科研前线
  • 不同品种番茄如何应对间歇干旱与持续干旱

    西班牙研究团队最近在《Frontiers in Plant Science》上发表的研究,研究团队通过追踪茎水势并计算胁迫积分来量化干旱强度,并在关键时间点及复水后,系统测量了气体交换参数、叶片叶绿素含量以及基于OJIP test的叶绿素a荧光动力学,系统解码了六种番茄在短期与长期干旱胁迫下的生理“作战策略”。

  • 长寿命NiOOH相中的保留电荷驱动催化水氧化

    近期,西湖大学人工光合作用与太阳能燃料中心张彪彪实验室和孙立成实验室在《Nature Chemistry》期刊上发表了题为“Reserved charges in a long-lived NiOOH phase drive catalytic water oxidation”研究论文。针对水电解制氢的关键瓶颈—析氧反应(OER),通过创新的相分离技术,成功捕获并阐明了一种具有自发催化能力的NiOOH活性相,**揭示了其“储存电荷驱动”的全新催化原理,解析了镍基催化剂长久以来模糊的真实活性相结构与工作机制。

  • 大气纳米塑料在泌盐型与拒盐型红树林间的叶面捕获、转运及光合损伤的种间差异研究

    近期,中国热带农业科学院环境与植物保护研究所在《Environmental Science & Technology》上发表了题为的Interspecific Difference in Foliar Retention and Translocation ofNanoplastics by Typical Salt-Secreting and Salt-Excluding MangroveDrives Species-Specific Photosynthetic Impairment Mechanisms研究论文,揭示了令人警醒的现象:红树林正在通过叶片,大量捕获并吸收大气中的纳米塑料颗粒。这些粒径小于500纳米的“隐形杀手”,正以**的方式侵入并影响这一重要的生态系统

  • 嗜盐细菌如何“吃”掉有毒甲基胍?

    德国康斯坦茨大学团队在《Nature Communications》上发表的题为Demethylation of methylguanidine by a stepwise dioxygenase and lyase reaction一项研究,揭示了嗜盐细菌Vreelandella boliviensis如何通过两种酶协同作用,将甲基胍转化为可利用的氮源。

  • 氮硼如何“搭档”,让油菜高产又健康?

    近期,华中农业大学资源与环境学院联合中国农业科学院烟草研究所在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》上发表了题为The Interplay of Nitrogen and Boron in Rapeseed (Brassica napus L.):Implications for Nutrient Uptake, Photosynthesis, and Rhizosphere Ecology的研究论文为我们揭开了这一谜题。研究发现:氮充足时,缺硼会严重抑制油菜的光合作用、降低产量,并改变根际菌群结构;而适度控制氮供应,反而能缓解缺硼带来的负面影响。这为油菜的科学施肥提供了全新思路。

  • 磷缺乏如何让蓝莓“入不敷出”?碳成本揭示生长受限之谜

    植物中的磷(P)缺乏对其生长和发育产生有害影响,因为磷是用于各种生理、生化和细胞信号传导过程的关键大量营养元素(Lambers, 2022; Malhotra et al., 2018)。研究表明,缺磷植物表现出多种症状,如叶片颜色、根系形态和植物生长的变化(Khan et al., 2023; Shen et al., 2018)。然而,许多研究忽略了缺磷对气体交换参数的影响。

  • 玉米如何应对不同重金属胁迫?光合荧光数据揭示关键机制

    近期,意大利的研究团队在《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》发表了题为“Functional traits as indicators of maize (Zea mays L.) strategies to cope with Zn, Pb and Cr heavy metal-induced stress”的研究论文,深入分析了玉米(品种:Limagrain 31455)在Zn、Pb、Cr胁迫下的生理响应策略。

