叶绿素荧光仪和光合仪高分应用文章集锦（2024年5月）

│端午安康

小编感言，5月的高分文章太多啦！

本文我们将回顾一下5月份德国WALZ调制叶绿素荧光仪和光合仪参与发表的13篇高分文章，其中Nature (IF.64.8) 1篇，Nature Plants (IF. 18) 1篇，ACS Nano (IF. 17.1)1篇，Nature Communications (IF. 16.6) 2篇, Journal of the American Chemical Society (IF. 15.0)1篇， The Plant Cell (IF. 11.6) 2篇，New Phytologist (IF. 9.4) 3篇, Plant Physiology(IF. 7.4) 1篇, The Plant Journal(IF. 7.2) 1篇。德国WALZ制造的PAM调制叶绿素荧光仪在光合作用研究领域遥遥领先~

5月6日，New Phytologist杂志在线发表芬兰图尔库大学与西班牙塞维利亚大学联合署名标题为 Glycogen synthesis prevents metabolic imbalance and disruption of photosynthetic electron transport from photosystem II during transition to photomixotrophy in Synechocystis sp. PCC 6803 的研究论文。文章旨在探讨糖原在光自养生长向光混合营养生长转换过程中的生理和代谢作用，以及糖原合成对光合作用电子传递链的影响。

在本研究中，科研人员分析了添加葡萄糖对 Synechocystis sp. PCC 6803和缺乏磷酸葡萄糖转氨酶和ADP-葡萄糖焦磷酸酶的突变体的生理、代谢和光合作用状态的影响，这些突变体的糖原合成受到限制。

研究发现糖原起着代谢缓冲器的作用。在野生型(WT)中，添加葡萄糖会增加生长和糖原储备，但在糖原合成突变体中，生长会停止。添加葡萄糖30分钟后，糖原合成突变体中卡尔文-本森-巴萨姆循环和氧化磷酸戊糖分流的代谢物比 WT增加了三倍。这些变化极大地影响了糖原合成突变体的光合作用性能，因为氧气进化和二氧化碳吸收都受到了影响。

基于上述研究得出以下结论，糖原合成在向光合作用转变的过程中至关重要，可避免代谢失衡导致PSII电子传递受抑制，进而导致活性氧积累、PSII核心蛋白缺失和细胞死亡。本研究通过了解光合电子传递与新陈代谢之间的相互协调，为优化基于光互补的生物技术奠定了基础。

在本研究中，叶绿素荧光及NADPH荧光测量由双通道荧光仪DUAL-PAM-100组合NADPH/9-AA模块完成；PC，P700，Fd的氧化还原变化通过四通道动态LED阵列近红外光谱仪DUAL-KLAS-NIR完成。

同一天，New Phytologist杂志还在线刊登了国际竹藤中心高志民团队题为 A bamboo ‘PeSAPK4-PeMYB99-PeTIP4-3’regulatory model involved in water transport 的研究论文，揭示了竹子‘SAPK4-MYB99-TIP4-3’调控模型与水份运输的关系。

水分在竹子的快速生长和渗透胁迫中起着至关重要的作用。然而，水分传输的分子机制仍不清楚。在本研究中，通过对竹根压和转录组学数据的联合分析，鉴定了一个水通道蛋白基因PeTIP4-3。PeTIP4-3在芽中高表达，尤其是在维管束鞘细胞中高表达。过表达PeTIP4-3可以提高转基因酵母和水稻的耐旱性和耐盐性。

通过WGCNA揭示了PeSAPK4、PeMYB99和PeTIP4-3的共表达模式。PeMYB99表现出独立结合和激活PeTIP4-3的能力，这增强了对干旱和盐胁迫的耐受性。PeSAPK4可以在体内和体外与PeMYB99相互作用并磷酸化，其中它们协同加速PeTIP4-3的转录。PeMYB99和PeSAPK4的过表达也赋予转基因水稻耐旱性和耐盐性。

进一步的ABA处理分析表明，PeSAPK4通过ABA信号增强了水分转运，以应对胁迫。总之，本研究提出了一种由ABA介导的PeSAPK4-PeMYB99-PeTIP4-3级联反应，该级联反应控制着竹子的水分传输。

