团队“基于LabVIEW的多功能噪声测量分析管理系统”等6个团队获得二等奖，另有9个团队获得三等奖。　　李学军认为，本次比赛融科学性、实用性、趣味性和观赏性为一体，学生通过参加这样富有创意性的科技竞赛，能够初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程，可以有效培养他们综合运用知识的能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能力。　　廖永安表示，参加学科竞赛，不但可以培养学生的科学兴趣、锻炼综合素质、展现创新能力，同时也可以不断提升教师教学综合能力和人才培养质量。希望通过湖南省首届虚拟仪器设计大赛，促进与兄弟院校的技术交流，共同提高，共同进步，争取在虚拟仪器这个领域以赛促学，为培养新一代卓越工程师而努力。　　本次大赛，湘潭大学物理与光电工程学院LabVIEW学生创新俱乐部推荐的10个团队全部获奖,并取得了2个一等奖、4个二等奖的好成绩。团队指导老师李旭军曾连续3届带领学生团队入围国内虚拟仪器顶级赛事“全国虚拟仪器大赛”决赛，拥有丰富的大赛指导经验，“这次比赛从作品展示、作品答辩到作品评审等环节都参照国赛模式，学生通过展示作品、作品答辩，可以切磋技艺、交流心得，是一次很好的锻炼。”　　据了解，虚拟仪器技术(Virtual instrument)是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用技术，适用范围非常广泛。目前，区域性与省级虚拟仪器设计大赛在全国各地已经形成了常规赛事。在我国，“全国虚拟仪器大赛”是国内虚拟仪器方面的顶级赛事，自2011年开赛以来，每两年举办一届，每届都吸引了全国近200多所高校1000多支代表队参加，参赛队伍涵盖本科、研究生各层次，湘潭大学物理与光电工程学院连续3届都有学生团队参赛并入围决赛。

3月6日，云南省科技厅发布2023年省基础研究计划拟立项项目通知，公示了85项重点项目、10项杰出青年项目、20项优秀青年项目、508项面上项目和227项青年项目。详情如下：云南省科技厅关于公示2023年省基础研究计划拟立项项目的通知各有关单位：根据《云南省科技厅科技计划项目管理办法》（云科规〔2022〕5号）、《云南省基础研究计划项目管理实施细则》（云科规〔2019〕7号）等文件规定，经2023年3月2日省科技厅厅务会议审议，现将2023年省基础研究计划拟立项重点项目、杰青项目、优青项目、面上项目（含直接支持和竞争申报）、青年项目进行公示，并对有关情况说明如下。一、公示期5个工作日，自2023年3月6日至2023年3月10日（不包含节假日）。公示期内，对拟立项项目有异议的单位或个人，需以实名、书面形式向省科技厅反映，反映的问题需明确、具体，并提供相应证明材料。省科技厅对所反映意见，将严格按照相关规定核查处理。二、如公示结束无异议，将根据年度省财政科技经费安排和后续审批程序等情况，拨付经费并下达计划项目。联系电话：0871-63168640、63140941、63133824。地址及邮编：昆明市北京路542号省科技厅大楼6楼603室，650051。附件：2023年省基础研究计划拟立项项目表(点击下载).xls云南省科学技术厅2023年3月6日附件重点项目、杰出青年、优秀青年明细：2023年度云南省基础研究计划重点项目拟立项项目表序号受理编号项目类别项目名称承担单位参加单位推荐部门1202201AS070013基础研究专项-重点项目高效红光及近红光氟化物荧光粉构建及其在全光谱LED上的应用云南民族大学云南民族大学2202201AS070016基础研究专项-重点项目无毒基因AVR-Pita基因家族在稻瘟病菌起源中心的适应性变异及进化云南省农业科学院农业环境资源研究所云南省农业科学院3202201AS070017基础研究专项-重点项目云南金沙江干热河谷区双生病毒分子变异及致病性变化云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所云南省农业科学院4202201AS070020基础研究专项-重点项目基于代谢组学技术分析冷冻对精子脂质组的影响及干预研究云南省畜牧兽医科学院云南省农业农村厅5202201AS070022基础研究专项-重点项目禽腺病毒4型抗原表位定位和AS-ONs抑制感染分子机制研究云南省畜牧兽医科学院云南省农业农村厅6202201AS070028基础研究专项-重点项目基于单精子测序及基因编辑技术进行TCF4基因致病机制的研究云南省第一人民医院昆明理工大学云南省卫生健康委员会7202201AS070040基础研究专项-重点项目高寒金属矿山边坡劣化机理与时空稳定性评判准则研究中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司昆明市科学技术局8202201AS070045基础研究专项-重点项目高效铜锌锡硫硒薄膜太阳电池的基础研究云南师范大学云南师范大学9202201AS070051基础研究专项-重点项目四倍体马铃薯优良品种重要农艺性状遗传解析云南师范大学云南师范大学10202201AS070052基础研究专项-重点项目光热耦合催化油脂制备生物航油的新型催化材料设计与催化机理研究云南师范大学东南大学云南师范大学11202201AS070055基础研究专项-重点项目贝莱斯细菌sd降解西维因的分子机理研究云南师范大学云南师范大学12202201AS070065基础研究专项-重点项目LncRNA-DRSGN监控ERS相关SGNs自噬导致CHARGE综合征模型听力损失的作用机制研究云南省第一人民医院云南省卫生健康委员会13202201AS070067基础研究专项-重点项目靶向抑制胰脂肪酶/胆固醇酯酶的汉麻籽多肽调节脂质吸收与代谢的机制及构效关系上海交通大学云南（大理）研究院大理州科学技术局14202201AS070069基础研究专项-重点项目重组溶瘤痘病毒rVV-CCL5联合PD-L1/TDO2抑制剂治疗MSS型结直肠癌的作用和机制云南省第一人民医院云南省卫生健康委员会15202201AS070070基础研究专项-重点项目富含半胱氨酸61在老年肌少症骨骼肌纤维类型转化中的作用及机制研究昆明医科大学第一附属医院云南省卫生健康委员会16202201AS070071基础研究专项-重点项目高龄男性自闭症基因新发突变模式及正向选择机制研究昆明医科大学第一附属医院云南省卫生健康委员会17202201AS070077基础研究专项-重点项目乳酸代谢重编程调控的TRIM21乳酸化修饰在肾透明细胞癌中的作用与机制研究昆明医科大学第一附属医院昆明医科大学云南省卫生健康委员会18202201AS070081基础研究专项-重点项目智慧电子药经肾俞调控肠内神经治疗大鼠骨质疏松症的作用及机制研究云南省第一人民医院中国科学院昆明动物研究所云南省卫生健康委员会19202201AS070083基础研究专项-重点项目探索MCU介导线粒体钙超载与乌头碱诱导心脏电风暴的分子机制昆明医科大学第一附属医院云南省卫生健康委员会20202201AS070086基础研究专项-重点项目2-硅氧基呋喃化合物与氧杂二环烯烃的多样性催化不对称反应研究 云南大学云南大学21202201AS070087基础研究专项-重点项目Wnt信号通路调控NKG2D配体表达促进结直肠肿瘤免疫逃逸云南大学云南大学22202201AS070088基础研究专项-重点项目本地植物对紫茎泽兰的叶际微生物群落组装和生长的影响及其分子机制云南大学云南大学23202201AS070089基础研究专项-重点项目氮输入对高原湿地碳中和潜力的影响研究云南大学云南大学24202201AS070092基础研究专项-重点项目高级视觉任务驱动的红外与可见光图像融合研究云南大学云南大学25202201AS070098基础研究专项-重点项目在校儿童青少年自伤自杀风险个体合作式阶段化管理模式研究 昆明医科大学第一附属医院云南省卫生健康委员会26202201AS070105基础研究专项-重点项目PCM1介导巨噬细胞焦亡促进溃疡性结肠炎粘膜炎症的机制研究昆明医科大学第一附属医院云南省卫生健康委员会27202201AS070112基础研究专项-重点项目新型电力系统电力主设备关键绝缘体状态感知评估应用技术研究云南电网有限责任公司云南电网有限责任公司28202201AS070116基础研究专项-重点项目基于修改引力理论的黑洞时空特性与热力学修正研究昆明理工大学昆明理工大学29202201AS070117基础研究专项-重点项目精品咖啡绿色生产的生物有机肥和复合种植协同机制及耦合模式昆明理工大学昆明理工大学30202201AS070124基础研究专项-重点项目原位合成纳米SnO2@In2O3核壳结构增强银基电触头材料的基础理论研究昆明理工大学昆明理工大学31202201AS070126基础研究专项-重点项目澳洲坚果座果花粉限制与传粉网络构成研究中国林业科学研究院高原林业研究所临沧市林业科学院中国林业科学研究院高原林业研究所32202201AS070127基础研究专项-重点项目新型黏土锂矿浮选富集基础理论及关键技术研究昆明理工大学昆明理工大学33202201AS070128基础研究专项-重点项目基于摩擦伏特效应的微塑料非侵入检测机理及特性研究昆明理工大学昆明理工大学34202201AS070131基础研究专项-重点项目集成智能驱动的癌症早期辅助诊断及进展期疗效预测研究云南大学云南大学35202201AS070135基础研究专项-重点项目云南产臭蛙来源的促皮肤创面组织再生活性肽资源库的建立昆明医科大学昆明医科大学 