IMAGING-PAM系列葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)代表性高分文章集錦（2024.1-6）
本文我們將回顧2024年1月以來，德國WALZ公司IMAGING-PAM系列葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)參與發(fā)表的代表性高分文章。研究對象包含番茄、擬南芥、甲藻、菜豆、水稻、地衣、苜蓿、蘋果等。文章發(fā)表的刊物均為植物學(xué)研究領(lǐng)域的國際知名雜志，如Nature，Molecular Plant，Nature Communications，Science Advances，Cell Reports，Plant Cell，New Phytologist，Plant Physiology，Plant Journal等等。德國WALZ制造的IMAGING-PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)，運(yùn)行穩(wěn)定，功能完善，操作簡單，應(yīng)用廣泛，國際學(xué)術(shù)界認(rèn)可度高，在國際植物學(xué)研究領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先~
The MYC2-PUB22-JAZ4 module plays a crucial role in jasmonate signaling in tomato (Molecular Plant, IF=27.5)JAs是一類源于脂質(zhì)的脅迫激素，在一系列植物生理過程和脅迫反應(yīng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。2024年2月8日，浙江大學(xué)園藝學(xué)院喻景權(quán)院士團(tuán)隊(duì)在Molecular Plant發(fā)表題為The MYC2-PUB22-JAZ4 module plays a crucial role in jasmonate signaling in tomato的研究文章。文章報(bào)告了PUB22（一種植物U-box型E3泛素連接酶）在調(diào)控番茄對 棉鈴蟲的抗性和其他JA反應(yīng)中的重要作用。揭示了E3泛素連接酶PUB22通過泛素化降解JAZ4蛋白激活JA信號，同時(shí)受到激活的MYC2通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控進(jìn)一步促進(jìn)PUB22的表達(dá)，在JA信號中形成正反饋調(diào)節(jié)通路的分子機(jī)制。下圖中圖B，脅迫對光合生理的影響通過IMAGING-PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)測量。
CO-EXPRESSED WITH PSI ASSEMBLY1 (CEPA1) is a photosystem I assembly factor in Arabidopsis (Plant Cell, IF=11.6)
光系統(tǒng)I(PSI)是一個(gè)580 kDa 的大分子復(fù)合體，位于類囊體膜中，介導(dǎo)光合作用的電子傳遞。PSI由 18個(gè)蛋白質(zhì)亞基和近200個(gè)輔助因子組成。該復(fù)合體在類囊體膜上的組裝需要高度的空間和時(shí)間協(xié)調(diào)，并嚴(yán)重依賴于復(fù)雜的組裝機(jī)制。
2024年2月21日，Plant Cell(IF.11.6)雜志在線發(fā)表德國馬普分子植物生理研究所Ralph Bock實(shí)驗(yàn)室標(biāo)題為CO-EXPRESSED WITH PSI ASSEMBLY1 (CEPA1) is a photosystem I assembly factor in Arabidopsis的研究論文。文章報(bào)告并描述了擬南芥中的PSI組裝因子CO-EXPRESSED WITH PSI ASSEMBLY1（CEPA1）。經(jīng)生物信息學(xué)鑒定，CEPA1基因與已知的PSI組裝因子共同表達(dá)。CEPA1基因的缺失會導(dǎo)致植物表型蒼白和發(fā)育遲緩，但不會完全喪失光自養(yǎng)能力。生物物理和生物化學(xué)分析表明，這種表型是由PSI積累的特定缺陷引起的。研究人員還發(fā)現(xiàn)，CEPA1在翻譯后水平發(fā)揮作用，并與PSI共同定位在非垛疊的類囊體膜上。在活性凝膠電泳中，CEPA1與包括假定的PSI組裝中間體在內(nèi)的類囊體蛋白復(fù)合物共同遷移。最后，蛋白質(zhì)相互作用分析表明，CEPA1與PSI組裝因子PHOTOSYSTEM I ASSEMBLY3 PSA3相互合作。總之，本研究的數(shù)據(jù)支持CEPA1在PSI組裝中發(fā)揮重要但非必要的作用。本研究中，擬南芥光合活性相關(guān)的葉綠素?zé)晒鈪?shù)通過IMAGING-PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)和雙通道葉綠素?zé)晒鈨xDUAL-PAM-100測量。
原文：Rolo, D., Sandoval-Ibáñez, O., Thiele, W., et al. CO-EXPRESSED WITH PSI ASSEMBLY1 (CEPA1) is a photosystem I assembly factor in Arabidopsis[J]. Plant cell, 2024, koae042.
