-
辣椒细胞质雄性不育恢复基因Rfa的精细定位与多组学联合解析及其在花粉外壁发育中的调控机制
在蔬菜育种领域,辣椒作为全球种植面积最大的调味作物,其杂交种子的生产效率直接影响产业效益。然而传统人工去雄方式成本高昂且纯度难以保障,细胞质雄性不育(CMS)系统因其能产生100%不育株的特性,成为解决这一难题的"金钥匙"。但CMS系统的应用效果高度依赖于恢复育性的Rf基因,这些基因如同"基因修复师",能够逆转线粒体基因突变导致的不育表型。尽管在水稻、油菜等作物中已克隆多个Rf基因,但辣椒由于基因组复杂性,相关研究长期受限于二代基因组的不完整性,导致已报道的CaPPR6等候选基因甚至无法准确定位于参考染色体上。为解决这一瓶颈问题,来自湖北省农业科学院经济作物研究所的Kai Xu、Xiaodi
来源:Scientia Horticulturae
时间:2025-09-08
-
蜡质叶片与夜间蒸腾的奥秘:表皮蜡质调控植物高温适应性的机制解析
当夜幕降临,植物王国却上演着不为人知的水分博弈。随着全球夜间温度持续升高,植物如何在保持降温需求的同时避免过度水分流失,成为农业可持续发展的关键难题。表皮蜡质(Ewax)作为植物应对干旱和高温的第一道防线,其日间防晒机制已被广泛研究,但关于它在月光下的秘密行动——如何调控夜间蒸腾,科学界仍知之甚少。这项由印度农业科学大学团队发表在《Rice Science》的研究,首次揭示了Ewax在昼夜节律中的双重角色,为应对气候变化下的作物改良提供了全新视角。研究人员采用表型组学技术,系统分析了不同基因型作物在变温条件下的生理响应。通过量化蜡质含量、夜间蒸腾速率及相关形态生理指标,结合季节性环境因子监测,
来源:Rice Science
时间:2025-09-08
-
水稻Sub1与TPP7基因的长距离混合连锁不平衡及连续胁迫下的等位响应机制研究
水稻直播栽培面临萌发期淹水与苗期干旱连续胁迫的严峻挑战,这种"前后夹击"的逆境会导致产量显著下降。传统研究多关注单一胁迫响应机制,而对基因间协同调控连续胁迫的认知仍存在空白。尤其值得注意的是,前期研究发现抗淹水基因Sub1与抗旱相关基因TPP7存在长距离连锁不平衡(LRLD: r2=0.43),两者基因组距离达6 mbp,这种跨染色体区域的遗传关联现象在植物中极为罕见。这引发了一个关键科学问题:这种特殊的基因组结构是否会通过等位基因互作影响水稻连续胁迫响应?为解答这一问题,ICAR-National Rice Research Institute的Sabarinathan Selvaraj团队
来源:Rice Science
时间:2025-09-08
-
综述:养分驱动的植物胁迫抗性:植物对养分的吸收、感知与信号传导机制
养分驱动的植物胁迫抗性机制氮(N)吸收与转运作为构成氨基酸和叶绿体的关键元素,氮主要通过硝酸盐转运蛋白NRT1.1以双亲和力方式感知外界NO3-浓度。这种"传感-转运"双功能蛋白能根据土壤氮水平动态调节吸收效率,在干旱条件下通过促进脯氨酸积累维持渗透平衡。磷(P)信号网络土壤中易被固定的磷通过PHO调控模块实现精准获取:PHR1转录因子与miR399形成级联反应,诱导根构型重塑和酸性磷酸酶分泌。特别在盐胁迫下,磷通过稳定细胞膜磷脂双分子层和ATP能量货币,保障离子跨膜运输的能耗需求。钾(K+)动态平衡占植物干重10%的钾通过SKOR等通道蛋白维持200mM胞质浓度阈值。其核心功能体现在三方面:
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-08
-
黏液增强露水吸收促进沙漠短命植物Alyssum linifolium种子胚胎DNA修复的机制研究
Highlight本研究利用两种结构相似的席夫碱配体(HL1 = 呋喃-2-甲酸(2-羟基-3-甲氧基苯亚甲基)腙,HL2 = 呋喃-2-甲酸(2-羟基苯亚甲基)腙)与Gd(dbm)3·2H2O反应,成功制备了两种新型双核钆配合物[Gd2(dbm)2(L1)2(CH3O)2]·6CH3OH(配合物1)和[Gd2(dbm)4(L2)2]·4CH3CN(配合物2)。Crystal analysis of 1 and 2单晶X射线分析显示,配合物1以单斜晶系P21/c空间群结晶,其核心是由两个通过μ2-O酚氧桥连接的Gd(III)离子构成的平行四边形Gd2O2结构。有趣的是,尽管两种配合物配体仅相差
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-08
-
高温与干旱胁迫下内源ABA和ETH调控枣果花青素生物合成的分子机制