36202201AS070141基础研究专项-重点项目兰茂牛肝菌致幻机制及中毒诊断体系应用基础研究云南大学附属医院（云南省第二人民医院、云南省眼科医院）河北医科大学云南大学37202201AS070142基础研究专项-重点项目流域异质景观中生态水文驱动下磷素环境行为特征及其潜在的级联效应云南大学云南大学38202201AS070143基础研究专项-重点项目云南高原山地泥石流防治工程防灾效益研究云南大学云南大学39202201AS070144基础研究专项-重点项目醚键聚合物固态钠电池电解质可控构筑及界面性能研究云南大学云南大学40202201AS070146基础研究专项-重点项目超支化纤维素交联网络的构建与木材胶合实践及机理西南林业大学西南林业大学41202201AS070150基础研究专项-重点项目富砷高原湿地底泥微生物群落对砷/磷生物有效性影响西南林业大学西南林业大学42202201AS070152基础研究专项-重点项目木薯淀粉接枝共聚物胶黏剂的合成反应、胶接机理及结构调控机制西南林业大学西南林业大学43202201AS070159基础研究专项-重点项目复杂数据的变量筛选方法研究云南大学云南大学44202201AS070164基础研究专项-重点项目基于蛋白组学及多模态核磁共振构建帕金森病认知功能障碍诊断模型的多中心队列研究昆明医科大学第一附属医院曲靖市第一人民医院,大理大学第一附属医院云南省卫生健康委员会45202201AS070174基础研究专项-重点项目PKGs-pTOP2A-PARP1轴在PDE6b-rd1的感光细胞DNA损伤修复中的作⽤机制云南大学附属医院（云南省第二人民医院、云南省眼科医院）云南大学46202201AS070179基础研究专项-重点项目东南亚语言社交网络文本语义表示及事件检测方法研究昆明理工大学昆明理工大学47202201AS070183基础研究专项-重点项目基于全新抗病毒靶标蛋白hnRNPA2B1结构的药物设计与合成研究昆明理工大学昆明理工大学48202201AS070186基础研究专项-重点项目澄江动物群节肢动物发育生物学研究云南大学云南大学49202201AS070189基础研究专项-重点项目马铃薯Y病毒属病毒NIa-Pro"CLVG"基序在病毒致病性中的作用及机制云南大学云南大学50202201AS070190基础研究专项-重点项目钠基固体电解质设计及固态钠离子电池界面调控研究昆明理工大学昆明理工大学51202201AS070193基础研究专项-重点项目热障涂层完整性太赫兹/涡流复合无损检测理论和方法研究昆明理工大学昆明理工大学52202201AS070198基础研究专项-重点项目基于近红外脑功能成像和NT-Trk信号通路研究苍艾挥发油的解郁效应及其作用机理云南中医药大学云南中医药大学 53202201AS070201基础研究专项-重点项目砷化镓废料真空热分解回收镓、砷的研究昆明理工大学昆明理工大学54202201AS070209基础研究专项-重点项目适应智慧城市背景的电动汽车电池供配体系优化调度研究昆明理工大学昆明理工大学55202201AS070211基础研究专项-重点项目近两千年来高原湖泊水生生态系统对气候变化的响应差异云南大学云南大学56202201AS070221基础研究专项-重点项目调控溶酶体生成功能的柯南因类型生物碱的发现及作用机制研究中国科学院昆明植物研究所中国科学院昆明分院57202201AS070223基础研究专项-重点项目奠基物种对滇西北高山冰缘带初级生产力与群落繁殖策略的调控及其生态功能中国科学院昆明植物研究所中国科学院昆明分院58202201AS070227基础研究专项-重点项目泛素连接酶RNF220在脑白质发育和相关疾病中的功能与作用机制研究中国科学院昆明动物研究所中国科学院昆明分院59202201AS070236基础研究专项-重点项目基于内嗅皮层的阿尔兹海默症树鼩模型的构建与评估中国科学院昆明动物研究所中国科学院昆明分院60202201AS070242基础研究专项-重点项目精神分裂症易感变异rs4420550影响神经发育的分子机制解析中国科学院昆明动物研究所中国科学院昆明分院61202201AS070244基础研究专项-重点项目胚胎干细胞特异基因Dppa5通过可变剪接调控基因组稳态的分子机制研究中国科学院昆明动物研究所中国科学院昆明分院62202201AS070246基础研究专项-重点项目热带森林土壤微生物功能基因对次生演替的响应及其与生态系统多功能性的关系中国科学院西双版纳热带植物园中国科学院昆明分院63202201AS070253基础研究专项-重点项目菟丝子粗提物诱导植物抗虫防御反应的分子机理及其化学本质研究中国科学院昆明植物研究所中国科学院昆明分院64202201AS070257基础研究专项-重点项目新冠病毒刺突蛋白调控γ-分泌酶促进神经变性的机制研究中国科学院昆明动物研究所中国科学院昆明分院65202201AS070259基础研究专项-重点项目SARS-CoV-2干扰鼻粘膜巨噬细胞凋亡信号导致嗅觉损伤的机制研究中国医学科学院医学生物学研究所中国医学科学院医学生物学研究所66202201AS070262基础研究专项-重点项目转录因子BACH2介导的CD40LG表达改变在白血病发生发展及耐药反应中的机制研究中国医学科学院医学生物学研究所中国医学科学院医学生物学研究所67202201AS070264基础研究专项-重点项目云南省几种新发现汉坦病毒的分布、感染及其病原学研究中国科学院昆明动物研究所大理大学中国科学院昆明分院68202201AS070266基础研究专项-重点项目作用于GPCR受体的新型二芳基庚烷的发现及降血糖作用机制研究中国科学院昆明植物研究所中国科学院昆明分院69202201AS070275基础研究专项-重点项目云茯苓经典名方“苓桂术甘汤”干预脂质代谢机制研究云南中医药大学云南中医药大学 70202201AS070279基础研究专项-重点项目西南特色草莓资源遗传多样性与优异性状基因挖掘云南大学云南大学71202201AS070284基础研究专项-重点项目组织记忆与云南省高新技术企业创新质量提升研究：技术搜寻和吸收能力的效应云南财经大学云南财经大学72202201AS070286基础研究专项-重点项目脉冲星及其风云高能辐射研究云南大学云南大学73202201AS070287基础研究专项-重点项目妊娠期静脉血栓发病机理研究中国科学院昆明动物研究所中国科学院昆明分院74202201AS070289基础研究专项-重点项目小胶质细胞TREM2在nHIBD突触可塑性紊乱中的调控机制研究云南大学昆明医科大学云南大学75202201AS070290基础研究专项-重点项目温阳通络方介导ASIC1α调控NF-κB/NLRP3通路抑制细胞焦亡干预类风湿关节炎骨破坏的机制研究云南省中医医院云南中医药大学云南省卫生健康委员会76202201AS070298基础研究专项-重点项目LIF+ CAF亚群通过调控FGL1表达介导膀胱癌免疫治疗抵抗的机制研究昆明市延安医院昆明市科学技术局77202201AS070309基础研究专项-重点项目类甜蛋白基因SlTLP5和SlTLP6调控番茄晚疫病抗病机理的比较研究云南农业大学云南农业大学78202201AS070310基础研究专项-重点项目轨廓缺陷修复重构智能决策研究云南农业大学云南农业大学79202201AS070313基础研究专项-重点项目抗生素溶杆菌对特色浆果重大细菌病害的防控机制研究云南农业大学云南农业大学80202201AS070316基础研究专项-重点项目基于CRISPR-Cas9基因编辑系统对无乳链球菌关键毒力因子致奶牛乳房炎的机制研究云南农业大学云南农业大学81202201AS070321基础研究专项-重点项目转座子INDITTO2调控根系构型在水稻适应不同海拔生境中的作用研究云南农业大学云南农业大学82202201AS070325基础研究专项-重点项目基于数据融合的AI驱动云南大叶种茶树表型可塑性特征筛选机制研究云南农业大学云南农业大学83202201AS070334基础研究专项-重点项目香芫开郁油抗青少年抑郁症的临床疗效评价及作用机制研究云南中医药大学柳州市妇幼保健院云南中医药大学 84202201AS070337基础研究专项-重点项目金沙江干热河谷关键乔木的自然更新及其对稀树草原生态恢复的研究中国科学院昆明植物研究所中国科学院昆明分院85202201AS070339基础研究专项-重点项目Pt-Ir系合金的成分设计、组织结构与高温性能基础研究贵研铂业股份有限公司云南省贵金属新材料控股集团有限公司合计：85项2023年度云南省基础研究计划杰出青年项目拟立项项目表序号受理编号项目类别项目名称项目负责人承担单位参加单位推荐部门1202201AV070014基础研究专项-杰出青年项目大湄公河次区域气候异常机理及预测杨若文云南大学云南大学2202201AV070024基础研究专项-杰出青年项目竹秆节间快速生长的生物学基础崔凯中国林业科学研究院高原林业研究所中国林业科学研究院高原林业研究所3202201AV070026基础研究专项-杰出青年项目可信边缘人工智能沈韬昆明理工大学昆明理工大学4202201AV070048基础研究专项-杰出青年项目面向图像融合与识别的特征表示李华锋昆明理工大学

