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综述:Nrf2通路在肾脏疾病中抑制铁死亡的作用及其未来展望
Nrf2结构Nrf2(Nfe2l2)由605个氨基酸组成,包含7个功能域(Neh1-7)。其中Neh1的CNC-bZIP结构域与Maf蛋白异源二聚化,结合抗氧化反应元件(ARE)启动靶基因转录;Neh2通过Keap1介导的泛素化降解调控Nrf2稳定性。这一结构特性使其成为氧化应激防御的核心转录因子。Nrf2在铁死亡中的作用铁死亡以铁依赖的脂质过氧化(如PUFA、PE降解)和ROS累积为特征。Nrf2通过多重机制拮抗铁死亡:铁代谢调控:靶向铁蛋白(Ferritin)、转铁蛋白受体(TfR1)和铁转运蛋白(FPN1),抑制游离Fe2+引发的Fenton反应。抗氧化防御:上调GPX4(谷胱甘肽过氧化
来源:Pathology - Research and Practice
时间:2025-06-16
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综述:小麦株型遗传调控及未来改良前景
小麦株型遗传调控的生物学基础小麦(Triticum aestivum L.)是全球三分之一人口的主粮,但当前平均产量仅3吨/公顷,需提升至5吨/公顷才能满足2050年需求。株型改良是突破产量瓶颈的关键,其核心在于分蘖数(TN)、株高(PH)和分蘖角度(TA)的协同优化。理想株型需具备适度密度、窄分蘖角和半矮秆特性,而作物野生近缘种(如Aegilops tauschii)通过快速高通量渐渗(RHI)技术可引入优异等位基因。分蘖数的遗传与激素调控分蘖数直接决定有效穗数,受miR156-TaSPL17-TaTB1模块和TaD53-SL信号通路共同调控。TaOTUB1通过泛素化修饰抑制TaSPL17表
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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综述:提高作物产量和氮素利用效率:氮铁平衡的潜在力量
氮铁平衡:解锁作物增产的分子密码引言植物生长需要多种矿质元素的协同作用,其中氮(N)作为构建蛋白质、核酸的关键元素,与铁(Fe)这一光合作用和呼吸链的核心组分,通过复杂互作共同影响作物产量。传统农业依赖大量氮肥却面临利用率(NUE)低下的困境,而最新研究发现N-Fe平衡能显著提升谷物产量13-29%,这一突破性进展为可持续农业开辟了新路径。N与Fe的吸收运输网络植物通过硝酸盐转运蛋白(NRTs)和铵转运蛋白(AMTs)吸收不同形态氮素。OsNRT1.1B作为NO3-受体,与磷酸盐信号抑制因子OsSPX4形成调控模块,构成N-P信号网络的枢纽。铁的吸收则呈现物种特异性:禾本科植物通过分泌植物铁载
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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玉米生长素响应因子(ARF)基因家族的全基因组鉴定及ZmARF3调控不定根发育的分子机制解析
玉米作为全球重要的粮食作物,其根系构型直接影响水分和养分吸收效率。生长素响应因子(ARF)是调控植物生长发育的核心转录因子,但在玉米中其家族成员的系统鉴定和功能研究仍存在巨大空白。尤其是不定根(AR)作为玉米支撑和吸收的关键器官,其形成机制尚未阐明。为解决这些问题,中国的研究团队在《New Crops》发表了突破性研究。通过BLAST比对和系统发育分析,首次在玉米B73 RefGen_v4基因组中鉴定出38个ZmARFs基因,分为I-IV四类。研究采用瞬时表达实验鉴定出16个激活型和1个抑制型ZmARFs,并发现ZmARF3与拟南芥ARF6/8同源。利用UniformMu突变体库筛选获得两个Z
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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综述:水稻种子萌发的分子机制
生理生化活动中的萌发关键阶段种子萌发始于干种子吸水,经历三个阶段:Ⅰ阶段通过基质势驱动物理吸水修复膜系统;Ⅱ阶段代谢重启,淀粉在GA信号介导下降解为葡萄糖、蔗糖等游离糖,同时储存蛋白快速动员为萌发提供能量。值得注意的是,Ⅱ阶段水分吸收停滞期才是萌发启动的决定性窗口。ABA调控网络的精细图谱ABA通过OsNCED和OsABA1等基因维持休眠,其降解酶OsABA8OX3和糖基化酶OsUGT75A则促进萌发。研究发现:转录因子OsSD6/OsICE2通过拮抗调控ABA8OX3和NCED2表达影响休眠OsbZIP46通过抑制ABIs转录活性打破休眠激酶模块MKKK62-MKK3-MAPK7/14通过降