Highlight全球变暖背景下,高温与干旱胁迫显著改变'灵武长枣'内源激素水平,影响其果实品质形成。本研究通过多组学联合分析,首次阐明ABA和ETH通过激活植物激素信号通路(涉及ZjABI5/ZjEIN3核心基因)调控花青素合成的双轨机制:直接激活MYB/bHLH转录因子,间接触发ZjCaM1-ZjMYB108转录级联,如同"分子开关"精准调控果实着色。Background全球变暖已成严峻环境问题。《2023气候变化综合报告》显示,2011-2020年全球气温较工业革命前升高1.09°C,预计205年将达1.5°C阈值。中国作为升温显著区域,亟需探究气候变化对果树生理的影响机制。Plant
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-08
-
锰抑制水稻第一节间镉积累与向上转运的微区与转录组机制解析
镉(Cd)作为毒性最强的重金属之一,在中国土壤污染超标率高达7%,而水稻对Cd的超富集能力使其成为人类膳食Cd的主要来源。尽管锰(Mn)与Cd共享转运蛋白的特性已被发现,但Mn抑制Cd积累的关键作用位点与分子机制仍是未解之谜。这项发表于《Plant Stress》的研究,通过多尺度分析揭示了Mn调控水稻第一节间(N1)阻隔Cd转运的"关卡"作用,为Cd污染农田的安全利用提供了理论与实践依据。研究团队采用田间试验(筛选6种Mn制剂)、浓度梯度验证(0.135-0.525 g L-1)与盆栽实验相结合的策略,结合激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)和扫描电镜-能谱(SEM-EDS)实
来源:Plant Stress
时间:2025-09-08
-
辣椒转录因子CaNAC014通过调控CaSOS1启动子活性增强盐胁迫耐受性的分子机制
在气候变化加剧和耕地盐渍化日益严重的背景下,作物抗盐育种成为全球农业可持续发展的关键课题。辣椒作为世界范围内广泛种植的重要蔬菜作物,其产量和品质极易受到盐胁迫影响——当土壤盐浓度超过50 mM时,植株就会出现生长迟缓、叶片黄化甚至死亡。虽然前人研究发现NAC(NAM/ATAF/CUC)转录因子家族在植物抗逆中发挥重要作用,但辣椒中CaNAC014的具体调控机制仍是未解之谜。福建农林大学园艺生物技术研究所的Liu Shengcai团队在《Plant Stress》发表的研究,首次系统解析了CaNAC014增强辣椒盐耐受性的分子开关。研究人员采用"双管齐下"的策略:一方面通过农杆菌介导的瞬时过表达
来源:Plant Stress
时间:2025-09-08
-
水稻线粒体焦磷酸酶OsPPa3通过调控能量稳态和OsWRKY50转录网络增强抗旱性的分子机制
HighlightOsPPa3(LOC_Os04g59040)作为水稻焦磷酸酶家族成员,独特定位于线粒体和细胞核。基因敲除实验表明,OsPPa3缺失会导致线粒体功能紊乱,表现为膜电位下降、ATP含量降低、复合体V活性减弱以及ROS(活性氧)累积。OsPPa3通过维持线粒体能量稳态响应水稻干旱胁迫干旱条件下,osppa3突变体呈现叶片萎蔫加速、水分流失、脯氨酸和叶绿素减少、MDA(丙二醛)含量升高,同时SOD(超氧化物歧化酶)和CAT(过氧化氢酶)活性受损。转录组分析发现,osppa3突变体中光捕获叶绿素基因(OsLhca/OsLhcb)表达下调,这与转录因子OsWRKY50的表达抑制相关。Os
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-08
-
小麦TabHLH86-TaPEPC10通路调控镉耐受性的分子机制解析
Highlight本研究系统解析了小麦TabHLH86-TaPEPC10通路在镉(Cd)胁迫响应中的核心作用。通过生物信息学分析鉴定出18个PEPC家族基因,其中TaPEPC10在Cd胁迫下呈现显著表达特征。Experimental materials and treatments实验材料包括小麦品种中国春、济麦22突变体系列、本氏烟和拟南芥。种子经2% NaClO表面灭菌后,进行水培CdCl2处理(浓度梯度:0、50、100 μM)。Identification and analysis of the PEPC gene family in wheat基因组分析显示小麦PEPC家族含18个成
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-08
-
硫化氢通过调控苯丙烷代谢和抗氧化系统增强枇杷果实对炭疽病的抗性