在本研究中，叶绿素荧光测量由双通道荧光仪DUAL-PAM-100完成。

5月9日，The Plant Cell杂志在线发表德国柏林洪堡大学Christian Schmitz-Linneweber实验室标题为A prion-like domain is required for phase separation and chloroplast RNA processing during cold acclimation in Arabidopsis。相关研究结果表明，植物叶绿体基因表达在低温条件下通过CP29A的诱导凝结而分区，这一机制可能在植物抗寒性中发挥关键作用。

本篇文章研究了拟南芥中RNA结合蛋白CP29A的作用及其在寒冷适应过程中参与叶绿体 RNA 处理的情况。研究发现CP29A介导的的相分离作用，CP29A会发生温度依赖性相分离，在体外和体内都会形成液态液滴。这一过程由CP29A中的朊病毒样结构域(PLD)介导。上述生理过程在冷适应中的作用，相分离和液滴形成对于叶绿体RNA在低温下的剪接和翻译至关重要。液滴在叶绿体核仁附近形成，有利于叶绿体基因表达的区隔，从而支持植物的抗寒性。对PLD的依赖研究表明，朊病毒样结构域对 CP29A 的相分离至关重要。缺失 PLD 会破坏液滴的形成，并损害蛋白质在寒冷条件下的功能。该研究阐明了 CP29A 协助叶绿体 RNA 处理的分子机制，包括其形成相分离液滴的能力，这种液滴集中了冷胁迫下高效 RNA 代谢所需的特定因子。

总之，文章证明了 CP29A 通过其朊病毒样结构域进行相分离的能力对拟南芥叶绿体 RNA 处理和冷适应至关重要。本研究中光合作用相关的叶绿素荧光通过IMAGING-PAM监测完成。

自噬是包括微藻在内的真核生物高度保守的核心降解途径，但其在极端微生物中尚未被探索。5月10日，New Phytologist杂志在线刊登了西班牙塞维利亚大学 José L. Crespon 和 María Esther Pérez-Pérez 课题组题为 Lipid turnover through lipophagy in the newly identified extremophilic green microalga Chlamydomonas urium 的研究论文。论文描述并表征了新鉴定的极端微生物性绿藻Chlamydomonas urium中的自噬，该绿藻是从酸性环境中分离出来的。

为了鉴定自噬相关基因，对C. urium的核基因组进行了测序、组装和注释并对该微藻进行透射电镜、免疫印迹、代谢组学和光合分析等实验研究。对C. urium基因组的分析揭示了核心自噬相关基因的保守性。同时利用液泡ATP酶抑制剂(Concanamycin A)阻断自噬流，研究了自噬在C. urium中的作用。结果表明，在这种微藻中抑制自噬流会导致三酰甘油和脂滴(LDs)的显著积累。代谢组学和光合分析表明，液泡功能受损的C. urium细胞仍然保持活跃的代谢。这种效应在嗜中性微藻Chlamydomonas reinhardtii中没有观察到。通过抑制C. urium自噬通量，揭示了利用脂噬(脂质转换的选择性自噬途径)对LDs进行主动循环。该研究为嗜极藻类能够在液泡中分解脂质提供了代谢基础。

本研究中，极端微生物性绿藻Chlamydomonas urium光系统II最大光化学效率Fv/Fm，电子传递速率rETR和光系统I的最大氧化还原量Pm通过双通道叶绿素荧光仪DUAL-PAM-100完成。

动物再生涉及整个动物体内不同细胞类型的协调反应。在内共生动物中，共生体是否以及如何对宿主损伤做出反应，以及细胞反应如何跨物种整合仍未探索。5月13日，Nature Communications杂志在线发表美国旧金山大学和斯坦福大学联合署名的题为 Coordinated wound responses in a regenerative animal-algal holobiont 的研究论文。文章研究了一种名为 Convolutriloba longifissura 的无腔目的海洋扁虫与其内共生藻类在全身再生过程中的分子整合。