要更好地了解原生质体的表型异质性，需要对许多单个细胞的形态和代谢特征进行全面分析。在单细胞表型分析方面，流式细胞仪已证明其具有高通量定量分析和分离目标生物样品的能力。然而，传统的流式细胞仪体积庞大、复杂且需要高技能的人员。随着微流控技术的发展，微流控已与流式细胞仪相结合(MFCM)，实现了强大的单细胞聚焦、检测和分选，已在各种生物应用中得到证明 ，包括单细胞 RT-PCR、干细胞筛选、蛋白质分析等。虽然 MFCM 已被证明是医学诊断和动物细胞研究中单细胞操作和分析的强大工具，但在植物细胞特性方面的类似工作仍然远远落后。天津大学环境科学与工程学院的Xingda Dai等人开发了一种带有荧光传感器的微流控流式细胞仪，为原生质体样品的分析提供了一种简单、直接且具有成本效益的解决方案。原生质体是植物细胞，其中细胞壁已被酶促或机械去除，是生物技术应用（如体细胞杂交和遗传转化）的非常有效的实验模型。原生质体提供了悬浮培养中的多细胞组织和细胞组装体所没有的许多细胞学优势，因此是研究细胞过程（如信号转导、细胞壁再生、压力和激素的作用等）的宝贵实验系统。然而，在细胞壁消化后，产生的原生质体是渗透敏感的、脆弱的结构，需要格外小心以保持其完整性。此外，原生质体的直径通常比哺乳动物细胞大，并且不像动物细胞那样粘附，因此使用流式细胞仪分析原生质体群体需要对仪器配置进行重大更改，并且极难实现稳定的流动。下图就是文章中所用的微流体流式细胞仪。(A) 开发平台示意图；(B) 已开发平台的照片；(C) 单个植物细胞通过通道的延时图像；(D) 单个植物细胞双通道荧光检测的实时响应。首先，基于用二氯二氢荧光素二乙酸酯 (DCFH-DA)染料检测拟南芥叶肉原生质体细胞内活性氧 (ROS) 的变化，研究了 H2O2、温度、紫外线 (UV) 和镉离子等各种外部应激因素对细胞内 ROS 积累的影响。下图显示的是外源 H2O2 介导的拟南芥原生质体 ROS 含量的变化。(A) 原生质体的荧光图像，比例尺为 25 µm；(B-D) 分别在 3、6 和 9 小时后由原生质体中的 H2O2 浓度诱导的荧光强度梯度；(E) H2O2 处理时间对原生质体荧光强度的影响。下图显示的是环境压力下拟南芥原生质体的氧化还原状态。(A) 原生质体在不同温度下的荧光图像，比例尺为 25 µm；(B) 原生质体在不同温度胁迫下的荧光强度；(C) Cd2+处理的原生质体荧光图像，比例尺为25 µm；(D) Cd2+下原生质体的荧光强度；(E) 紫外处理下原生质体的荧光图像, 比例尺为 25 µm (F) 紫外线下原生质体的荧光强度其次，从白色花瓣中分离出的矮牵牛原生质体比从紫色花瓣中分离出的原生质体中观察到更快和更强的氧化爆发，证明了花青素的光保护作用。第三，使用具有不同内源性生长素的突变体，证明了生长素在原代细胞壁再生过程中的有益作用。此外,UV-B 照射通过增加细胞内生长素水平具有类似的加速作用。该研究揭示了以前未被充分认识的原生质体群体中的表型变异性，并证明了微流体流式细胞术在评估单细胞水平的植物代谢和生理指标的体内动态方面的优势。

由上海技物所空间生命科学仪器团队研制的生物技术和生命生态科学实验系统于2022年7月24日随问天实验舱成功发射。上述系统是我国空间站生命科学领域的核心实验平台，以构建国家空间实验室、满足空间生命科学研究的迫切需求为目标，形成了“原位观测+生命支持+精细操控”为特色核心技术链的空间特殊环境下生命科学仪器技术系统化方案。目前，生物技术和生命生态科学实验系统已在轨稳定运行半年，完成了包括动物细胞、植物和线虫等5项空间生命科学实验，均取得圆满成功，在轨获取了大量重要科学数据，实现了我国首台自研激光共聚焦显微镜的空间应用，并在国际上首次完成了水稻“从种子到种子”全生命周期的空间培养实验。生物技术科学实验系统获得了首张空间激光共聚焦显微成像图片生物技术科学实验系统突破微纳生态空间的环境调控技术，解决了空间多维生物长周期密闭培养的难题。在空间细胞组织密闭培养方面，通过营养液换排、pH值调控、无菌环境保持等，完成了空间站灌流式干细胞培养实验，建立了空间站细胞组织实验平台。首批细胞样品由细胞上行生保支持装置搭载天舟五号货运飞船运送入轨，在轨实验期间获得了首张空间激光共聚焦显微成像图片。现细胞样品已被固定并低温存储，将随神舟十五号飞船返回。生命生态实验系统完成国际首次空间水稻“从种子到种子”全生命周期培养通用生物培养模块，作为生命生态实验柜的核心模块，为科学实验提供了稳定的环境控制，包括温控、光照、二氧化碳浓度及湿度等控制，同时创新性地供了双温区设计，使拟南芥和水稻同时在各自适宜的温区进行生长。首批拟南芥和水稻样品进行了总共长达4个月左右的试验，在国际上首次完成了水稻“从种子到种子”的全生命周期培养，现科学样品已随神舟十四号飞船返回地面，并交付科学方开展后续研究。第二批拟南芥样品已随神舟十五号飞船到达空间站，在通用生物培养模块内完成了40天的试验，科学样品已采集完毕，将随神舟十五号飞船返回。小型通用生物培养模块开展了空间辐射计量及生物损伤评估技术科学实验，线虫芯片实验盒于随神舟十五号上行，经过为期1个月的在轨实验，已结束实验完成固定液注入与录像巡检以及线虫取样和在轨储存。预计未来十年空间站生物技术和生命生态科学实验系统将为国内外近百个科学研究团队提供空间科学实验服务，为发现生命科学新现象、获得生命规律新认知、发展新型生物技术等提供技术途径和解决方案，为建成国家级空间生物实验室做出重要贡献。

导读 高光谱成像传感器是近几年研究用于监测不同环境中农作物和植被的有效工具。植物的生理学，形态学或生物化学信息可以通过非接触的方式以及不同尺度下评估。例如，利用高光谱传感器用于植物表型分析或农业中的生理胁迫研究。截至目前，市面上有各种非成像和成像高光谱传感器可供选择，这些仪器进行测量的过程相当复杂。因此，现代化检测及研究中对易于用户操作的高光谱传感器的需求日益增加。芬兰新发布的一款新型小型手持式智能型高光谱相机——SPECIM IQ，就是基于用户的现代化便携操作而设计的。SPECIM IQ的机身小巧轻便，只有1.3kg，实现轻松手持操作；同时在相机中直接集成了操作控制系统，通过相机自带的触摸屏就可实时实现基本数据的采集和分析过程（如预处理和分类例程），实现智能化操作。便携手持、现场实时快速检测、全自动智能分析、高质量数据，相信 SPECIM IQ 如此多的现代化特征会让您的高光谱研究更加得心应手！以下我们将SPECIM IQ采集的高光谱数据与已经十分成熟高光谱成像仪技术SPECIM V10E 进行定性对比，发现SPECIM IQ便携手持的设计并未影响到相机的数据准确性，一致地获得了高质量高光谱数据。同时，手持智能型SPECIM IQ还可以实现对植物表型的鉴定以及病害研究检测等，在植物科学研究及其他领域具有无限可能。1、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ与SPECIM V10E的定性对比 通过与性能的SPECIM V10E相机对比，我们评估了新型SPECIM IQ的成像质量。SPECIM V10E在推扫式高光谱相机领域是一款具有代表性且广受好评的产品，与SPECIM IQ具有相同的光谱范围（400-1000nm）。在实验过程中，通过采用4倍的光谱合并，达到与SPECIM IQ相似的光谱采集，共有211个波段，每行数据具有1600个像素。研究人员利用两款设备分别在室内（卤素灯光源）和室外（自然光光源）对具有不同颜色的样本：纸片和聚乙烯胶片，进行了高光谱数据采集和对比。 图1 智能型高光谱相机SPECIM IQ（207mm*91mm*74mm） 经过对比，得到如图2所示结果。对相同样本，两款设备采集的光谱形状高度重合：实验室的平均值是0.009，室外平均值为0.043。SPECIM IQ和SPECIM V10E的平均标准偏差分别为室内（0.017和0.021）和室外相同（0.029和0.029），但SPECIM IQ更为均，SPECIM V10E在光谱边界处具有更高的噪声水平（400 -450nm和400-450nm）900-1000nm，见图2）。研究表明，除了925-970nm范围内的大气水汽吸收带之外，周围光谱的原始信号较弱，导致反射信号的快速增加。 图2 平均光谱包含绿色纸片（A）和紫色聚乙烯片（B）的标准差，C表示室内测试的不同颜色的样本 图3 室外数据的光谱对比（A-D）：绿色纸片、暗黄色纸片、紫色聚乙烯胶片以及蓝色聚乙烯胶片 2、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ对拟南芥的生理胁迫研究 通过植被指数可评估不同状态下植被的生理结构和功能特性，包括生物量、冠层结构、叶面积指数、叶绿素含量以及植物冠层的光利用效率等。研究人员利用SPECIM IQ对拟南芥的两个变种在胁迫状态下的生理状态分别进行了研究。