Highlight枇杷作为非跃变型果实,采后易因炭疽病菌(Colletotrichum acutatum)感染导致品质劣变。本研究发现30 μL/L H2S熏蒸使果实发病率显著降低至对照组的57.14%(第4天)和77.65%(第6天),病斑直径分别减少34.89%和23.91%,同时延缓了硬度和可溶性固形物(TSS)的下降。DiscussionH2S通过三重机制增强抗病性:1.PR蛋白防御:上调几丁质酶(chitinase)和β-1,3-葡聚糖酶活性,建立系统抗性;2.苯丙烷代谢激活:促进总酚、类黄酮和木质素积累,关键酶PAL/C4H/4CL活性提升2.1-3.8倍;3.ROS稳态调控:SO
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-08
-
PsGSH1基因通过增强抗氧化防御和螯合能力介导植物锌耐受性的机制研究
Highlight土壤锌(Zn)污染对生物体构成严重威胁。本研究探讨了银露梅(Potentilla sericea)谷胱甘肽(GSH)合成酶基因PsGSH1在Zn胁迫响应中的功能。转录组分析显示,Zn胁迫显著激活了GSH代谢通路并诱导PsGSH1表达。PsGSH1启动子区含有多个胁迫响应顺式作用元件。功能实验证明PsGSH1过表达显著增强了酵母和拟南芥的Zn耐受性。Plant materials and growth conditions选取生长状态均一、高度3-5cm的银露梅幼苗作为实验材料,采集自东北林业大学园林学院实验田(东经126°63′,北纬45°72′)。野生型拟南芥(Col-0)
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-08
-
烟草NtFAAH基因沉默通过破坏膜脂稳态加剧低温敏感性:脂质代谢与冷胁迫响应的新机制
Highlight植物材料选用烟草栽培种K326(Nicotiana tabacum L.)通过RNA干扰构建转基因株系,本氏烟(N. benthamiana)用于亚细胞定位实验。种子经75%乙醇(2-3分钟)和10%次氯酸钠(20分钟)表面灭菌后,播种于含1%蔗糖的MS固体培养基,两叶期幼苗移栽至温室(25±2℃, 16小时光照/8小时黑暗)。烟草FAAH的鉴定与序列分析烟草中存在NtFAAHα和NtFAAHβ两种同源蛋白。系统进化分析显示,NtFAAHα与林烟草NsyFAAH聚簇(Group II FAAH家族),而NtFAAHβ单独成支(图1A)。启动子顺式元件预测发现多个低温响应元件(
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-08
-
板蓝根IiAGAMOUS基因在花器官发育中的功能解析及其与IiSEP3互作机制研究
亮点解析IiAG基因编码序列克隆从野生型板蓝根花序组织中提取RNA,采用Trizol法反转录获得cDNA。使用特异性引物(正向5´-ATGGGGACCTTCCATTTTCTG-3´,反向5´-TTACACCAACTGAAGAGCGGT-3´)扩增出741 bp的IiAG开放阅读框(ORF,登录号LC867696),编码246个氨基酸。IiAG生物信息学分析系统进化树显示IiAG与AG-like蛋白(如AG、SHP1/2、STK等)高度同源,C端含有AGⅠ和AGⅡ保守基序。亚细胞定位证实IiAG定位于细胞核,表达谱分析揭示其在雄蕊和雌蕊中特异性高表达。讨论SEP3作为"分子桥梁"与AG形成四聚体
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-08
-
外源硅缓解甜瓜自毒作用的生理生化机制研究及其在连作障碍中的应用
Highlight自毒作用与硅处理的单独及联合效应对甜瓜形态的影响与对照组(CKG)相比,自毒处理显著抑制根系生长(图1A),根长(RL)减少18%-30%,根干重(DW)降低14%-30%,平均根径(RD)缩减6%-20%。外源硅的添加使根系形态显著改善:处理96小时后根长增加38.10%,24小时后根干重提升38.26%,48小时后平均根径增大45.16%。硅单独处理组(SG)与对照组无显著差异。讨论胁迫条件下植物常出现形态劣变,而外源硅通过恢复细胞稳态显著改善生长。自毒作用导致的株高(PH)、鲜重(FW)、干重(DW)和叶面积(LA)下降是细胞稳态破坏的典型症状。硅处理逆转这些症状,表明
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-08
-
前驱型与生长型鳞屑状模式在鉴别多原发肺腺癌中的差异性诊断价值