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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综述:通过类胡萝卜素生物强化开发天然彩色棉的视角
天然彩色棉的突破之路:类胡萝卜素生物强化的新视角引言棉花作为全球最重要的经济作物之一,其纤维在纺织工业中占据主导地位。传统白色棉花需要染色处理,而天然彩色棉(NCC)因纤维中含有天然色素,成为环保纺织品的理想选择。然而,现有NCC品种存在颜色谱系有限(仅棕/绿色系)、纤维强度低、色素不稳定等问题。近年来,通过类胡萝卜素生物强化开发新型NCC成为研究热点。天然彩色棉的研究进展目前NCC纤维主要分为棕色棉(BCF)和绿色棉(GCF)两类。BCF的色素主要来源于黄酮类化合物及其衍生物,特别是原花青素(PAs)及其氧化产物。研究发现,BCF中黄酮类合成通路的结构基因(如CHS、F3'H、ANR等)在纤
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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玉米穗直径杂种优势的遗传机制解析:从花序分生组织到花分生组织的动态调控
玉米作为全球最重要的粮食作物之一,其产量提升对保障粮食安全至关重要。杂交育种技术通过利用杂种优势(heterosis)使玉米单产实现跨越式增长,但一个多世纪以来,关于杂种优势的遗传机制始终存在三大假说之争:显性假说认为杂种优势源于显性基因对有害隐性基因的掩盖;超显性假说强调杂合基因型的生理优势;而上位性假说则关注基因互作网络的影响。尽管这些理论各具合理性,但究竟哪些分子事件驱动了特定农艺性状的杂种优势?这个"世纪之谜"一直困扰着育种学家。河南农业大学的研究团队选择玉米穗直径这一关键产量性状作为突破口。穗直径直接影响籽粒排列数和最终产量,在杂交种中表现出显著优势,但其发育动态和遗传基础尚不明确。
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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高粱表观基因组研究揭示干旱胁迫下PP2C基因多组蛋白标记差异富集机制及其调控网络
在气候变化加剧的背景下,作物抗旱性研究成为农业科学的前沿课题。高粱作为耐旱性突出的C4作物,其分子机制却仍如"黑箱"。传统研究多聚焦单一组蛋白修饰,而多种修饰的协同作用如同"交响乐"中未被解读的和声谱。更关键的是,作为ABA信号通路"刹车片"的PP2C基因在干旱下反常高表达的现象,一直是植物逆境生物学领域的"悖论"。这些科学谜题呼唤着更系统的表观基因组解析。华中农业大学的Yongfeng Hu和Xiangling Shen团队在《New Crops》发表的研究,运用ChIP-seq和RNA-seq双组学技术,对PEG6000模拟干旱处理的高粱幼苗进行全基因组表观遗传分析。通过比对叶片和根部7种
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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综述:表达双链RNA的抗虫作物的开发与前景
RNA干扰技术:农业害虫防控的新纪元AbstractRNA干扰(RNAi)由双链RNA(dsRNA)触发,以其高度特异性和高效性成为农业害虫防治的新兴策略。植物介导的RNAi技术——宿主诱导基因沉默(HIGS),通过靶向害虫必需基因实现精准防控。本文综述了表达dsRNA的抗虫作物最新进展,并展望其在农业中的应用前景。Introduction人类与害虫的战争持续数千年,化学杀虫剂虽一度主导防控,却引发健康风险、环境污染及抗药性等问题。转基因抗虫(IR)作物如表达Bt蛋白的棉花虽取得成效,但对半翅目害虫效果有限且面临抗性挑战。dsRNA技术的出现为害虫管理提供了新思路,昆虫基因组中25%-35%的
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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综述:植物线粒体五肽重复蛋白在转录后加工中的进展与展望
植物线粒体PPR蛋白的分子功能图谱Abstract五肽重复(PPR)蛋白是植物线粒体和质体中前体RNA转录后加工的核心因子,通过调控种子发育、雄性不育等过程影响作物产量。过去30年,拟南芥、玉米等物种中PPR蛋白的功能研究取得显著进展,但其分子机制仍存在诸多未解之谜。IntroductionPPR蛋白由35个氨基酸的串联重复基序构成,分为仅含P-motif的P类和含P-L-S复合基序的PLS类。其中PLS类可进一步分为PPR-E、PPR-E+和PPR-DYW亚型,而P类可能携带SMR或CC等特殊结构域。这些蛋白通过特异性结合RNA,参与线粒体RNA代谢的全过程。RNA编辑的精密调控C-to-U