研究人员利用测序技术和功能基因组分析证明，无腔目的海洋扁虫及其共生藻都对宿主损伤表现出不同的同步转录反应。主要发现包括两波转录反应，在再生过程中，海洋扁虫和共生藻都表现出两波不同的转录活动，表明它们对损伤做出了紧密耦合的反应。光合效率和基因表达方面，宿主受伤后，藻类光合效率明显下降，光合电子传递链相关基因上调。这表明藻类的反应与宿主的再生过程密切相关。研究Cl-runt 转录因子的作用发现，Cl-runt 转录因子是海洋扁虫再生的关键调节因子。Cl-runt转录因子的敲除阻碍了再生过程，突出了它在整合宿主和藻类反应的分子网络中的重要作用。光胁迫反应的差异研究表明藻类对损伤的分子反应与光胁迫诱导的反应有很大不同。损伤导致光合作用相关基因的上调，这与强光胁迫下观察到的下调形成鲜明对比，表明了一种独特的损伤特异性反应机制。

总之，这项研究深入揭示了宿主损伤和再生过程如何与内共生藻类的生理和转录反应错综复杂地联系在一起，并提出这种整合对于全生物体作为一个统一的生物实体发挥功能至关重要。本研究中，海洋扁虫及其共生藻的光合活性及光胁迫差异评估通过双通道叶绿素荧光仪DUAL-PAM-100完成

2024年5月15日，国际顶级学术期刊Nature在线发表署名单位为德国慕尼黑工业大学标题为The temperature sensor TWA1 is required for thermotolerance in Arabidopsis的Article论文。文章发现并报道了一种感应温度的转录辅助调节因子TWA1。TWA1在高温下可以发生构象改变并在细胞中积累，调控热休克转录因子A2(HSFA2)和热休克蛋白的转录。TWA1是拟南芥基础耐热性和驯化耐热性所必需的转录调节因子。TWA1作为一种植物温度传感器，它的发现和鉴定为通过育种和生物技术调整作物的热驯化反应提供了分子工具，并为热遗传学提供了灵敏的温度开关。

文章首先研究了ABA在植物热耐受性中的作用，发现ABA受体的异位表达或ABA共受体的缺失会导致ABA超敏感性。ABA超敏感和不敏感的拟南芥品系相比野生型更易受热应激。ABA在热应激中起双重作用，初期有助于热耐受，但可能妨碍适应过程。研究还鉴定了一个新的基因位点TWA1，它与ABA信号传导有关，影响植物的热耐受性。TWA1编码一个内在无序蛋白，可能涉及ABA响应的温度感应，功能丧失会增加植物对热的敏感性。研究发现TWA1在ABA超敏感的报告基因表达中起调控作用，在原生质体中剂量依赖性地下调ABA响应型报告基因，不依赖外源ABA且随温度升高而增强。TWA1在单子叶和双子叶植物中有同源物，功能保守但具有不同的温度依赖性。TWA1的氨基末端区域HVR可能对温度感应起关键作用，通过EAR基序发挥作用。

TWA1赋予拟南芥植株耐热性，与TPL/TPR和JAM蛋白的功能性相互作用影响植物的获得性热耐受性。特定突变体表现出热耐受性下降，异位表达TWA1显著提高转录水平，增强了植物的获得性和基础热耐受性。TWA1表达带来的热耐受性依赖于JAM蛋白，其热激活涉及结构域重排，影响其与JAM2和抑制蛋白的结合，对热激反应至关重要。此外，TWA1可能通过预先诱导的HSR提高热耐受性，作为植物中独特的温度感应器，调控热激反应和植物对热应激的适应。整合不同的信号传导途径，以协调植物对多种环境压力的响应。本研究发现的TWA1及其同源蛋白为农业生物技术提供了调整作物适应性以应对气候变化的新工具。

研究中光合气体交换参数和叶绿素荧光成像分别由德国WALZ的便携式光合仪GFS-3000和MAXI版IMAGING-PAM叶绿素荧光成像系统完成。

增加分配给质体的细胞空间将提高作物植株的质量和产量。然而，人们对为质体分配细胞空间的机制仍然知之甚少。5月15日，Plant Physiology杂志在线发表华中农业大学园艺林业学院园艺作物种质创新与利用国家重点实验室Robert M Larkin课题组题为REDUCED CHLOROPLAST COVERAGE proteins are required for plastid proliferation and carotenoid accumulation in tomato 的研究论文。文章研究了 REDUCED CHLOROPLAST COVERAGE (SlREC) 基因家族在番茄植物中的作用。调查了细胞空间如何分配给质体，这对提高作物植株的质量和产量至关重要。