由于缺乏PsbS蛋白质和紫黄质脱环氧化酶，拟南芥的变种样本对光能量利用能力减弱（非光化学淬灭），但在室温条件下可正常发育，在高光照条件下，突变体可能受光损伤，这些都是肉眼无法察觉的。利用SPECIM IQ对18个样本进行数据采集，并对所采集的数据进行植被指数计算，在此基础上，对样本的叶绿素含量和类胡萝卜素转化的敏感程度进行了评估（图4）。 图4 在非胁迫适应（NSA）和胁迫适应（SA）拟南芥野生型（Col-0）和PQ缺陷突变体（npq1和npq4）之间观察到的差异。 左侧面板显示选定感兴趣区域的假彩色图像（A） NDVI（C） REIP（E） 和由SPECIM IQ采集数据计算的PRI（G）。 右侧面板显示计算出的平均值和标准差（B） NDVI（D） REIP（F） 和PRI（H）从三个单的植物随机分布在成像框架，不同的字母表示基于LSD的显着差异（a = 0.05）。 研究表明，SPECIM IQ可用于拟南芥中叶绿素（NDVI）和叶黄素（PRI）的含量的检测，并能评估植株样本的状态。通过验证具有代表性的植被指数，可为其它植被指数的评估计算提供样例，并为在植被研究领域获得更多生理信息奠定了基础。 3、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ对大麦白粉病的研究 高光谱成像作为非接触式的测量传感器，在植物疾病严重程度与宿主植物对特定植物病原体的易感性的评估方面有很大的应用。本研究利用SPECIM IQ评估了不同大麦品种在冠层尺度上的白粉病严重程度，并对品种Milford和Tocada进行了4个和7个不同的白粉病易感性等的比较。研究准确地检测了两个品种的白粉病症状，并通过高光谱成像结合数据分析方法评估品种的不同疾病严重程度。研究人员利用SPECIM IQ对在温室中培养的360个大麦植物样本（稳定的漫射光条件下培养）进行检测，并使用的白色参考板（见图5）和SPECIM IQ的内置功能对高光谱数据进行归一化。研究人员利用SPECIM IQ Studio的光谱角匹配方法（SAM）进行感染检测并与支持向量机分类（SVM）方法进行对比，检测到上部叶中具有类似病状的区域。 图5 使用光谱角匹配（SAM）和支持向量机（SVM）对白粉病进行分类，图像左侧包含白色参考面板研究表明，大麦白粉病的样本检测到的疾病症状分别为所有植物像素的25.8％和4.4％，而健康部分只有2.0％和2.2％。现有的错误分类主要是白色参考边界处（看起来像叶面上的白色菌丝体）混合像素的影响。为了消除这种系统偏差，通过减去错误分类像素量来确定疾病严重程度，预测分析的品种的2.2％至23.7％的强烈差异。因此，SPECIM IQ可用来测量评估复杂冠层的疾病严重性，控制光源照明条件保证高信号质量，此项研究也证明SPECIM IQ空间分辨率足以确定大麦叶片上的单一症状。4、总结 手持智能型SPECIM IQ相机在植物生理和病害检测中具有巨大潜力。通过SPECIM IQ与SPECIM V10E室内和室外环境中对不同材质色卡辐射测量评估，得到两者的光谱特性高度一致性。根据植被指数分析得到的结果表明手持智能型SPECIM IQ在植物研究和表型分型策略的背景下的应用潜力：对于白粉病的评估，表明SPECIM IQ具有足够的测量能力，并且与SVM相结合，在量化中对视觉评估的高度一致性。作为新智能型的高光谱相机设备，手持式SPECIM IQ除具有高精度的数据质量外，其设备本身具有高紧凑性、可移动性强和快速集成处理能力，为科技新领域的应用创造了有利条件。手持智能型SPECIM IQ的发布让高光谱传感器技术以实验室设备的质量水平传输到温室和现场，而无需任何载体平台或控制和存储设备，因此，该款设备的诞生无疑可以支持各个场景下的不同应用，并推动现代高光谱技术在更多领域的发展和影响。 相关产品及其链接1、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ：http://www.instrument.com.cn/netshow/C282348.htm 2、芬兰SPECIM高光谱航空遥感成像系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/C160539.htm 3、芬兰SPECIM 工业高光谱相机FX系列：http://www.instrument.com.cn/netshow/C265811.htm

低温胁迫是限制植物分布的主要环境因素之一，感知低温信号是植物适应寒冷环境的基础。植物在低温中呈现出生长减缓、开花延迟等表型以适应低温环境。鉴定植物的冷感受器是解析植物低温感知分子机制的关键。 　　10月20日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心/CAS-JIC植物和微生物科学联合研究中心研究员杨小飞研究组、东北师范大学教授张铧坤研究组，以及英国约翰英纳斯中心(John Innes Centre，JIC) 研究员丁一倞研究组合作，在《自然-通讯》(Nature Communications)上，发表了题为RNA G-quadruplex structure contributes to cold adaptation in plants的论文。 　　温度依赖的大分子结构变化决定生物大分子发挥细胞温度计的功能，如蛋白质、核糖核酸等。为寻找与温度感知有关的RNA结构域特征，科研团队对1000种植物转录组项目(1KP)的RNA序列开展研究。该研究对其中的906种陆生植物与环境因素的相关性分析表明，生长在低温地区的植物RNA中普遍富含鸟嘌呤(Guanine)。鸟嘌呤(G-rich)序列在体外可以折叠为特殊的鸟嘌呤四链体(RNA G-quadruplex，RG4)结构，耐寒植物中具有更多的RG4结构，暗示富含G-rich序列与植物的耐寒性有关。 　　为探究RG4折叠与冷响应间的关系，科研人员对模式植物拟南芥进行低温处理，并利用此前开发的RG4检测方法SHALiPE-seq对体内RG4折叠进行定量检测。结果表明，低温处理显著诱导植物体内RG4结构的折叠，证明植物RG4具有感知低温的能力。研究系统分析了拟南芥的mRNA降解组数据，发现包含有冷诱导RG4的mRNA降解速率明显降低，暗示RG4或抑制了mRNA的降解。为验证RG4结构在mRNA降解中的作用，科研团队挑选了一个受低温显著诱导的RG4基因，命名为CORG1。通过碱基替换将G突变为A，可将包含RG4结构的野生型wtRG4-CORG1突变为不能形成RG4结构mutRG4-CORG1基因。进一步研究发现，mutRG4-CORG1在冷胁迫中的降解速率显著高于wtRG4-CORG1的降解速率，证明低温诱导的RG4结构形成抑制mRNA的降解。同时，低温对mutRG4-CORG1的转基因植物的生长抑制也明显弱于wtRG4-CORG1的拟南芥，表明RG4结构突变降低植物对低温响应的敏感性。 　　综上所述，冷处理诱导植物mRNA的RG4折叠，进一步选择性抑制mRNA的降解从而减缓植物在低温环境下的生长速度。转录组中RG4结构的选择性富集帮助陆生植物感知低温信号，促进植物对寒冷环境的适应性进化。该研究迄今为止首次发现RG4结构抑制mRNA的降解，阐明了RG4结构的全新分子调节功能，且RG4结构是植物中发现的第一个RNA低温感受器。美国哈佛大学和耶鲁大学研究人员对动物细胞的同期研究工作表明，多种胁迫因素(如低温、饥饿)促进3’UTR的RNA结构折叠，并提高mRNA的稳定性(https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.03.03.482884v1)。这些研究暗示环境依赖的RNA结构折叠作为胁迫感受器，在自然界广泛存在。 　　研究工作得到国家自然科学基金、英国生物技术与生物科学研究委员会基金和欧洲研究委员会基金等的支持。耐寒植物中的RG4富集提高了植物对寒冷环境的感知能力

成果名称 高精度高通量植物生长观测仪 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 该项目设计搭建一个用于观测植物表型的实验仪器，其中包括多个组件：高分辨率CCD和可调镜头组用来拍摄图片；平面光源用来提供不同波段的单色光照；气瓶和阀门等装置用来控制气体（如乙烯）的浓度；电动平移台用来实现实时观测过程中植物位置和观察角度的连续变化。以上所有组件与电脑相连接，在电脑软件&ldquo MatLab&rdquo 中编写程序，控制各组件的开关和运行，并在&ldquo MatLab&rdquo 中对拍摄得到的图片进行加工和处理，从而实现对拟南芥早期生长发育过程的高精度、高通量、自动化的实时观察和测量分析。 主要的研究环节包括：1）使用高分辨率CCD、可调镜头组和平面光源作为图像采集系统，使用台式电脑和MatLab软件编写程序作为控制系统，实现对单一植物样品的自动化连续图像采集；2）使用MatLab软件编写图像处理程序，实现对植物图像中胚轴和根长度、顶端弯钩角度、子叶颜色变化的自动化识别和测量；3）在图像采集系统中加载电动平移台，在自动化的基础上，实现同时对多个植物样品的高通量图像采集；4）在图像采集系统中加载气流控制系统，实现气体处理（如植物激素乙烯）的加入和去除；5）在MatLab软件中改进和完善图像处理程序，在自动化的基础上，进一步提高识别和测量结果的精确度和可重复性。 目前，基于以上设计的高精度高通量植物生长观测仪按期研制完成。自主开发了两种全新的图像处理程序，使电脑对植物图像中幼苗的长度和角度实现了自动化智能化的识别和测量，并达到了很高的精确度和可重复性，为关键技术突破。 应用前景：样机已经在拟南芥黄化苗对植物激素乙烯的动力学反应研究中投入应用，取得相应成果，并在SCI期刊上发表文章。