Identification of two key genes involved in flavonoid catabolism and their different roles in apple resistance to biotic stresses (New Phytologist, IF=9.4)
雖然黃酮苷元和糖苷的生物合成已經(jīng)被廣泛認(rèn)知，但是，人們對它們降解中的關(guān)鍵基因卻知之甚少，盡管它們的水解和氧化產(chǎn)物在植物抗生物脅迫中起著重要作用。2024年3月1日，西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院的李鵬民教授團(tuán)隊(duì)在New Phytologist上發(fā)表題為Identification of two key genes involved in flavonoid catabolism and their different roles in apple resistance to biotic stresses的最新研究成果。文章報(bào)告了二氫查耳酮(DHCs)的分解過程，DHCs是馴化蘋果和野生蘋果中最豐富的黃酮類化合物。研究中葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm的測量通過IMAGING-PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)完成。
Glucose-G protein signaling plays a crucial role in tomato resilience to high temperature and elevated CO2 (Plant Physiology, IF=7.4)
全球氣候變化的兩個(gè)關(guān)鍵因素是二氧化碳（CO2）濃度升高和溫度上升。植物是地球生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它們對上述兩個(gè)關(guān)鍵因素的響應(yīng)和適應(yīng)能力直接關(guān)系到地球生態(tài)平衡和人類生存。浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院師愷教授課題組前期發(fā)現(xiàn)CO2濃度升高可以在一定程度上減輕高溫對植物的脅迫效應(yīng)，增強(qiáng)植物的抗逆能力，然而其潛在的分子機(jī)制尚不清楚。2024年3月6日，該課題組的最新研究成果在植物生物學(xué)領(lǐng)域知名期刊Plant Physiology上以Glucose-G protein signaling plays a crucial role in tomato resilience to high temperature and elevated CO2為題正式發(fā)表。該研究揭示了揭示了環(huán)境CO2濃度升高，誘發(fā)植物葡萄糖 (Glc)-RGS1 (Regulator of G protein signaling 1)-GPA1 (G protein α subunit) 信號激活，進(jìn)一步通過光合作用和光保護(hù)途徑調(diào)控番茄高溫抗性的分子機(jī)制。本研究中番茄葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm的測量通過MAXI-IMAGING-PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)完成。光系統(tǒng)I光能轉(zhuǎn)換活性通過雙通道葉綠素?zé)晒鈨xDUAL-PAM-100完成。
原文：Wang J, Luo Q, Liang X, et al. Glucose-G protein signaling plays a crucial role in tomato resilience to high temperature and elevated CO2[J]. Plant Physiology, 2024, 195(2): 1025-1037.
Adaptive Evolution of Chloroplast Division Mechanisms during Plant Terrestrialization (Cell Reports, IF=8.8)葉綠體起源于藍(lán)細(xì)菌與真核宿主細(xì)胞的內(nèi)共生作用，是綠色植物特有的重要細(xì)胞器，在光合作用等基本生命活動中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在漫長演化歷程中，植物逐漸形成了調(diào)控葉綠體數(shù)量和大小的功能機(jī)制，以確保細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，并在植物生長發(fā)育過程中提供其所需光合作用能力。盡管葉綠體分裂已經(jīng)得到廣泛研究，但其核心成員的起源和功能演化仍不清楚。2024年3月13日，上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院陳誠課題組在Cell Reports發(fā)表了題為Adaptive Evolution of Chloroplast Division Mechanisms during Plant Terrestrialization的研究論文，相關(guān)研究成果揭示了植物葉綠體分裂機(jī)制中少數(shù)起源于真核宿主細(xì)胞的分裂基因更多地參與到幫助植物適應(yīng)登陸后復(fù)雜、多變環(huán)境生物學(xué)過程的適應(yīng)性演化機(jī)制。本研究中葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm的測量通過IMAGING-PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)完成。
原文：Liu, M., Yu, J., Yang, M., et al. Adaptive evolution of chloroplast division mechanisms during plant terrestrialization[J]. Cell Reports, 2024, 43(3): 113950.
A pgr5 suppressor screen uncovers two distinct suppression mechanisms and links cytochrome b6f complex stability to PGR5 (Plant Cell, IF=11.6)2024年3月27日，慕尼黑大學(xué)生物學(xué)院植物生物學(xué)Dario Leister教授課題組在植物生物學(xué)領(lǐng)域知名期刊Plant Cell發(fā)表題為A pgr5 suppressor screen uncovers two distinct suppression mechanisms and links cytochrome b6f complex stability to PGR5的研究論文。在該研究中，Jan-Ferdinand Penzler等人通過篩選擬南芥(Arabidopsis thaliana)的抑制突變，發(fā)現(xiàn)了12個(gè)不同基因的突變組合，這些突變能挽救pgr5植物在波動光照下的幼苗致死性。本研究中，擬南芥幼苗的葉綠素?zé)晒獬上裢ㄟ^蜂巢矩陣葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)HEAXGON-IMAGING-PAM完成。
原文：Penzler, J. F., Naranjo, B., Walz, S., et al. A pgr5 suppressor screen uncovers two distinct suppression mechanisms and links cytochrome b6f complex stability to PGR5[J]. Plant Cell, 2024, koae098.