研究人员敲除了番茄中SlREC基因家族的四个成员，并观察了其效果。突变体(slrec)的叶片和果实中叶绿素含量减少，花和果实中类胡萝卜素含量降低，分配给质体的细胞空间减少。slrec突变体的质体发育异常，果实成熟延迟，乙烯和脱落酸(ABA)水平异常，而乙烯和脱落酸对果实成熟非常重要。代谢组和转录组分析表明，SlREC 基因会显著影响质体相关基因的表达、初级和特化代谢以及生物胁迫反应。此外，研究结果还表明，REC蛋白有助于为不同物种和细胞类型的质体分配细胞空间，在不同植物器官中叶绿素和类胡萝卜素的高水平积累中发挥着重要作用。它们还通过与ABA生物合成的复杂相互作用影响果实成熟。

总之，这项研究强调了SlREC蛋白在番茄植物质体增殖、类胡萝卜素积累和果实发育中的关键功能。本研究中，番茄植株光合作用相关的叶绿素荧光参数PSII最大光化学效率Fv/Fm，非光化学淬灭NPQ的测量通过叶绿素荧光成像系统MAXI-IMAGING-PAM完成。

在不断变化的环境中有效收集光的能力对于确保有效的光合作用和作物生长是必要的。一种称为qE的机制保护光系统II(PSII)，并通过无害地将过量吸收的光子作为热量消散来调节电子转移。该过程涉及类囊体膜中PSII(LHCII)的主要光捕获复合物的可逆聚集，并依赖于ΔpH梯度和变构调节蛋白PsbS。迄今为止，PsbS在qE机制中的确切作用仍然难以捉摸。5月17日，Journal of the American Chemical Society杂志在线发表了伦敦玛丽女王大学 Alexander V. Ruban 课题组题为 Hydrophobic Mismatch in the Thylakoid Membrane Regulates Photosynthetic Light Harvesting 的研究文章，文章研究表明了PsbS 通过LHCII周围脂质的动态重排导致观察到的膜变薄来诱导类囊体膜中的疏水错配。

该论文探讨了被称为能量依赖性淬灭(qE)的机制，这是植物的一种保护性反应，它将吸收的过量光能转化为热能，以保护光系统II(PSII)不受损害。qE涉及主要采光复合物(LHCII)在类囊体膜上的可逆聚类，并取决于类囊体膜上的pH梯度和异位调节蛋白PsbS。

研究表明，PsbS可通过动态地重新排列LHCII周围的脂质来诱导类囊体膜的疏水错配，从而导致膜变薄。在光照下，类囊体膜从大约4.3nm缩小到3.2nm。这种反应取决于PsbS 的存在；没有PsbS，就不会发生膜变薄。脂质双半乳糖甘油二酯(DGDG)会被LHCII-PsbS 复合物排斥，从而促进构象变化和LHCII在膜中的聚集。这种脂质重排是由LHCII内腔残基pKa 和偶极矩的变化驱动的。疏水错配被认为是膜蛋白功能的关键调节因素，它通过最大限度地减少膜疏水高度变化引起的能量动荡，影响LHCII过渡到光保护状态。在这些相互作用的推动下，形成了类囊体膜中的光保护纳米域。

该研究利用高压冷冻和透射电子显微镜(TEM)观察类囊体膜结构，并测量不同光照条件下膜厚度的变化。结果表明，光诱导的薄层膜变薄与qE反应密切相关，并且在PsbS基因敲除突变体中被消除。研究结果强调了膜动力学和蛋白质-脂质相互作用在调节光合作用采光中的重要性。了解这些机制可有助于深入了解植物如何优化光利用效率并保护自身免受光损伤，从而在改善作物生长和抗逆性方面具有潜在的应用价值。

总之，本文证明了由PsbS介导的类囊体膜疏水错配在通过qE机制调节光合作用光收集方面起着至关重要的作用。这涉及动态脂质重新排列和膜变薄，从而促进光保护纳米域的形成，从而优化光合作用并保护PSII免受光诱导损伤。本研究中，光合作用相关的叶绿素荧光慢速动力学曲线和暗弛豫测量通过DUAL-PAM-100完成。

