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| 1 | 植物高光效研究进展显示文摘光合作用是植物生长发育的基础,培育对光能具有高效利用能力的植物品种,对于提升植物的生产水平将起到重要的作用。高光效植物是具有高光能利用效率的植物,绿色植物在进行光合作用时,首先通过叶片上的捕光天线系统捕获太阳能,并在光系统复合体中心将其转化为电能;其次,电子进一步在光合膜的各个蛋白复合体和电子传递体上进行传导,将能量储存在ATP和NAD(P)H中。最终,光能在植物体内转化为化学能并以有机物的形式储存。围绕如何提高植物光能利用效率,综述了目前植物高光效研究的3个重点方向:一是在植物光合作用中提高光能的吸收、加快电子的传递与能量转化;二是减少光能的损失;三是提高碳同化效率。同时,提出目前研究主要存在的不足,包括特定条件下对植物进行的单一研究、缺少对植物群体光合性能研究以及缺少“源-库”关系的研究等问题。在此基础上,结合全基因组关联分析、新兴的合成生物技术以及叶际微生物研究的成果,对未来发展进行展望,以期对植物高光效的研究提供指导,并为提高我国作物产量提供理论支撑。 | 肖璞 刘虎虎 王翀 陈永忠 田云 | 2020 | 生物学杂志2020，37，2： | 13 |
| 2 | 利用合成生物学原理提高光合作用效率的研究进展显示文摘我国人口增多与耕地面积减少的矛盾日益突出,粮食安全已成为我国国民经济可持续发展的重要保障。光合作用是作物产量形成的物质基础,提高作物光能利用效率是提高作物产量的重要途径之一。本文从光合作用过程中光能高效吸收、传递与转化,光能高效利用和碳同化等三大模块综述了近期科学家利用合成生物学对光合作用改造的最新进展。最后我们对其在农业中的应用前景进行了展望,通过合成生物学原理提高光合作用效率可能将为增加粮食产量提供重要理论支撑和关键生物技术。 | 张立新 卢从明 彭连伟 马为民 钱万强 | 2017 | 生物工程学报2017，33，3： | 13 |
| 3 | Overexpression of micro RNA_(40)8 enhances photosynthesis, growth, and seed yield in diverse plants显示文摘The ability of a plant to produce grain, fruit, or forage depends ultimately on photosynthesis. There have been few attempts, however, to study micro RNAs, which are a class of endogenous small RNAs post-transcriptionally programming gene expression, in relation to photosynthetic traits. We focused on miR_(40)8, one of the most conserved plant miRNAs, and overexpressed it in parallel in Arabidopsis, tobacco, and rice. The transgenic plants all exhibited increased copper content in the chloroplast, elevated abundance of plastocyanin,and an induction of photosynthetic genes. By means of gas exchange and optical spectroscopy analyses, we showed that higher expression of miR_(40)8 leads to enhanced photosynthesis through improving efficiency of irradiation utilization and the capacity for carbon dioxide fixation. Consequently, miR_(40)8 hyper-accumulating plants exhibited higher rate of vegetative growth. An enlargement of seed size was also observed in all three species overproducing miR_(40)8. Moreover, we conducted a 2-year-two-location field trial and observed miR_(40)8 overexpression in rice significantly increased yield, which was primarily attributed to an elevation in grain weight. Taken together, these results demonstrate that miR_(40)8 is a positive regulator of photosynthesis and that its genetic engineering is a promising route for enhancing photosynthetic performance and yield in diverse plants. | Jiawei Pan Dahui Huang Zhonglong Guo Zheng Kuang He Zhang Xinyu Xie Zengfeng Ma Shaopei Gao Manuel T.Lerdau Chengcai Chu Lei Li | 2018 | Journal of Integrative Plant Biology2018，60，4： | 8 |