近年来，透射电镜在植物研究中应用广泛，但由于植物细胞的生物学特征的特殊性，使植物样品的制备难度增大，针对植物细胞壁坚硬等问题，经过1000多个植物样品的制样和观察，其中包括植物的花粉、茎、叶、根、果实等组织细胞结构，对植物样品的制备技术进行改良，植物样品采用定制化方案，使植物的超微结构形态得到清晰的呈现。应用1：观察植物叶肉细胞的叶绿体和淀粉粒本图主要展示水稻叶片一个完整的叶肉细胞（前，X4000），单个叶绿体和叶绿体中的淀粉粒（后，X20000）本图主要展示拟南芥的叶绿体（前，X6000），单个叶绿体（后，X15000）本图主要展示的叶绿体类囊体（前，X30000），放大图，片层和垛叠（后，X100000）应用2：观察植物细胞的胞间连丝高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，完成植物细胞间的通讯连接，是细胞间物质运输与信息传递的重要通道；胞间连丝见于所有的高等植物、某些低等植物如有些藻类以及真菌。胞间连丝的主要功能是：①细胞间物质包括小泡的运输和转移；②信息、刺激的传导；③影响细胞的生长、发育和分化。本图主要展示竹子叶片的胞间连丝（前，X5000），放大图（后，X10000）应用3：观察植物下胚轴下胚轴即子叶着生部位（子叶节）与根之间的轴状部分。它与根之间的界限不易区分，但有的植物下胚轴与根之间有轴环存在。通常为根茎之间维管组织发生变化的过渡区段，其内部的维管组织结构复杂，形态多种多样。本图主要展示拟南芥胚轴（前，X6000），放大图（后，X12000）应用4：观察花粉花粉是典型的制备难度较大的透射电镜样品，很难观察到样品的超微结构。本图主要展示一个完整的花药（前，X6000），放大图（后，X25000）应用5：观察植物根、茎、叶本图主要展示玉米束鞘细胞围成的一个完整的花环结构（前，X2500），玉米束鞘细胞和叶肉细胞（后，X6000）。

日本东京工业大学、东京大学和京都大学科研人员组成的研究团队研发出聚碳酸酯（PC，又称PC塑料）转化为肥料的循环系统，证实以植物为原料制备的聚碳酸酯经氨水分解后可转化为促进植物生长的肥料。此项研究成果近期发表于英国化学期刊《GREEN CHEMISTRY》，题为：Plastics to Fertilizers: Chemical Recycling of a Bio-based Polycarbonate as a Fertilizer Source。　　异山梨醇（Isosorbide，ISB）可由糖等生物质资源制备，经化学反应可形成异山梨醇基聚碳酸酯（PIC）。为证实循环系统，研究人员以ISB为原料合成PIC，随后在PIC中加入氨水进行氨解，观察溶液的外观变化。随着时间增加，溶液由不均匀的白色溶液逐渐变得均匀，并在24小时后变为完全均匀的溶液。通过对氨解产生的尿素和分解生成物进行分析，研究人员发现PIC最终完全分解为尿素和ISB。在室温下，分解需要24小时，研究人员通过调整氨水的浓度和反应温度，寻找最佳反应条件，成功在6小时以内实现完全分解。　　研究人员运用分解生成物（ISB和尿素的混合物）进行拟南芥的培育实验，结果显示PIC分解产生的尿素可起到肥料的作用。分解生成物中，尿素与ISB的比例为0.7:1，与尿素和ISB1:1混合相比，更能促进拟南芥的生长。　　此项研究证实了植物来源的聚碳酸酯转化为肥料促进植物生长的循环系统，有助于解决废弃塑料问题和粮食短缺问题，推动可持续发展。 　　原文链接：　　https://www.jst.go.jp/pr/announce/20211028/index.html

2022上半年使用Monolith发表的国内文献接近100篇，小编按照疾病机制，结构生物学和植物科学三个方向选取了10篇文章分享给大家。以下文章包含细胞裂解液，无标记，超大复合物，离子以及双结合位点检测等应用，希望会对大家的实验有所帮助。疾病机制北京大学朱健课题组必需氨基酸受体抵御非酒精性脂肪肝病的作用机制常规认知中，脂肪肝多见于营养过剩的肥胖人群；但事实上，消瘦人群也有可能因营养不良而患上脂肪肝病。2022年3月3日，北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心朱健课题组在 Molecular Cell 在线发表了题为“Amelioration of hepatic steatosis by dietary essential amino acid-induced ubiquitination”的研究论文。研究人员发现了肝细胞中一种重要的必需氨基酸受体Ubr1。当必需氨基酸摄入不足时，Ubr1蛋白的生理功能受到抑制，导致肝脏脂肪的积累并发展为脂肪肝病。Ubr1作为一种E3泛素连接酶，其生理功能在结合必需氨基酸后被激活，催化Plin2脂滴保护蛋白的泛素化降解，从而缓解肝脏肝脏脂肪的积累。研究人员通过Monolith无标记互作实验证明Ubr1可以区分必需和非必需氨基酸：精氨酸、赖氨酸等7种必需氨基酸能够直接结合Ubr1并激活其功能；其中，亮氨酸 (Leu) 和异亮氨酸（Ile）与Ubr1结合能力最强, 亲和力（Kd）接近于已报道的氨基酸受体 (Sestrin2/CASTOR1)；与之相对，非必需的缬氨酸（Val）无法结合Ubr1。这些结果也在细胞水平实验中得到验证：在食物中补充亮氨酸或异亮氨酸，能够明显缓解由禁食诱导产生的细胞内Plin2蛋白水平升高和脂肪积累。该研究表明，补充这两种必需氨基酸在预防由营养不良导致的脂肪肝病中具有重要作用，Ubr1蛋白也是非酒精性脂肪肝病的潜在治疗靶点。Monolith检测Ubr1与氨基酸互作原文链接: https://doi.org/10.1016/j.molcel.2022.01.021上海中医药大学屈祎课题组结肠癌Wnt/β-catenin信号通路中药小分子抑制剂Wnt/β-catenin信号通路是公认的肿瘤驱动因子，但β-catenin缺乏常见的小分子结合深疏水口袋，是个典型的“不可成药”蛋白。2022年2月1日，上海中医药大学屈祎课题组在Cell Reports在线发表了题为“Liquidambaric acid inhibits Wnt/β-catenin signaling and colon cancer via targeting TNF receptor-associated factor 2”的研究论文。本研究发现中药路路通活性分子路路通酸 (LDA) 抑制Wnt信号通路和结肠癌，并利用蛋白质谱技术找到了LDA的潜在靶标蛋白肿瘤坏死因子受体相关因子2 (TNF receptor-associated factor 2，TRAF2)。接下来研究人员使用Monolith分子互作仪验证了TRAF2与LDA的直接相互作用（左图）。为了进一步探究LDA的结合位点，研究人员表达了不同结构域的GFP标签蛋白直接在细胞裂解液中检测。结果显示LDA与缺少TRAF-C domain以及删除TRAF-C domain 408–431氨基酸（△408–431）的蛋白间并无相互作用，仅与TRAF-C domain（TRAF2-TC）作用（右图）。Monolith检测TRAF2与LDA亲和力原文链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.110319 北京大学杜鹏课题组植物免疫蛋白通过挽救miRNA缺陷实现广谱抗肿瘤反应2022年5月26日，北京大学杜鹏课题组在Cell在线发表了题为“A plant immune protein enables broad antitumor response by rescuing microRNA deficiency”的研究论文。该研究发现，在不同的人类原发性癌症样本和癌症细胞系中，不能有效结合AGO2复合体的3’末端短1-nt的miRNA异构体广泛积累。异位表达的植物免疫蛋白RDR1通过其单核苷酸加尾修饰这些AGO2游离出的miRNA双链异构体，以重新激活有缺陷的miRNA通路，从而特异性阻断实体瘤和白血病中癌细胞的细胞周期。作者发现3’末端短1-nt的miRNA异构体广泛积累，而这些异构体相比于2-nt悬垂的异构体与AGO2的亲和力更低。作者在这里分别使用了EMSA与Monolith互作实验进行了验证，这种短1-nt的异常miRNA不能有效进入AGO2中，并且不稳定，与不同肿瘤中的miRNA剂量减少有关。Monolith检测rAGO2与miRNA亲和力原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.04.030结构生物学北京大学毛有东课题组蛋白酶体与去泛素化酶动态调控机制2022年4月27日，北京大学毛有东课题组在Nature在线发表了题为“USP14-regulated allostery of the human proteasome by time-resolved cryo-EM”的研究论文。