  • 热带海草喜盐草在同时暴露于高温和低氧胁迫下的生理及分子响应

    近期,中国科学院海洋研究所刘建国老师团队在《Marine Environmental Research》期刊上发表了题为“Physiological and molecular responses of tropical Seagrass Enhalusacoroides exposed to simultaneous high temperature and hypoxia stress”的研究论文。文章以热带喜盐草(Enhalus acoroides)为对象,通过多维度测定揭示了高温低氧联合胁迫对喜盐草光合系统的差异敏感性及响应机制,为海草抗逆品种的培育提供了理论依据。

  • 基于生物质碳点的生物杂交系统闭环可增强植物光合作用

    近期,中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所高翔课题组于communications materials杂志(中科院2区 JCR Q1 IF=7.5)发表了题为"Closed-loop enhancement of plant photosynthesis via biomass-derived carbon dots in biohybrids"的研究论文。文中提出了一种利用生物质衍生碳点(CDs)改善光合作用的闭环策略。

  • 氨氧化古菌产生氧化亚氮的酶学机制

    美国康奈尔大学的研究团队在PNAS上发表了题为“Nitrous oxide production via enzymatic nitroxyl from the nitrifying archaeon Nitrosopumilus maritimus”的研究论文,研究团队发现了一种独特的酶(Nmar_1354),该酶通过将专性硝化中间产物羟胺(NH2OH)的氧化与氧气(O₂)还原耦合,选择性生成亚硝基(HNO)。尽管该化合物会经历多个下游反应,但其主要去向是通过与羟胺反应生成氮气(N₂),以及自身二聚化形成N₂O。这些发现为AOA释放N₂O提供了合理的酶学机制解释。

  • 土壤有机碳阈值控制氮肥对农田碳库积累的影响

    氮肥是作物生长发育的重要限制性因子,作为农业生产的重要投入,对提高作物产量和保障粮食供应具有重要意义。通过提升土壤有机碳(SOC)含量,进而促进耕地质量,也是促进生产力提升的重要途径。因此土壤SOC提升与优化氮肥管理对粮食生产和耕地质量提升具有重要意义。目前大量研究表明土壤固碳对氮肥施用的响应存在较大差异,这可能归因于土壤碳库[颗粒有机碳(POC)和矿物结合有机碳(MAOC)]对氮肥的差异响应,导致碳库的积累与稳定性呈现不同变化趋势

  • 小麦旗叶光合电子传递对黑暗诱导衰老的差异敏感性

    近期,河南省农业科学院小麦研究所李向东团队在学术期刊BMC Plant Biology发表了题为“Differential Sensitivity of Photosynthetic Electron Transport to Dark-Induced Senescence in Wheat Flag Leaves”的研究论文。文章通过对32个冬小麦品种的旗叶进行黑暗诱导衰老实验,揭示了光合电子传递链不同组分对衰老的响应机制。

  • 不同的光谱和光强条件下提高莱茵衣藻的生物氢产生和生物量积累

    伊朗德黑兰大学的研究团队进行了一项系统研究,探索了白光、黄光、芒果光(推测为特定波长的混合光)、绿光、红光、粉光六种LED光色,在四种光强(60, 120, 180, 240μEm−2s−1)和两种光暗循环(12h明/12h暗和16h明/8h暗)下,对莱茵衣藻在混合营养条件下产氢、生长和光合系统的影响。文章“Enhancing biohydrogen production and biomass accumulation in Chlamydomonas reinhardtii under different light spectra and intensities”发表在International Journal of Hydrogen Energy杂志上。

  • 不同高粱品种叶片寿命是否影响叶片自然衰老过程中光合功能的调节?

    近期,中国科学院植物所姜闯道团队在Journal of Experimental Botany上发表了题为Does leaf lifespan affect the regulation of photosynthetic function during natural senescence of leaves in various sorghum cultivars?的研究论文。通过研究不同高粱品种,揭示了叶片寿命与光合调节的深层联系!