Highlight患者筛选本研究经上海肺科医院伦理委员会批准(编号K24-352)。通过病理科数据库筛选2014年9月至2024年1月期间接受两次手术的患者。纳入标准:1)双病灶均病理确诊为浸润性腺癌;2)均完成肺癌驱动基因检测(至少包含EGFR、ALK、KRAS、BRAF和ROS1五个基因)。鳞屑状状态与临床病理特征的关联151例符合标准的患者中,平均年龄64.8岁。根据第二病灶的鳞屑状状态分组:无鳞屑状组35例(23.18%),前驱型组95例(62.91%),生长型组21例(13.91%)。前驱型组表现出显著更高的微乳头成分比例(p=0.002)和更低的高级别肿瘤比例(p=0.001)。讨
来源:Pathology - Research and Practice
时间:2025-09-08
-
RBBP6通过泛素化降解FOXP3促进HBV相关肝癌糖代谢重编程及恶性进展的机制研究
Highlight本研究首次揭示RBBP6-RFX5/FOXP3分子轴在HBV相关肝细胞癌中的调控机制,为开发靶向治疗策略提供新思路。Results在HBV阳性HCC组织和细胞中,FOXP3表达下调而RBBP6显著上调(图1A-C)。过表达FOXP3可抑制HepG2.2.15细胞的增殖、迁移、侵袭和血管生成能力,同时促进细胞凋亡。机制研究发现,RBBP6通过其E3泛素连接酶活性促使FOXP3发生泛素化降解(图2D-F)。有趣的是,敲低RBBP6能通过恢复FOXP3功能显著抑制肿瘤发生和葡萄糖代谢。进一步研究显示,转录因子RFX5在HBV阳性HCC细胞中直接激活RBBP6表达(图3G)。动物实验
来源:Pathology - Research and Practice
时间:2025-09-08
-
姜黄素通过PI3K/AKT-JAK/STAT-FOXP3-CCR5调控网络抑制HIV-1感染的双通路机制研究
Highlight本研究突破性地发现姜黄素通过双通路调控网络抑制HIV-1:一方面通过PI3K/AKT通路削弱病毒潜伏库生存,另一方面经JAK/STAT通路阻断CCR5介导的病毒入侵。这种"双管齐下"机制为开发新型抗HIV药物提供了理论依据。Cells实验采用三种标准细胞系:Jurkat(中国典型培养物保藏中心)、H9(武汉普诺赛)和THP-1(北纳创联),均在37°C、5% CO2条件下使用含10%胎牛血清的RPMI 1640培养基培养。THP-1细胞需额外添加100 IU/mL青霉素-链霉素混合抗生素。Differential Gene Analysis of Curcumin in HI
来源:Journal of Virological Methods
时间:2025-09-08
-
分层深水水库中消毒副产物前体物对降雨事件的层依赖性延迟响应机制研究
Highlight降雨事件将暴雨径流引入水库,破坏热分层(thermal stratification),改变藻类动态和微生物活性,并快速增加消毒副产物(DBP)前体物。然而,深层分层水库在降雨期间DBP前体物的变化规律、生态驱动因素和分子组成仍不清楚。本研究表明,暴雨会迅速增加表温层/变温层(epilimnion/metalimnion)的DBP前体物。同时,沉积物释放、藻类衰亡和缺氧环境也显著影响深层水体(hypolimnion)的DBP生成潜力。Conclusions本研究主要结论如下:1.降雨事件期间,暴雨输入、藻类活动和厌氧环境显著增加了溶解有机碳(DOC)、芳香度、腐殖化程度、表观
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-09-08
-
耐盐异养氨同化生物系统在磺胺甲恶唑梯度胁迫下比硝化系统展现更强恢复力及抗性基因丰度降低
Highlight耐盐异养氨同化(HAA)生物系统在磺胺甲恶唑(SMX)胁迫下展现出比硝化(AN)系统更强的鲁棒性和恢复力。SMX压力下,HAA系统通过异养微生物快速更替和氨同化基因的灵活性维持功能,而AN系统中氨氧化菌(AOB)和氨单加氧酶基因(AMO)丰度显著降低。Environmental Implication高盐废水中氮、抗生素及ARGs的协同削减是重大挑战。本研究表明,HAA系统通过独特的群落结构和代谢特性,在SMX胁迫下实现抗生素降解与ARGs丰度同步降低,而AN系统因反硝化菌介导的ARGs水平转移导致环境风险升高。Conclusions梯度SMX胁迫下,HAA系统表现出更优的污
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-09-08