研究人员通过时间分辨冷冻电镜技术，揭示了与去泛素化酶动态调控人源蛋白酶体（proteasome）的机制。去泛素化酶USP14通过可逆结合蛋白酶体26S被激活，剪切底物上的泛素链，被认为是一个潜力巨大的癌症和神经退行性疾病的靶标。北京大学毛有东教授团队通过时间分辨冷冻电镜技术，揭示了与去泛素化酶动态调控人源蛋白酶体的机制。在阐述USP14被蛋白酶体26S激活的机制的过程中，研究团队利用Monolith分子互作仪检测了超大复合物蛋白酶体26S与USP14的相互作用，并在溶液体系中轻松检测三元互作，验证了底物对于USP14-26S亲和力的影响。Monolith检测USP14与蛋白酶体结合原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-022-04671-8清华大学jiang xin课题组葡萄糖转运蛋白抑制剂人类葡萄糖转运体GLUTs的表达升高，尤其是GLUT1和GLUT3，与促进癌细胞的过度增殖相关，因此GLUT抑制剂具有潜在的抗癌治疗作用。2022年5月12日，清华大学Jiang Xin及普林斯顿大学颜宁课题组共同通讯在Nature Communications 为在线发表了题为“Molecular basis for inhibiting human glucose transporters by exofacial inhibitors”的研究论文。该研究报告了一种 GLUT3 的变体GLUT3exo，可用于筛选和验证外表面抑制剂。随后研究团队鉴定了一种外表面 GLUT3 抑制剂 SA47，并通过Monolith分子互作仪检测SA47与GLUT3及其突变体的相互作用，验证了晶体结构中揭示的抑制剂作用位点。该研究为发现用于治疗开发的 GLUTs 表面抑制剂提供了结构生物学基础。Monolith分子互作仪检测不依赖于分子量变化，非常适合于小分子互作的检测。Monolith检测SA47与GLUT3蛋白WT和突变体的亲和力原文链接 https://doi.org/10.1038/s41467-022-30326-3北京生命科学研究所郑三多课题组多巴胺受体与配体的识别机制多巴胺受体广泛分布于中枢神经系统，是各种精神神经疾病的重要治疗靶点。2022年6月8日，北京生命科学研究所郑三多课题组在Nature Communications 在线发表了题为“Ligand recognition and biased agonism of the D1 dopamine receptor”的研究论文。本研究通过冷冻电镜技术揭示了D1多巴胺受体(D1R)-Gs复合物的三个结构。文中揭示了D1R有两个单独的结合位点可容纳fenoldopam分子，分别位于正位结合袋(OBP)和扩展结合袋(EBP)，并通过Monolith分析得到与结构观察一致的结果。对于亲和力不同的双结合位点的靶标分子与配体相互作用，使用Monolith分析软件可分别拟合计算不同结合位点的亲和力。多巴胺受体D1R具有两个单独的结合位点可容纳fenoldopam分子原文链接https://doi.org/10.1038/s41467-022-30929-w四川大学华西医院杨胜勇课题组G蛋白偶联受体（GPCR）- 大麻素受体CB1独特的变构调节机制作为中枢神经系统中表达量最高的G蛋白偶联受体（GPCR）之一，大麻素受体CB1是治疗焦虑、肥胖、疼痛和神经退行性疾病等诸多疾病的潜在药物靶点。前期研究发现，CB1的变构结合位点（allosteric site）为CB1调控药物的开发提供了新方向；但是，CB1变构调节的具体分子机制尚不清楚，严重阻碍了变构药物的研发。2022年5月30日，四川大学华西医院杨胜勇课题组在Nature Chemical Biology在线发表了题为“Molecular mechanism of allosteric modulation for the cannabinoid receptor CB1”的研究论文。四川大学华西医院杨胜勇和邵振华团队采用晶体衍射与冷冻电镜技术，成功解析出CB1与变构调节剂ZCZ011以及下游信号转导分子Gi相互作用的精细结构，在CB1变构调节机制研究领域取得重大进展。研究者通过对CB1序列进行点突变、片段插入等一系列改造，成功表达出可结晶的CB1蛋白。接下来又通过Monolith分子互作仪快速确认了经过序列优化的CB1蛋白仍然具有与ZCZ011的结合能力。Monolith检测时无需固定样品，直接在溶液中检测，可以避免固定对膜蛋白等脆弱样品活性的影响。Monolith检测CB1–CP55940与ZCZ011亲和力原文链接https://doi.org/10.1038/s41589-022-01038-y植物科学北京大学瞿礼嘉课题组植物防止多精受精的分子机制2022年1月20日，北大生命科学学院瞿礼嘉课题组在Science在线发表了题为“RALF peptide signaling controls the polytubey blockin Arabidopsis”的研究论文，揭示了拟南芥中通过限制多花粉管靶向胚珠（多个花粉管到达一个胚珠）来防止多精受精的分子机制。植物是如何限制数以百计的花粉管进入同一个胚珠，防止多精受精的呢？当受精失败后又如何进行“受精补偿”呢？作者研究发现位于花柱道隔膜处(雌性)表达的FERONIA、ANJEA和HERCULES受体与花粉管（雄性）特异性分泌的RALF6、7、16、36和37小肽配体相互作用来建立阻止“多花粉管穿出”的“屏障”，只允许一根花粉管靶向胚珠。花粉管进入胚珠，爆裂释放精子后，RALF小肽迅速减少，进而解除花柱道隔膜处的“屏障”。从而在受精失败时，可使第二根花粉管穿出花柱道，进行受精补偿。研究团队使用Monolith分子互作仪对RALF6和RALF36与受体FER、ANJ和HERK1的亲和力进行测定，快速准确的验证了RALF6/36是受体FER、ANJ和HERK1的配体。Monolith检测RALF6/36与受体FER、ANJ和HERK1的亲和力原文链接https://doi.org/10.1126/science.abl4683北京大学李毅课题组微量元素铜增强水稻抗病毒分子机制铜是植物生长发育的重要调节剂，然而铜对病毒入侵的反应机制尚不清楚。北京大学生命科学学院李毅课题组在Science Advances在线发表了题为 “The key micronutrient copper orchestrates broad-spectrum virus resistance in rice”的研究论文。课题组之前的研究表明，SPL9介导的miR528转录激活为已建立的AGO18- miR528 - L- AO抗病毒防御增加了一个调控层。研究发现，Cu2+通过抑制SPL9的蛋白水平来抑制miR528的转录激活，进而提高ROS水平，增强AO积累量及其酶活，从而加强抗病毒反应，阐明了铜稳态的分子机制、调控网络以及SPL9-miR528-AO抗病毒途径。为了检测SPL9和Cu2+之间的直接相互作用，作者纯化了SPL9 DNA结合区域（SPL9 SBP），使用Monolith分子互作仪检测其与Cu2+的互作。结果显示SPL9 SBP直接与Cu2+结合，但不与Ca2+结合。Monolith检测SPL9与Cu2+亲和力原文链接：https://doi.org/10.1126/sciadv.abm0660中国农业大学杨淑华课题组低温特异钙信号的感知和应答机制暴露在寒冷的环境中会触发细胞质Ca2+的激增，导致植物的转录重编程。然而，Ca2+信号是如何被感知和传递到下游的低温信号通路仍然是未知的。2022年6月29日，中国农业大学杨淑华及丁杨林课题组共同通讯在Science Advances 在线发表了题为“CPK28-NLP7 module integrates cold-induced Ca2+ signal and transcriptional reprogramming in Arabidopsis”的研究论文。研究发现，钙依赖性蛋白激酶28 (CPK28)启动了一个磷酸化级联，从而作用于低温诱导Ca2+信号下游的转录重编程。这项研究阐明了一种先前未知的机制，揭示了植物从质膜到细胞核的快速感知和转导低温信号的关键策略。研究中，作者通过Monolith分子互作仪检测到CPK28可直接与Ca2+结合，而CPK28 EF-hand位点突变蛋白CPK28EFm与Ca2+亲和力降低了6倍，证明了EF-hand对结合Ca2+非常重要。Monolith检测CPK28/CPK28EFm与Ca2+的亲和力原文链接https://doi.org/10.1126/sciadv.abn7901 关于Monolith新一代分子互作检测仪 德国NanoTemper公司自2010年推出第一款基于微量热泳动技术的Monolith分子互作仪。随着工业用户的增多且对高通量检测的需求越来越迫切，NanoTemper公司于2014年推出了自动化的检测仪器Monolith NT.Automated。