热胁迫是限制作物生产力的一个重要因素，热浪(HWs)加剧了微塑料引起的水稻产量损失。CeO₂纳米颗粒(NPs)在特定条件下改善活性氧（ROS）水平并促进植物生长。然而，HWs是否改变CeO₂纳米颗粒对作物生产的影响尚不清楚。5月23日，南开大学的胡献刚教授课题组在ACS Nano杂志上上在线发表了题为 Heat Waves Coupled with Nanoparticles Induce Yield and Nutritional Losses in Rice by Regulating Stomatal Closure 的研究论文。

研究表明在HWs条件下，CeO₂ NPs分别使谷粒重量和小穗数大幅减少，然而CeO₂NPs或HWs单独处理对谷粒重量和小穗数都没有显著影响。此外，在HWs影响下，CeO₂NPs使水稻中的白蛋白、球蛋白、谷蛋白和总可溶性蛋白的含量分别降低。为了阐明HWs下CeO₂NPs诱导水稻产量下降的潜在机制，全面研究了CeO₂NPs对水稻气孔和气体交换过程的影响。FITC标记的CeO₂NPs在叶片气孔内积累明显。在HWs条件下，CeO₂NPs 增加了ABA含量，使气孔导度降低67.6%。气孔导度的降低导致细胞间CO₂水平、蒸腾速率和净光合速率分别降低，从而导致水稻产量明显下降。与HWs或CeO₂NPs单独处理相比，HW+ CeO₂NPs处理显著增加了ROS积累与气孔关闭。与HWs组相比，HW + CeO₂NPs分别降低Y(II)、ETR和Fv/Fm，表明CeO₂NPs对HWs条件下的PSII产生了不利影响。根据叶绿体TEM图可以看出，HW + CeO₂NPs组中的叶绿体显示出大比例未堆叠或松散的基粒和无序的片层，这也是PSII受到抑制的一个原因。

相关结论，与单独使用CeO₂ NPs或HWs处理相比，CeO₂NPs与HWs结合处理可显著降低水稻中必需氨基酸、蛋白质含量和粒重。其分子机制涉及ABA-ROS介导的气孔关闭途径的激活。该研究中样品光合作用相关的叶绿素荧光参数Fv/Fm, Y(II), ETR均通过PAM完成。

光合微藻固碳占全球总固碳量的50%以上，是生态系统碳循环的重要组成部分。微藻的生长需要阳光，然而过量的光照会带来致命的光损伤。LHCSRs蛋白是绿藻的光保护蛋白，在强光下，该蛋白响应类囊体腔的酸化并激活光系统II超复合体的能量淬灭(qE)，从而保护光合蛋白免受光损伤。qE机制对微藻的生存至关重要，是多年来光合作用研究的热点之一，但其中的光物理机制尚不清楚。5月24日，Nature Communications杂志在线发表了中国科学院植物研究所田利金研究员课题组的最新研究论文 Ultrafast energy quenching mechanism of LHCSR3-dependent photoprotection in Chlamydomonas 。该研究创新性地制备了既保留能量淬灭功能又具有低散射效应的莱茵衣藻微型细胞碎片样品，获得了高信噪比的飞秒瞬态吸收数据，在揭示依赖LHCSR3蛋白的超快能量淬灭机制方面取得了新进展。

研究人员利用LHCSR3蛋白正常表达和缺失的莱茵衣藻细胞开展对比研究，在酸性pH条件下，含有光保护蛋白的细胞碎片样品具有较强的能量淬灭活性，而缺少此蛋白的样品不具有此淬灭能力。通过进一步对超快光谱学数据进行动力学建模，科研人员成功揭示了LHCSR3蛋白调控的能量淬灭过程是通过从叶绿素a Q_y态到类胡萝卜素(叶黄素1)S1态的超快能量转移途径实现的，并且这一过程发生在极快的时间尺度(<10皮秒)，即千亿分之一秒内，确保了对光系统II光反应快速运转过程进行高效的光保护。