| 4 | 植物的铜稳态研究综述显示文摘微量元素在植物生长发育过程中是必不可少的,因此研究植物内各种微量元素的稳态具有重要意义。铜在光合作用、呼吸作用、乙烯感应、活性氧清除和细胞壁重塑中发挥重要作用。铜的运输是由一组进化上高度保守的转运蛋白和金属伴侣共同完成的。由于根中转运蛋白的调控和高铜含量土壤非常稀缺,使得植物组织中的铜含量一般不会过高。然而,铜的利用率低会降低植物的生产能力。由于某些功能保守的基因的控制,植物会响应铜缺乏的外界环境。植物主要通过Ctr/COPT铜转运家族转运蛋白家族从细胞外吸收铜,之后由铜伴侣蛋白及P型ATP酶将铜运输到各细胞器中。铜在木质部的运输及铜从衰老叶片到嫩叶与生殖组织中进行的再分配都须要烟酰胺发挥作用。此外,铜的再分配过程须要黄色条纹状(yellow stripe-like,简称YSL)转运体及铜伴侣蛋白CCH的参与,其中CCH蛋白存在于植物的韧皮部。当铜供给不足时,植物中增加铜吸收的系统会被激活,并且使铜能更有效地被利用。一些参与铜调控的小分子RNA会下调某些不重要的铜蛋白的表达量。低铜条件下,主要的铜应答转录因子SPL7既可以激活参与铜吸收的基因的表达,又可以上调某些Cu-microRNAs的表达量。这种调节允许光合自养生物生长所需的最重要的含铜蛋白质(如质体蓝素)在一定的铜浓度范围内保持活性,这更有利于植物的生长。植物中铜过量会造成活性氧的快速积累,活性氧会破坏核酸、氧化蛋白并导致脂质过氧化,从而影响细胞的诸多功能,对细胞产生毒害。细胞内铜过量时会上调金属硫蛋白(metallothionein,简称MT)的表达以减少细胞质中游离铜离子的含量。主要阐述植物中铜稳态的作用及其研究进展,以及植物对铜的吸收与再分配过程,同时对铜在细胞内的传递及细胞内铜稳态的调控进行简单概述。并对大部分重要的含铜蛋白的研究进行简要描述。由于高等植物中铜蛋白的研究报道还较少,因此对植物中铜稳态的研究概述可以加强研究者对含铜蛋白质生物学功能的了解,同时也可以为进一步阐明植物吸收利用铜的分子机制提供依据。 | 唐孟泉 黄佳欢 陈瑾元 王琪 许志茹 | 2019 | 江苏农业科学2019，47，10： | 6 |
| 5 | 大白菜小植株突变体s1光合能力及光反应相关基因的转录组分析显示文摘植株的大小与光合能力密切相关。本研究以大白菜小植株突变体s1和其野生型WT为材料,通过测定叶绿素含量、净光合速率、叶绿素荧光参数以及对光反应相关基因的转录水平分析,解析大白菜植株大小与光合能力的相关性。结果表明:与野生型相比,大白菜小植株突变体s1的叶绿素含量无显著差异,但光合速率显著降低29%;Fv/Fm和Y(II)值在二者之间无显著差异(P>0.05),而s1的外叶和新叶ETR值都显著低于WT;进一步的转录组分析表明光合电子传递链上的PSII、PC、FNR、ATP合酶相关基因表达下调0.94~1.69倍。由此证实,大白菜小植株突变体s1光合速率低与光合电子传递链中的基因表达下降及光合电子传递速率下降有关。该研究为进一步挖掘大白菜植株大小相关的优异基因资源提供了良好的试验材料,也为大白菜分子设计育种提供了理论依据。 | 王倩云 卢银 王彦华 赵建军 申书兴 冯大领 | 2020 | 河北农业大学学报2020，43，3： | 0 |
| 6 | 水稻Os09g29390基因冷胁迫表达模式及亚细胞定位分析显示文摘为了研究水稻Os09g29390基因在冷胁迫条件下的功能,以水稻苗期冷胁迫基因表达谱芯片中编码水稻质体蓝素类蛋白(Plastocyanin like protein)的下调表达基因Os09g29390为研究对象,对Os09g29390基因进行冷胁迫下表达特性分析、同源性分析及亚细胞定位分析。结果表明,Os09g29390基因在冷胁迫处理下表现为下调表达模式;氨基酸相似性分析与保守结构域分析显示,Os09g29390基因与其同源基因的氨基酸编码序列具有一个保守的铜结合位点;将Os09g29390基因与增强型绿色荧光蛋白(eGFP)融合,转化烟草原生质体,结果Os09g29390基因定位于细胞叶绿体中。以上结果初步阐明该基因在冷胁迫下的表达特性及作用位点,为以后更深入的研究该基因的功能提供了指导。 | 孙中文 贾蓓 柏锡 才华 纪巍 朱延明 | 2013 | 塔里木大学学报2013，25，2： | 0 |
| 7 | Here comes the sun:How optimization of photosynthetic light reactions can boost crop yields显示文摘Photosynthesis started to evolve some 3.5 billion years ago CO;is the substrate for photosynthesis and in the past 200-250 years,atmospheric levels have approximately doubled due to human industrial activities.However,this time span is not sufficient for adaptation mechanisms of photosynthesis to be evolutionarily manifested.Steep increases in human population,shortage of arable land and food,and climate change call for actions,now.Thanks to substantial research efforts and advances in the last century,basic knowledge of photosynthetic and primary metabolic processes can now be translated into strategies to optimize photosynthesis to its full potential in order to improve crop yields and food supply for the future.Many different approaches have been proposed in recent years,some of which have already proven successful in different crop species.Here,we summarize recent advances on modifications of the complex network of photosynthetic light reactions.These are the starting point of all biomass production and supply the energy equivalents necessary for downstream processes as well as the oxygen we breathe. | Julia Walter Johannes Kromdijk | 2022 | Journal of Integrative Plant Biology2022，64，2： | 0 |
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