基于用户的反馈，在2020年对该产品线进行了全面升级，推出了全新的Monolith系列仪器。产品特点：仅需微量样品，即可直接在溶液中测定分子间结合。无需固定，不受检测样品种类的限制。检测速度快、测量范围广 (Kd : 从pM到mM)。仪器操作简单，无需繁琐的清洗维护。点击图片查看更多信息参考文献：[1] Qi Y, Ding L, Zhang S, Yao S, Ong J, Li Y, et al. A plant immune protein enables broad antitumor response by rescuing microRNA deficiency. Cell. 2022 2022/05/26/ 185(11):1888-904.e24.[2] Yan R, Zhu H, Huang P, Yang M, Shen M, Pan Y, et al. Liquidambaric acid inhibits Wnt/beta-catenin signaling and colon cancer via targeting TNF receptor-associated factor 2. Cell Reports. 2022 38(5). PubMed PMID: 110319.[3] Zhang Y, Lin S, Peng J, Liang X, Yang Q, Bai X, et al. Amelioration of hepatic steatosis by dietary essential amino acid-induced ubiquitination. Molecular Cell. 2022 2022/04/21/ 82(8):1528-42.e10.[4] Zhang S, Zou S, Yin D, Zhao L, Finley D, Wu Z, et al. USP14-regulated allostery of the human proteasome by time-resolved cryo-EM. Nature. 2022 2022/05/01 605(7910):567-74.[5] Wang N, Zhang S, Yuan Y, Xu H, Defossa E, Matter H, et al. Molecular basis for inhibiting human glucose transporters by exofacial inhibitors. Nature communications. 2022 13(1):2632. PubMed PMID: 35552392.[6] Teng X, Chen S, Nie Y, Xiao P, Yu X, Shao Z, et al. Ligand recognition and biased agonism of the D1 dopamine receptor. Nature communications. 2022 13(1):3186. PubMed PMID: 35676276.[7] Yang X, Wang X, Xu Z, Wu C, Zhou Y, Wang Y, et al. Molecular mechanism of allosteric modulation for the cannabinoid receptor CB1. Nature Chemical Biology. 2022 2022/05/30.[8] Zhong S, Li L, Wang Z, Ge Z, Li Q, Bleckmann A, et al. RALF peptide signaling controls the polytubey block in Arabidopsis. Science. 2022 375(6578):290-6.[9] Yao S, Kang J, Guo G, Yang Z, Huang Y, Lan Y, et al. The key micronutrient copper orchestrates broad-spectrum virus resistance in rice. Science Advances. 2022 8(26):eabm0660.[10] Ding Y, Yang H, Wu S, Fu D, Li M, Gong Z, et al. CPK28-NLP7 module integrates cold-induced Ca2+ signal and transcriptional reprogramming in Arabidopsis. Science Advances. 2022 8(26):eabn7901.

癌症突变具有不同特征 　　尽管所有癌症都被认为是由体细胞突变(身体中除生殖细胞以外的任何细胞的突变)造成的，但我们对所涉及的突变过程相对来说却知之甚少。这项研究分析了来自超过7000例癌症的近500万种突变，发现了超过20个与癌症相关的不同突变特征。这些特征中有些存在于很多癌症中，其中一个特征属于APOBEC家族的胞苷脱氨酶，而其他特征则是个别肿瘤类型特有的。有些特征与年龄、已知诱变因素或DNA维护中的缺陷有关，但很多的来源却很神秘。这些发现对于了解癌症病因、预防和治疗有潜在意义。 　　研究证实植物能用电传递受伤信号 　　动物通过神经系统对受伤快速作出反应。本杂志1992年发表的一篇论文提出了当时有争议的观点：植物也利用远距离电信号对受伤作出反应。此后人们已经清楚有些植物用电信号来控制它们的运动，尽管这一现象背后的基因并不知道。现在有了可靠实验和遗传证据来支持早先关于伤口信号作用的发现，同时说明与介导脊椎动物突触传递的谷氨酸盐受体相关的蛋白也参与其中。Edward Farmer及同事发现，弄伤拟南芥的一片叶子，会导致刺激&ldquo 茉莉酮酸酯&rdquo (使拟南芥对食草动物和病原体产生抵抗力的植物激素)的电活动在与伤口有一定距离的未受损处传播。这一过程是由被GLR基因编码的阳离子通道介导的。 　　测量太阳类恒星表面引力新方法 　　太阳类恒星亮度的变化是由很多因素驱动的，包括&ldquo 颗粒化&rdquo ，它是由光球下的热对流造成的。而由于&ldquo 颗粒化&rdquo 与表面引力相关，所以亮度变化可被用作表面引力的一个度量。Fabienne Bastien等人分析了来自美国国家航空航天局&ldquo 开普勒&rdquo 探测任务的档案数据，发现在小于8小时的时间尺度上发生的亮度波动与处在各种不同演化阶段的太阳类恒星的表面引力相关。利用这种类型的直接测量，将有可能确定由&ldquo 开普勒&rdquo 观测到的很多恒星的表面引力。 　　嵌套生态网络中的结构 　　物种之间的合作倾向于导致形成具有一个嵌套结构的互助网络。虽然嵌套性可能会增加生物多样性和持久性，但理论工作表明，嵌套网络往往没有非结构化网络稳定。这篇论文通过分析表明，嵌套网络是由一个能使互助群落中物种丰富度最大化的机制形成的，嵌套物种的丰富度与群落的可塑性直接相关。这项工作为研究生态因素和演化历史怎样形成生态网络提供了一个模型。 　　&ldquo 蛭形轮虫&rdquo 无性生殖假说被证实 　　&ldquo 蛭形轮虫&rdquo 被认为已经以无性方式存在和分化了数百万年，这很奇怪，因为有性生殖的丧失对后生动物来说被普遍认为是走进了一条演化上的死胡同。此前人们仍怀疑它们也许偶尔会进行有性生殖。但在这项研究中，Olivier Jaillon及同事对一种名叫&ldquo Adineta vaga&rdquo 的&ldquo 蛭形轮虫&rdquo 的基因组进行了测序，发现其结构与传统减数分裂(与有性生殖相关的细胞分裂类型)不匹配。其基因组已经历了丰富的基因转换，这可能限制了在没有减数分裂时有害突变的积累。多达8%的基因可能来自非后生动物，可能是通过横向基因转移获得的。这些发现为无性演化提供了肯定证据，支持关于&ldquo 蛭形轮虫&rdquo 从古以来进行无性生殖的假说。 　　具有生物活性的信号作用脂质&ldquo 神经酰胺-1-磷酸盐&rdquo (C1P) 调控从生长和生存到&ldquo 促炎反应&rdquo 在内的各种不同过程。在这项研究中，Dinshaw Patel及同事研究了C1P是怎样被输送到细胞中的特定点的。他们识别出被称为&ldquo 神经酰胺-1-磷酸盐转移蛋白&rdquo (CPTP)的一种新颖的脂质转移蛋白，同时结构和功能研究也显示了C1P被从其在&ldquo 高尔基&rdquo 复合体中的合成点输送到胞质膜上的机制。 　　LITE杂合系统在光遗传学中的应用 　　Feng Zhang及同事将可定制的TALE DNA结合域与光敏&ldquo 隐花色素-2&rdquo 蛋白及其来自拟南芥的相互作用伙伴CIB1结合在了一起，从而生成了一个光遗传&ldquo 双杂合&rdquo 系统(他们将其称为LITEs，即&ldquo 光可诱导的转录效应物&rdquo )。LITEs不需要其他辅因子，容易被定制来以很多位点为目标，并且还能快速地、可逆地被激活。它们还可被打包到病毒载体内，定向输送到特定细胞类群中。作者将这一系统应用到了小鼠的原代神经元中和清醒小鼠的脑中，来调制内源基因表达和定位表观染色质修饰。这一LITE系统为内源细胞过程的光遗传控制建立了一个新颖模型。 　　(田天/编译 更多信息请访问www.naturechina.com/st)