该研究提出了一种制备具有能量猝灭活性且低散射的类囊体膜样品的方法，成功捕捉了发生在超快时间尺度的微弱的激发能转移信号，并揭示了其能量耗散过程，证明了qE的能量耗散途径从绿藻到陆生植物具有进化保守性，对理解自然界植物中普遍存在的光保护物理分子机制具有重要意义。本研究中能量依赖性淬灭(qE)的光诱导和暗弛豫通过双通道叶绿素荧光仪DUAL-PAM-100测量完成。

提高光合作用效率是提高作物产量的一种有前途的策略，保持PSII的稳定状态是决定光合作用性能的关键。然而，PSII在放氧光合生物中维持稳定性的机制仍有待探索。5月26日，The Plant Journal杂志在线发表中国农业科学院油料作物研究所刘军研究员课题组题为 Psb28 protein is indispensable for stable accumulation of PSII core complexes in Arabidopsis 的研究论文。文章报道了 Psb28 蛋白在不同光照条件下调节拟南芥PSII的稳态，证明了Psb28蛋白对于拟南芥中PSII核心复合物的稳定积累是必不可少的。

研究发现psb28突变体在正常生长光照下比野生型植物小得多，这是由于其PSII活性显著降低。在弱光下也观察到类似的缺陷，在光抑制光下变得更加明显。值得注意的是，PSII核心复合物和核心亚基的数量在psb28中特异性减少，而光合复合物中其他代表性成分的丰度基本保持不变。虽然psb28在高光照下PSII活性严重降低，但其光失活恢复不受影响。相比之下，在林可霉素存在下，PSII核心蛋白亚基的降解显着加速。这些结果表明，psb28在PSII的光保护中是有缺陷的，这与psb28的整体NPQ比野生型低得多的观察结果一致。此外，Psb28 蛋白与PSII核心复合物相关，主要与PSII核心的CP47亚基相互作用。综上所述，这些发现揭示了Psb28在保护和稳定PSII核心以应对光环境变化方面的重要作用。

本研究中拟南芥光合作用相关的叶绿素荧光慢速动力学和暗弛豫通便携式叶绿素荧光仪PAM-2500和叶绿素荧光成像系统MAXI-IMAGING-PAM完成。

大多数植物和藻类的叶绿体基因组包含一个大的反向重复(IR) 区域，该区域将两个单拷贝区域分开并包含核糖体RNA 操纵子。5月27日，国际著名植物学期刊Nature Plants在线发表了德国马克斯-普朗克研究所Ralph Bock实验室标题为 Removal of the large inverted repeat from the plastid genome reveals gene dosage effects and leads to increased genome copy number 的研究论文。文章通过从烟草质体基因组中去除25.3 kb IR的整个拷贝来解决IR区域的功能重要性。利用质体转化和随后的选择性标记基因消除，研究人员精确地切除了IR，从而产生了质体基因组体量大大减小的植物。

进一步的研究发现，IR的缺乏导致质体核糖体数量轻度减少，这表明核糖体RNA操纵子的重复存在对基因剂量有益。此外，IR缺失植物含有更多的质体基因组，这表明基因组拷贝数是通过测量质体DNA总含量而不是通过计算基因组来调节的。总之，相关的研究结果(1)证明IR可以增强质体的翻译能力; (2)揭示基因组大小和基因组拷贝数之间的关系，以及(3)提供简化的质体基因组结构，这将促进未来的合成生物学应用。

在本研究中，研究人员使用双通道叶绿素荧光仪DUAL-PAM-100测量了烟草的光响应曲线，评估了电子传递速率ETR，非光化学淬灭NPQ，非调节性能量耗散的量子产率Y(NO)以及由于缺乏电子供体而关闭的光系统I反应中心的百分比Y(ND)。

病毒诱导的耐旱性是植物中生物-非生物相互作用研究中的一个迷人领域，但其分子复杂性仍不清楚。5月27日，中国计量大学生命科学学院徐沛研究员课题组在国际植物学顶级期刊The Plant Cell杂志发表了题为 A viral small interfering RNA-host plant mRNA pathway modulates virus-induced drought tolerance by enhancing autophagy 的研究论文，文章阐明了病毒诱导的干旱耐受性(virus-induced drought tolerance, VDT)的重要分子机理。