Thylakoid protein FPB1 synergistically cooperates with PAM68 to promote CP47 biogenesis and Photosystem II assembly (Nature Communications, IF=14.7)2024年4月10日，Nature Communications在線發(fā)表上海師范大學(xué)彭連偉教授實(shí)驗(yàn)室題為Thylakoid protein FPB1 synergistically cooperates with PAM68 to promote CP47 biogenesis and Photosystem II assembly的研究論文，文章揭示了一個(gè)新的蛋白質(zhì)FPB1（Facilitator of PsbB biogenesis1），它在PSII的組裝中扮演著重要角色，它是PSII積累所必需的。本研究中，光合作用相關(guān)的葉綠素?zé)晒獬上窈蚉700氧化還原差示吸收通過MAXI-IMAGING-PAM和DUAL-PAM-100完成。
原文：Zhang, L., Ruan, J., Gao, F., et al. Thylakoid protein FPB1 synergistically cooperates with PAM68 to promote CP47 biogenesis and Photosystem II assembly[J]. Nature Communications, 2024, 15: 3122.
Unique photosynthetic strategies employed by closely related Breviolum minutum strains under rapid short-term cumulative heat stress (Journal of Experimental Botany, IF=6.9)2024年4月18日，Journal of Experimental Botany雜志在在線發(fā)表墨爾本大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院為署名單位，標(biāo)題為Unique photosynthetic strategies employed by closely related Breviolum minutum strains under rapid short-term cumulative heat stress的研究論文。
該研究文章的核心內(nèi)容是關(guān)于三種密切相關(guān)的Breviolum minutum藻株在快速短期累積熱應(yīng)激(26-40°C)下所采用的獨(dú)特光合作用策略。研究比較了這些藻株的熱耐受性、光化學(xué)和非光化學(xué)淬滅、光合色素的脫環(huán)氧化狀態(tài)以及活性氧物質(zhì)(ROS)的積累。主要發(fā)現(xiàn)和結(jié)論包括：不同的B. minutum藻株采用了不同的光保護(hù)策略，導(dǎo)致了它們各自的上部熱耐受性不同。研究提供了之前未知的熱耐受性特征和光保護(hù)機(jī)制之間的相互依賴性，包括激發(fā)能量及其通過非光合猝滅的快速放松和狀態(tài)轉(zhuǎn)換組分的耗散之間的微妙平衡。研究中Fv/Fm等參數(shù)的測量通過IMAGING-PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)完成。
原文：Deore P, Tsang Min Ching SJ, Nitschke MR, et al. Unique photosynthetic strategies employed by closely related Breviolum minutum strains under rapid short-term cumulative heat stress[J]. Journal of Experimental Botany, 2024, 75(13): 4005-4023.A prion-like domain is required for phase separation and chloroplast RNA processing during cold acclimation in Arabidopsis (Plant Cell, IF=11.6)
2024年5月9日，Plant Cell在線發(fā)表德國柏林洪堡大學(xué)Christian Schmitz-Linneweber實(shí)驗(yàn)室題為A prion-like domain is required for phase separation and chloroplast RNA processing during cold acclimation in Arabidopsis研究論文，證明了 CP29A 通過其朊病毒樣結(jié)構(gòu)域進(jìn)行相分離的能力對擬南芥葉綠體 RNA 處理和冷適應(yīng)至關(guān)重要。研究中光合作用相關(guān)的葉綠素?zé)晒馔ㄟ^IMAGING-PAM監(jiān)測完成。
The temperature sensor TWA1 is required for thermotolerance in Arabidopsis (Nature, IF=50.5)
2024年5月15日，國際頂級學(xué)術(shù)期刊Nature在線發(fā)表署名單位為德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)標(biāo)題為The temperature sensor TWA1 is required for thermotolerance in Arabidopsis的Article論文。文章發(fā)現(xiàn)并報(bào)道了一種感應(yīng)溫度的轉(zhuǎn)錄輔助調(diào)節(jié)因子TWA1。TWA1在高溫下可以發(fā)生構(gòu)象改變并在細(xì)胞中積累，調(diào)控?zé)嵝菘宿D(zhuǎn)錄因子A2(HSFA2)和熱休克蛋白的轉(zhuǎn)錄。TWA1是擬南芥基礎(chǔ)耐熱性和馴化耐熱性所必需的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。TWA1作為一種植物溫度傳感器，它的發(fā)現(xiàn)和鑒定為通過育種和生物技術(shù)調(diào)整作物的熱馴化反應(yīng)提供了分子工具，并為熱遺傳學(xué)提供了靈敏的溫度開關(guān)。研究中光合氣體交換參數(shù)和葉綠素?zé)晒獬上穹謩e由德國WALZ的便攜式光合儀GFS-3000和MAXI-IMAGING-PAM葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)完成。