近日，易科泰生态技术有限公司为上海生命科学研究院调试安装一套FluorCam封闭式GFP/Chl.荧光成像系统，该系统具备叶绿素荧光成像分析、GFP绿色荧光蛋白成像分析、PAR吸收与NDVI成像测量分析、实验程序自动运行监测等多项功能模块。上海生命科学研究院青年研究组长、博士生导师Chanhong Kim在苏黎世联邦理工学院（ETH-Zurich）、康奈尔大学博伊斯汤普森研究所（Boyce Thompson Institute at Cornell University）工作期间就已经使用FluorCam叶绿素荧光成像技术进行了大量的研究工作，并先后发表了“1O2-mediated retrograde signaling during late embryogenesis predetermines plastid differentiation in seedlings by recruiting abscisic acid”（PNAS（美国科学院院报），2009）、“Chloroplasts of Arabidopsis are the source and a primary target of a plant-speci?c programmed cell death signaling pathway”（The Plant Cell，2012）等学术论文。2014年，Chanhong Kim博士到上海生命科学研究院工作后，立刻就联系我公司购买了FluorCam封闭式GFP/Chl.荧光成像系统，计划率领他的青年科学家团队运用FluorCam叶绿素荧光成像技术结合特定胁迫因子来筛选拟南芥突变体，并通过Quenching实验程序进一步研究这些突变体光系统中的具体表型变化（Phenotyping）和生理机制，对植物光合作用和抗逆机理进行深入的探索；同时利用该系统绿色荧光蛋白成像分析功能，来定量鉴别检测分析转基因表达。图1. FluorCam封闭式叶绿素荧光成像系统在实验室的工作状态图2. 拟南芥叶绿素荧光Fm（左图）、Fv/Fm（右图）成像分析，图中上半部分为拟南芥野生型，下半部分为突变株，上部选择了3个植株Area 1、2、3，下部选择了3个植株Area 4、5、6，野生型的Fv/Fm远高于突变株图3. GFP成像图，图中发出明亮颜色的植株即为表达了GFP的植株，其颜色越偏向红色，则表明其表达的GFP更多图4：PAR absorptivity／NDVI成像分析（由Ecolab实验室提供）FluorCam叶绿素荧光成像技术由全球知名叶绿素荧光技术专业公司PSI生产，PSI公司最先研制成功并生产叶绿素荧光成像仪器。PSI公司首席科学家Nedbal教授与公司总裁Trtilek博士首次将PAM叶绿素荧光技术与CCD技术结合在一起，研制成功了叶绿素荧光成像技术（Nedbal等，2000），并于1997年为美国华盛顿大学提供了第一台商业FluorCam系统。Nedbal教授也是权威著作《Chlorophyll a Fluorescence, a Signature of Photosynthesis》(Springer, 2009)叶绿素荧光成像技术的作者。Fluorcam叶绿素荧光成像系统是世界上最权威、使用最广、种类最全面、发表论文最多的叶绿素荧光成像仪器，目前易科泰生态技术公司Ecolab实验室有近400篇参考文献供参考查阅。易科泰生态技术公司作为PSI在中国区域的独家代理和技术咨询服务中心，致力于FluorCam叶绿素荧光成像技术的引进推广，以助力于我国植物生理生态与胁迫生理生态研究、植物育种与优良品种筛选、植物表型分析（Phenotyping）、藻类生理生态学研究、污染生态学及生态毒理学研究等，先后引进了FluorCam便携式荧光成像、封闭式荧光成像、开放式荧光成像、移动式大型叶绿素荧光成像系统、FKM多光谱荧光动态显微成像与光谱分析系统、多光谱荧光成像技术、PlantScreen高通量植物表型成像分析系统等；Ecolab生态实验室配备了便携式叶绿素荧光成像系统、FL3500多功能叶绿素荧光仪、FluorPen手持式叶绿素荧光仪、AquaPen手持式水体藻类荧光仪等，并与中科院植物所、中科院海洋所、中科院微生物所、中国农业大学、中国林科院林木遗传育种国家重点实验室等科研单位进行了一系列合作研究实验。欢迎合作研究或来我公司Ecolab实验室做实验。Ecolab实验室联系方式：电话：62615899；邮箱：info@eco-lab.cn, eco-lab@eco-tech.com.cn.

随着工业的发展，环境污染已日益成为亟待解决的问题，而土壤及水中的重金属会通过农作物的吸收而转移到人们的餐桌上。在进行环境治理的同时，科学家们也在研究如何将这些危害健康的元素截流在作物之外，使我们的食品安全多一层保障。上海生科院植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室的晁代印研究组与英国阿伯丁大学及南京农业大学等研究团队合作，发现了控制植物内砷积累调控的关键基因HAC1，为培育低砷或无砷植物奠定了良好基础。国际学术期刊《PLoS Biology 》日前在线刊发了相关研究论文，并做了专题报道。研究发现，模式植物拟南芥叶片砷含量存在着巨大的自然变异，利用全基因组关联分析以及图位克隆技术，发现了控制这一变异的重要功能基因HAC1（High Arsenic Content）。HAC1可有效阻止植物体内砷的积累，而其突变则导致植物体内积累高达数百倍的砷。原来，该基因可使植物产生砷酸盐还原酶，并主要分布在根的外皮层及根毛细胞中。由于自然界中的砷多以砷酸盐的形式存在，而砷酸盐在化学性质上与磷酸盐非常相似，因此植物很难区分两者，从而在吸收矿质营养磷酸盐的同时也将砷酸盐摄入体内。为了限制砷向地上部迁移而危害植物的生长代谢，在植物根部的外表皮和根毛中高度表达HAC1蛋白，有效识别砷酸盐并将其催化形成与磷酸盐化学性质迥异的亚砷酸盐并排出植物体外。该基因的发现在促进我们理解植物耐砷分子机制的同时，也为将来培育低砷甚至无砷农作物提供重要的操作靶标，具有重大的应用潜力。该研究团队借助PerkinElmer NexION 300D及Elan DRC ICP-MS进行植物离子组学的分析，并使用HPLC-ICP-MS联用技术分析植物样品中不同形态的砷含量。离子组学的概念是由David E. Salt 教授及其同行在2003年提出，它主要研究的是生物体中的离子及其无机化合物，利用现代高通量的元素分析手段(如ICP-MS/OES)在分析植物离子组的基础上，结合生物信息学和功能基因组学等手段，在基因组的规模上对植物体内的离子谱(Ion Profile)进行绘制、对比研究，从而系统地研究揭示植物体内控制离子平衡的遗传网络与分子机制。可以说，离子组学的发展与PerkinElmer ICP-MS息息相关，从最初的提出到现在的逐渐成熟，从Elan系列到NexION 350系列ICP-MS，PerkinElmer快速、高效、高灵敏度和优异稳定性的仪器将帮助科学家在植物离子组学的道路上探索更多自然奥秘。

蛋白质磷酸化是在激酶催化下将磷酸基团转移到底物蛋白质上的可逆过程，是能够调控蛋白质结构与功能且参与细胞内信号转导的重要翻译后修饰，在植物的生长、发育、环境适应以及作物的产量和品质调控中发挥着重要作用。深度解析磷酸化蛋白质组，是探讨磷酸化如何参与这些生物学过程以及筛选与作物重要农艺性状相关的关键磷酸化靶点的有效手段。然而，与动物相比，植物磷酸化蛋白质组的深度解析在技术上更具挑战性。这是由于植物细胞具有致密的细胞壁和大量的色素以及其他次生代谢物。前者增加了蛋白质提取的难度，而后者干扰了磷酸肽富集的效率和特异性。 中国科学院遗传与发育生物学研究所汪迎春研究组通过探索一系列的实验条件，研发出高效的植物磷酸化蛋白质组学新技术。该技术的主要特点是利用脱氧胆酸钠高效抽提植物蛋白，同时消除常规方法中导致样品损失和灵敏度降低的两个步骤，即在蛋白酶消化前的样品净化和在磷酸肽富集前的脱盐处理，在色素与其他干扰分子共存的情况下进行高特异性、高灵敏度地磷酸肽富集。 科研人员应用这一方法，在拟南芥、水稻、番茄和衣藻等绿色生物的组织中高效纯化磷酸化蛋白质组（单针质谱可鉴定约11,000个磷酸位点）。由于该技术主要面向高等植物及其他绿色生物（如衣藻），且操作简便，降低了实验所需的人力和试剂费用，因此命名为GreenPhos。GreenPhos可定量分析不同植物的磷酸化蛋白组，分析深度深、定量重复性高，有望成为植物磷酸化蛋白组学的通用技术。研究人员应用该技术，深度解析了拟南芥响应不同时长盐胁迫的差异磷酸化蛋白质组，发现了包括剪接体蛋白和一些激酶响应盐胁迫的磷酸化事件。 11月27日，相关研究成果在线发表在《分子植物》（Molecular Plant，DOI：10.1016/j.molp.2023.11.010）上。研究工作得到国家重点研发计划与中国科学院战略性先导科技专项的支持。中国科学院植物研究所的科研人员参与研究。GreenPhos工作流程及多种绿色生物磷酸化蛋白质组鉴定结果