该研究以菜豆(Phaseolus vulgaris)为对象，发现当菜豆植株被一种常见的豆科植物病毒—豇豆轻斑驳病毒(CPMMV)侵染后，在干旱和渗透胁迫下表现出更佳的生长状态，即产生了病毒诱导的干旱耐受性表型。进一步分析表明病毒诱导的干旱耐受性的发生部分依赖于细胞自噬，而菜豆自噬核心相关基因PvATG8c与病毒诱导的干旱耐受性密切相关。一条长21 bp的病毒来源小干扰RNA(vsiRNA6163)被发现跨界作用于宿主植物，靶向切割菜豆转录因子基因PvTCP2的5'-UTR，促进了PvATG8c蛋白的积累。进一步研究鉴定出了PvATG8c的下游靶标蛋白PvEDR15，该蛋白正向调控菜豆叶片气孔开度。

本研究据此综合提出了vsiRNA6163-PvTCP2-PvATG8c-PvERD15这一跨界分子模块介导病毒诱导的干旱耐受性的作用模型。该模型认为CPMMV侵染菜豆后产生的vsiRNA6163跨界作用于菜豆转录抑制子PvTCP2的启动子，相应激活了菜豆自噬相关基因PvATG8c的表达和细胞自噬水平，导致下游气孔开放正调控因子PvERD15的降解加剧，气孔导度降低，水分散失减少，从而表现出病毒-干旱复合胁迫下抗旱性更强的表型。这一理论模型为植物-生物胁迫-非生物胁迫三者的复杂互作提供了新的见解。这项研究的重要应用意义在于发现VDT的发生并不需要完整的CPMMV病毒粒子感染，而只需要其衍生的21 bp小干扰RNA发挥，因而提供了一种通过外源喷施体外合成的小RNA诱导菜豆植株抗旱性，增强干旱逆境下稳产能力的潜在方法。

本研究中菜豆光合作用相关的叶绿素荧光参数，PSⅡ最大光化学效率评估由叶绿素荧光成像系统MAXI-IMAGING-PAM完成。

1. Ortega-Martínez, P., et al. (2024). "Glycogen synthesis prevents metabolic imbalance and disruption of photosynthetic electron transport from photosystem II during transition to photomixotrophy inSynechocystis sp. PCC 6803." New Phytologist n/a(n/a).

2. Zhu, C., et al. (2024). "A bamboo ‘PeSAPK4-PeMYB99-PeTIP4-3’ regulatory model involved in water transport."New Phytologist n/a(n/a).

3. Legen, J., et al. (2024). "A prion-like domain is required for phase separation and chloroplast RNA processing during cold acclimation in Arabidopsis." The Plant Cell.

4. Pérez-Pérez, M. E., et al. (2024). "Lipid turnover through lipophagy in the newly identified extremophilic green microalga Chlamydomonas urium." New Phytologist n/a(n/a).

5. Nanes Sarfati, D., et al. (2024). "Coordinated wound responses in a regenerative animal-algal holobiont." Nature communications 15(1): 4032.

6. Bohn, L., et al. (2024). "The temperature sensor TWA1 is required for thermotolerance in Arabidopsis." Nature.

7. Hu, Q., et al. (2024). "REDUCED CHLOROPLAST COVERAGE proteins are required for plastid proliferation and carotenoid accumulation in tomato." Plant Physiology.

8. Wilson, S., et al. (2024). "Hydrophobic Mismatch in the Thylakoid Membrane Regulates Photosynthetic Light Harvesting."Journal of the American Chemical Society.

9. Guo, S., et al. (2024). "Heat Waves Coupled with Nanoparticles Induce Yield and Nutritional Losses in Rice by Regulating Stomatal Closure." ACS nano.

10. Zheng, M., et al. (2024). "Ultrafast energy quenching mechanism of LHCSR3-dependent photoprotection in Chlamydomonas."Nature communications 15(1): 4437.

11. Zhao, Y., et al. (2024). "Psb28 protein is indispensable for stable accumulation of PSII core complexes in Arabidopsis." The Plant Journal n/a(n/a).

12. Kr?mer, C., et al. (2024). "Removal of the large inverted repeat from the plastid genome reveals gene dosage effects and leads to increased genome copy number." Nature Plants.

13. Wu, X., et al. (2024). "A viral small interfering RNA-host plant mRNA pathway modulates virus-induced drought tolerance by enhancing autophagy." The Plant Cell.

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