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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综述:野生稻种遗传资源利用:基因组与基因库
野生稻遗传资源利用的基因组与基因库全景引言水稻(Oryza sativa L.)是全球半数人口的主粮作物,但长期驯化导致其遗传多样性锐减。野生稻作为天然基因库,蕴含抗病虫、耐逆境和高产等珍贵性状,其基因组资源与功能基因挖掘成为突破现代水稻育种瓶颈的关键。高质量野生稻基因组的组装近年来,测序技术(PacBio/Nanopore/Hi-C)的进步推动野生稻基因组研究跨越式发展。目前已完成23种野生稻(占总数92%)的68个基因组组装,涵盖六种二倍体(AA-FF)和五种四倍体(BBCC-KKLL)类型。其中,AA型O. rufipogon的T2T基因组(411.1 Mb)和O. longistami
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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现代小麦育种中抽穗与开花时间位点的选择与利用:QTLs鉴定与产量优化研究
在全球粮食安全面临气候变暖和人口增长双重压力的背景下,小麦作为主要口粮作物,其产量提升需求尤为迫切。然而,传统育种中抽穗和开花时间的调控常与产量性状形成"此消彼长"的矛盾——早熟品种往往伴随分蘖数减少,而晚熟品种虽能增加穗数却易受极端天气威胁。这种"生育期-产量"的平衡难题,成为制约现代小麦育种的关键瓶颈。中国农业科学院的研究团队在《New Crops》发表的研究中,通过整合多环境表型组与基因组数据,揭示了现代小麦育种中抽穗开花时间优化的遗传密码。研究人员收集了涵盖87份地方品种(LA)、60份育种系(BL)和259份现代栽培种(MC)的全球多样性群体,在9个环境中进行表型鉴定。采用混合线性模
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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综述:低磷胁迫下植物响应的分子机制及其在作物改良中的潜在应用
分子调控机制:植物应对低磷胁迫的生存策略磷(P)是植物生长发育不可或缺的营养元素,参与能量代谢、核酸合成和细胞膜构建等关键过程。当土壤中无机磷(Pi)匮乏时,植物会启动一套复杂的分子应答机制,从根系构型重塑到内部磷循环利用,形成多层次的适应策略。磷转运蛋白:磷吸收的守门人植物通过磷酸盐转运蛋白(PHTs)家族调控磷的摄取与分配。PHT1家族成员如AtPHT1;1(拟南芥)和OsPT8(水稻)负责根际高亲和力磷吸收,而PHT2/3/4家族则维持细胞内磷稳态。有趣的是,磷充足时,蛋白激酶CK2会磷酸化OsPT8,阻碍其向细胞膜运输;磷匮乏则通过miR399-PHO2通路解除这种抑制,确保磷高效吸收
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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玉米ZmF3H6基因在盐胁迫耐受中的系统解析:黄酮合成通路关键酶的功能与调控机制
盐碱地里的生存密码:玉米如何靠"黄酮护甲"抵御盐胁迫在气候变化加剧的今天,全球约20%的灌溉农田正遭受盐碱化威胁。玉米作为世界三大主粮之一,其耐盐性研究关乎粮食安全。植物在长期进化中形成了复杂的抗逆机制,其中黄酮类化合物作为重要的次生代谢产物,被发现能清除活性氧(ROS)并维持氧化平衡。然而,作为黄酮合成通路关键酶的黄酮3-羟化酶(F3H),其在玉米中的家族成员和功能机制仍属空白。中国农业科学院的研究团队在《New Crops》发表的研究,首次系统解析了玉米F3H基因家族。研究人员采用生物信息学分析结合分子生物学实验,通过qRT-PCR、转基因拟南芥表型分析、病毒诱导基因沉默(VIGS)、酵母
来源:New Crops
时间:2025-06-16
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靶向miR-361-3p的多阶段纳米疗法协同抗感染与抗纤维化治疗细菌性角膜炎
细菌性角膜炎(BK)是全球视力障碍和致盲的主要病因之一,每年导致约150-200万例单眼盲。在发展中国家,其发病率可高达799例/10万人年,成为被忽视的公共卫生问题。传统抗生素滴眼液存在生物利用度不足5%、耐药性风险及无法解决继发角膜瘢痕等瓶颈。更棘手的是,细菌侵蚀角膜基质后触发TGF-β1等生长因子级联反应,促使基质细胞转化为表达α-SMA的肌成纤维细胞,最终形成不透明的纤维组织。尽管糖皮质激素可用于抗炎,但其在病原体未明确时可能加重感染,临床亟需能同时解决感染与纤维化的创新疗法。浙江大学的科研团队在《Nano Today》发表的研究中,构建了一种革命性的多阶段纳米治疗策略。他们通过二十二