REDUCED CHLOROPLAST COVERAGE proteins are required for plastid proliferation and carotenoid accumulation in tomato (Plant Physiology, IF=7.4)
增加分配給質(zhì)體的細(xì)胞空間將提高作物植株的質(zhì)量和產(chǎn)量。然而，人們對為質(zhì)體分配細(xì)胞空間的機(jī)制仍然知之甚少。2024年5月15日，Plant Physiology雜志在線發(fā)表華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林業(yè)學(xué)院園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Robert M Larkin課題組題為REDUCED CHLOROPLAST COVERAGE proteins are required for plastid proliferation and carotenoid accumulation in tomato 的研究論文。文章研究了 REDUCED CHLOROPLAST COVERAGE (SlREC) 基因家族在番茄植物中的作用。調(diào)查了細(xì)胞空間如何分配給質(zhì)體，這對提高作物植株的質(zhì)量和產(chǎn)量至關(guān)重要。這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了SlREC蛋白在番茄植物質(zhì)體增殖、類胡蘿卜素積累和果實(shí)發(fā)育中的關(guān)鍵功能。本研究中，番茄植株光合作用相關(guān)的葉綠素?zé)晒鈪?shù)PSII最大光化學(xué)效率Fv/Fm，非光化學(xué)淬滅NPQ的測量通過葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)MAXI-IMAGING-PAM完成。
Psb28 protein is indispensable for stable accumulation of PSII core complexes in Arabidopsis (Plant Journal, IF=6.2)
提高光合作用效率是提高作物產(chǎn)量的一種有前途的策略，保持PSII的穩(wěn)定狀態(tài)是決定光合作用性能的關(guān)鍵。然而，PSII在放氧光合生物中維持穩(wěn)定性的機(jī)制仍有待探索。5月26日，Plant Journal在線發(fā)表中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所劉軍研究員課題組題為 Psb28 protein is indispensable for stable accumulation of PSII core complexes in Arabidopsis 的研究論文。文章報(bào)道了 Psb28 蛋白在不同光照條件下調(diào)節(jié)擬南芥PSII的穩(wěn)態(tài)，證明了Psb28蛋白對于擬南芥中PSII核心復(fù)合物的穩(wěn)定積累是必不可少的。本研究中，擬南芥光合作用相關(guān)的葉綠素?zé)晒饴賱恿W(xué)和暗弛豫通便攜式葉綠素?zé)晒鈨xPAM-2500和葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)MAXI-IMAGING-PAM完成。
A viral small interfering RNA-host plant mRNA pathway modulates virus-induced drought tolerance by enhancing autophagy (Plant Cell, IF=11.6)
病毒誘導(dǎo)的耐旱性是植物中生物-非生物相互作用研究中的一個(gè)迷人領(lǐng)域，但其分子復(fù)雜性仍不清楚。2024年5月27日，中國計(jì)量大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院徐沛研究員課題組在國際植物學(xué)頂級期刊Plant Cell發(fā)表了題為 A viral small interfering RNA-host plant mRNA pathway modulates virus-induced drought tolerance by enhancing autophagy 的研究論文，文章闡明了病毒誘導(dǎo)的干旱耐受性(virus-induced drought tolerance, VDT)的重要分子機(jī)理，提出了vsiRNA6163-PvTCP2-PvATG8c-PvERD15跨界分子模塊介導(dǎo)病毒誘導(dǎo)的干旱耐受性的作用模型。這一理論模型為植物-生物脅迫-非生物脅迫三者的復(fù)雜互作提供了新的見解。本研究中菜豆光合作用相關(guān)的葉綠素?zé)晒鈪?shù)，PSⅡ最大光化學(xué)效率評估由葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)MAXI-IMAGING-PAM完成。
Multiplexed CRISPR-Cas9 mutagenesis of rice PSBS1 noncoding sequences for transgene-free overexpression (Science Advances, IF=11.7)
優(yōu)化光合效率是開發(fā)更可持續(xù)和高產(chǎn)作物品種的一個(gè)非常有前途的策略。這一方法有可能顯著提高田間作物的農(nóng)藝性狀，已有幾項(xiàng)突破性成果證明了這一點(diǎn)，例如構(gòu)建新的光呼吸支路、提高替代電子傳遞途徑的效率或增加熱耗散NPQ。2024年6月7日，Science Advances在線發(fā)表美國加州大學(xué)伯克利分校植物與微生物生物學(xué)系Krishna K. Niyogi課題組題為Multiplexed CRISPR-Cas9 mutagenesis of rice PSBS1 noncoding sequences for transgene-free overexpression的研究論文。報(bào)道了該研究小組通過CRISPR/Cas9工具編輯植物中自然存在的參與光保護(hù)過程的基因來改變光合作用。本研究中葉綠素?zé)晒獾臏y量通過葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)MAXI-IMAGING-PAM完成。
原文：Dhruv Patel-Tupper, et al. Multiplexed CRISPR-Cas9 mutagenesis of rice PSBS1 noncoding sequences for transgene-free overexpression[J]. Science Advances, 2024, 10, eadm7452.