  • 红光信号通路激活沙漠蓝藻的耐旱性机制

    近期,华中师范大学生命科学学院邱保胜教授团队在PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)上发表了题为Red-light signaling pathway activates desert cyanobacteria to prepare for desiccation tolerace的研究论文,揭示了红光信号通路调控蓝藻适应干旱环境的机制。

  • 岷江蓝雪花在高钙环境中将大气中的二氧化碳矿化为碳酸钙

    在应对气候变化的全球议题中,植物光合作用的固碳能力备受关注。然而,你是否知道,某些植物还能直接将大气中的二氧化碳转化为矿物质?四川农业大学的高素萍研究团队在《Plant Physiology》发表的**研究中,揭示了岷江蓝雪花(Ceratostigma willmottianum)在高钙环境中矿化二氧化碳为碳酸钙的独特机制。这项研究不仅为植物适应极端环境提供了新见解,还为碳固定技术开辟了新思路!

  • [科研前线│TARGAS-1] 根区供氧可促进番茄根系生长、提高光合性能和抗氧化能力以缓解淹水胁迫损伤

    近日,鲁东大学水利土木学院张振华教授和生命科学学院杨润亚副教授合作,测定了淹水胁迫下根区供氧对于番茄根系生长、光合性能及抗氧化能力的影响,使用美国PP SYSTEMS公司生产的便携式光合作用测定系统TARGAS-1测定了番茄的气体交换参数。学术论文“Root-zone oxygen supply mitigates waterlogging stress in tomato by enhancing root growth, photosynthetic performance, and antioxidant capacity”在线发表在Plant Physiology and Biochemistry(TOP期刊 中科院2区 IF=6.1)上。

  • [科研前线│CIRAS-2│Handy PEA]叶绿素荧光动力学(OJIP)表明优化氮肥施用可改善花生光合性能和产量潜力

    作者使用美国PP Systems公司生产的光合作用测定系统CIRAS-2研究发现,与N0相比,施用氮肥可以提高花生叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),但不同结瘤特性的花生品种对氮肥的响应存在差异。适量施氮(N105)可以提高结瘤花生品种的光合能力,而过量施氮(N165)对非结瘤花生品种光合能力效果更好。

  • [科研前线│CIRAS-4]水稻OsβCA1通过不同转录起始产生三种不同亚细胞定位的OsβCA1亚型,参与气孔响应调控和光合作用

    近期,韶关学院广东省粤北食药资源利用与保护重点实验室陈太钰教授课题组联合华中农业大学林拥军教授课题组在New Phytologist杂志上在线发表了题为Alternative Transcriptional Initiation of OsβCA1 Produces Three Distinct Subcellular Localization Isoforms Involved in Stomatal Response Regulation and Photosynthesis in Rice的研究论文。该论文报道了水稻OsβCA1通过不同的转录起始产生三种不同亚细胞定位的OsβCA1亚型,并阐明了三种亚型在CO2扩散、CO2固定、气孔孔径调节和CO2介导的气孔运动反应中的产生机制和生物学作用,为水稻气孔调控和光合作用调节机制提供了新见解。

  • [科研前线│Cell│氧电极]硅藻蛋白核被蛋白质外壳包裹从而高效固定CO2

    通过基因组编辑技术破坏硅藻的PyShell基因后,这些基因被破坏的硅藻在空气环境的生长速度显著变慢,光合作用效率显著降低,仅为野生菌株的1/80(图5)。在向反应体系中逐步加入NaHCO3的过程中,通过液相氧电极(Hansatech,King's Lynn,U.K.)和气相色谱火焰离子化检测器同时测量硅藻(WT、m1和m2)样品混合物中净O₂的释放速率和DIC的总浓度。根据O₂释放速率与DIC浓度的关系曲线计算光合作用参数:Pmax,最大净O₂释放速率;K0.5,Pmax的一半时DIC浓度;[DIC]comp,无净O₂释放时DIC浓度;APC,表观光合传导率

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