来源:Nano Today
时间:2025-06-16
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锌亲和性共价有机框架修饰隔膜促进平面选择性锌沉积实现高性能锌电池
随着便携式电子设备和电动汽车的快速发展,高安全、低成本、长寿命的储能系统成为研究热点。水系锌电池(AZBs)因采用不可燃电解液和可在空气中组装的特性备受关注,但其实际应用受限于锌负极的枝晶生长和电解液副反应。锌枝晶会刺穿隔膜导致短路,而不均匀的锌沉积会加速电解液消耗,这些问题严重制约电池的循环寿命。传统解决方案如锌亲和性集流体设计或凝胶电解质引入,往往面临制备复杂或离子传导率下降的困境。为解决这一挑战,上海大学等机构的研究团队创新性地通过希夫碱反应一步溶剂热法,在玻璃纤维(GF)隔膜表面原位生长共价有机框架(COF),构建了具有锌离子调控功能的GF@COF复合隔膜。研究发现,COF中的亚胺键、
来源:Nano Today
时间:2025-06-16
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综述:外泌体整合生物材料增强癌症免疫治疗
外泌体整合生物材料:癌症免疫治疗的纳米级革命Abstract癌症免疫治疗虽取得显著进展,但实体瘤治疗仍面临免疫逃逸和免疫抑制微环境(TME)的挑战。外泌体整合生物材料融合了外泌体的天然靶向性与生物材料的可设计性,通过递送肿瘤抗原、穿透生物屏障(如血脑屏障)及调控免疫细胞,为增强抗肿瘤免疫应答提供了创新解决方案。Introduction全球癌症负担预计2050年将达3500万例,而现有免疫疗法(如PD-1/PD-L1抑制剂、CAR-T)对实体瘤响应率有限。肿瘤通过低免疫原性抗原、免疫抑制细胞(Tregs、TAMs、MDSCs)及缺氧/高ROS的TME逃逸攻击。外泌体(40–160 nm)作为天然
来源:Nano Today
时间:2025-06-16
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氧化胆固醇修饰的仿生肺表面活性剂纳米载体增强肺部疫苗递送
呼吸道病毒每年导致全球数百万重症病例,传统肌肉注射疫苗难以激活黏膜免疫。肺部疫苗虽能模拟病原体自然感染路径,但面临递送效率低、免疫原性弱的瓶颈。尤其肺泡表面活性剂屏障和巨噬细胞靶向不足,限制了疫苗效果。为解决这一问题,天津大学的研究团队在《Nano Today》发表研究,设计了一种氧化胆固醇(7-KC)修饰的仿生肺表面活性剂纳米载体(BPSN)。该系统基于天然肺表面活性剂脂质成分(DPPC/DOPC/DPPG),通过掺杂7-KC增强巨噬细胞靶向性,并搭载广谱流感抗原H1HA10(HA@BPSN)和ZBP1激活剂CBL0137(CBL@BPSN)。关键技术方法纳米载体构建:采用薄膜水化法制备7-
来源:Nano Today
时间:2025-06-16
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新型竹红菌素B衍生物HB1通过光动力疗法触发免疫原性细胞死亡实现协同肿瘤免疫治疗
在癌症治疗领域,光动力疗法(PDT)因其时空可控性成为FDA批准的治疗方式,但临床常用光敏剂如血卟啉衍生物存在皮肤蓄积导致的长期光敏反应问题。天然光敏剂竹红菌素B(HB)虽获批用于皮肤病治疗,却因在近红外区(600-900 nm)吸收不足而限制其肿瘤治疗应用。更关键的是,多数PDT仅能直接杀伤肿瘤细胞,难以激发持久的抗肿瘤免疫,导致复发率高。如何通过光敏剂结构改造同时提升其光学性能与免疫激活能力,成为突破临床瓶颈的重要方向。中国科研团队在《Nano Today》发表的研究中,通过乙二胺修饰HB合成新型衍生物HB1,系统探究了其光动力免疫治疗机制。研究采用核磁共振表征结构,通过激光共聚焦观察亚细
来源:Nano Today
时间:2025-06-16
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基于PM@DCm纳米杂化体的多效抗原递送系统增强黑色素瘤免疫治疗
黑色素瘤以其侵袭性强、易转移的特性成为皮肤癌中最致命的类型。尽管免疫检查点抑制剂等疗法带来突破,但仅10-40%患者响应,核心瓶颈在于肿瘤微环境(TME)中抗原递呈细胞功能受损。树突状细胞(DC)作为"免疫指挥官",本应捕获肿瘤抗原并激活T细胞,但在免疫抑制性TME中常处于功能抑制状态。如何打破这种僵局?来自重庆医科大学等机构的研究团队在《Nano Today》发表的研究给出创新答案——他们设计了一种能同时模拟成熟DC功能和重塑TME的"智能纳米间谍"PM@DCm。研究团队采用硬模板法合成多刺状铂-锰氧化物(Pt@MnO2)纳米核心,再包被经该纳米颗粒预激活的DC膜。关键技术包括:1)通过Si
来源:Nano Today
时间:2025-06-16