The MdHSC70-MdWRKY75 module mediates basal apple thermotolerance by regulating the expression of heat shock factor genes (Plant Cell, IF=10.0)2024年6月12日，國際知名植物學(xué)期刊Plant Cell在線發(fā)表了西北農(nóng)林科技大學(xué)作物抗逆與高效生產(chǎn)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/園藝學(xué)院蘋果抗逆與品質(zhì)改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)馬鋒旺/李超課題組題為The MdHSC70-MdWRKY75 module mediates basal apple thermotolerance by regulating the expression of heat shock factor genes的研究論文，揭示了MdHSC70-MdWRKY75模塊調(diào)控MdHsfs參與蘋果耐熱性的新機(jī)制。該研究結(jié)果豐富了蘋果應(yīng)對高溫環(huán)境的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，也為蘋果的分子定向育種提供基因資源和理論基礎(chǔ)。研究中葉綠素?zé)晒獾臏y量通過葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)IMAGING-PAM完成。
Symbionts out of sync: Decoupled physiological responses are widespread and ecologically important in lichen associations (Science Advances, IF=11.7)
2024年6月14日，Science Advances雜志在線發(fā)表美國明尼蘇達(dá)大學(xué)Daniel E. Stanton實(shí)驗(yàn)室題為Symbionts out of sync: Decoupled physiological responses are widespread and ecologically important in lichen associations的研究論文。在本研究中，Abigail R. Meyer等人研究了地衣(Evernia mesomorpha)中這種不對稱的生理、生態(tài)和轉(zhuǎn)錄基礎(chǔ)。這種碳平衡的不對稱性取決于水合來源，并與氣候范圍的限制相一致。地衣共生體的基因表達(dá)差異表明，主要地衣共生體的生理結(jié)構(gòu)是分離的。此外，研究人員還利用氣體交換數(shù)據(jù)表明，碳平衡的不對稱性在進(jìn)化過程中不同的地衣共生體中普遍存在。以碳平衡不對稱為例，他們?yōu)楣采w中生理不對稱的廣泛重要性提供了證據(jù)。本研究中葉綠素?zé)晒獾臏y量通過葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)IMAGING-PAM完成。
Metabolomics and transcriptomics analysis revealed the response mechanism of alfalfa to combined cold and saline-alkali stress (Plant Journal, IF=11.7)
2024年6月29日，Plant Journal雜志在線發(fā)表了哈爾濱師范大學(xué)郭長虹教授團(tuán)隊(duì)題為Metabolomics and transcriptomics analysis revealed the response mechanism of alfalfa to combined cold and saline-alkali stress的研究論文，揭示了紫花苜蓿對低溫和鹽堿復(fù)合脅迫的響應(yīng)機(jī)制。在本研究中，Lei Liu等人利用多組學(xué)分析了兩種苜蓿(肇東[ZD]和藍(lán)月亮[BM])對冷和鹽堿脅迫的復(fù)雜響應(yīng)機(jī)制，研究結(jié)果為提高苜蓿對寒冷和鹽堿聯(lián)合脅迫的抗性提供了新的見解。本研究中葉綠素?zé)晒獾臏y量通過葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)MAXI-IMAGING-PAM完成。
原文：Liu L, Si L, Zhang L, et al. Metabolomics and transcriptomics analysis revealed the response mechanism of alfalfa to combined cold and saline-alkali stress[J]. Plant Journal, 2024.
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