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植物密植條件下分枝減少的調控機制
華南農業大學亞熱帶農業資源保護與利用國家重點實驗室、廣東省省嶺南現代農業重點實驗室王海洋教授團隊在國際著名學術期刊國際知名期刊《Nature Communications》(自然-通訊，IF5Y= 13.811) 在線發表了題為“Arabidopsis FHY3 and FAR1 integrate light and strigolactone signaling to regulate branching”的研究論文(論文鏈接地址https://www.nature.com/articles/s41467-020-15893-7)，揭示了植物密植條件下分枝減少的調控機制。分枝(分蘗)數目是影響植株株型、產量和生物量的關鍵因素。但在密植栽培條件下，植物間的相互遮蔭會誘發植物產生避蔭反應，引起植株分枝(分蘗)數目急劇減少。例如，在密植條件下，水稻和小麥的分蘗數會受到抑制，從而影響單株產量。因此，生產上需要培育耐密植的作物品種以增加其群體產量。該研究團隊前期研究發現植物可通過光敏色素信號途徑感應密植條件下光信號的變化，調控下游miR156-SPL分子模塊，進而控制植物的避蔭反應 (Xie et al., 2017, Nature Communications，8，348，IF5Y = 11.831)。 此外，最近研究發現獨腳金內酯是一種抑制植物分枝(分蘗)的主要植物激素。在模式植物擬南芥中, SMXL6/7/8三個同源基因編碼獨腳金內酯信號傳導途徑的關鍵抑制因子，當獨腳金內酯信號途徑被激活時，SMXL6/7/8三個蛋白會被蛋白酶體降解，從而達到抑制分枝的效果。但是目前光敏色素介導的光信號途徑和獨腳金內酯信號途徑如何在密植栽培條件下協同調控植物分枝(分蘗)的分子機制尚不清楚。在本研究中，研究人員發現miR156-SPL分子模塊的兩個重要成員，SPL9和SPL15蛋白，可以直接激活下游分枝關鍵負調控因子BRC1的轉錄，從而抑制植株分枝的產生;光敏色素A (phyA) 信號通路中的兩個重要信號傳導因子FHY3/FAR1和獨腳金內酯信號途徑重要因子SMXL6/7/8都可以與SPL9/15兩個蛋白互作，并抑制SPL9/15對BRC1的轉錄調控，從而促進植株分枝的產生。此外，研究還發現FHY3和FAR1能直接促進SMXL6和SMXL7的轉錄。在遮蔭或密植栽培條件下，FHY3和FAR1蛋白水平下降，引起SMXL6和SMXL7的轉錄本和蛋白水平下降，使SPL9/15蛋白被釋放出來，導致其下游基因BRC1的轉錄水平升高，從而抑制了植株分枝的產生。該研究首次從蛋白互作層面闡明了FHY3和FAR1通過整合植物外部光信號途徑和植物內部獨腳金內酯信號途徑協同調控植物密植栽培條件下分枝發生的分子機制。 圖注說明：擬南芥FHY3和FAR1蛋白整合植物外部光信號途徑和植物內部獨腳金內酯信號途徑協同調控植物密植栽培條件下分枝發生2020年初，他們進一步發現，FHY3/FAR1也可以與植物年齡信號途徑的三個關鍵因子SPL3/4/5互作，并抑制它們對下游開花基因FUL/LFY/AP1/MIR172C的激活作用，從而抑制開花 (Xie et al., 2020, Molecular Plant，13: 483–498,IF5Y = 8.489)。這些研究成果極大地完善了植物避蔭反應的調控機理，同時可為耐密植作物新品種的培育提供理論指導。
華南農業大學
2021-04-11
結核分枝桿菌疫苗新型免疫佐劑及其應
小試階段/n該項目開發了能特異性結合BCG糖脂抗原的DNA適配子及其應用，屬于分子微生物學和感染免疫學領域。發明的DNA適配子可特異性與BCG表面ManLAM結合，募集并活化更多樹突狀細胞到外周淋巴結、抑制調節性T細胞、調節性B細胞增殖、增強Th1型細胞反應等，提高BCG的免疫原性；小鼠結核攻毒動物實驗表明BCG與本發明DNA適配子聯合免疫小鼠后，獲得比單獨BCG免疫更強的免疫保護作用。該發明公開的DNA適配子可以用于制備新型免疫佐劑以增強BCG抗結核感染的免疫原性，為結核病防治提供了新的策略和新的
武漢大學
2021-01-12
植物觀測顯微鏡 助力植物研究
產品詳細介紹 前言：植物病害是嚴重危害農業生產的自然災害之一。根據聯合國糧農組織估計，全世界的糧食和棉花生產因病害常年損失在10%以上。植物病害不僅可引起農作物產量的減少，而且在一定程度上還嚴重威脅到農產品的質量安全及其國際貿易。歷史上有很多因植物病害的大面積爆發和流行給人類帶來重大災難的事件，著名的"愛爾蘭大饑荒"，即1845年由于馬鈴薯晚疫病的嚴重流行危害而造成"餓殍遍地及流離失所"的重大案例。植物病蟲害同樣嚴重威脅人類寶貴的森林資源。林業病蟲害被稱為無煙的森林火災,林業專家提醒林業有關部門和林農要加強蟲情監測,早發現早防治,把病蟲害對林木的危害程度降到最低,以確保森林植被的健康發展。 細菌、真菌和病毒是引起蔬菜、水果、小麥、玉米、水稻、大豆等農作物及林木，花卉等病害的主要原因。這些病害微生物一般通過莖、葉、根系、果實等侵染植物，大部分病害在染病初期雖能較易防治，但一般不易被人察覺，病害一旦發生，防治不僅困難而且效果較差，致使農作物減產，甚至絕收。如何在病害發病初期進行檢測和及時防治，對防治病害的發生尤為重要。 3R Anyty研制開發的植物病蟲害現場檢測設備-----便攜式顯微鏡，產品小巧便攜、內置鋰電可以突破傳統光學顯微鏡使用空間局限性，在田間林場對病蟲害現場檢測、現場分析，確認病因，為病蟲害防治贏得寶貴時間，將病蟲害的危害程度降到最低！ Anyty便攜式顯微鏡3R-WM401PVTV/3R-WM601PCTV，獨創顯微鏡及顯示屏無線數據連接，無需任何電腦等輔助設備即可現場檢測，顯微鏡觀測的畫面直接轉化為數字信號，將各種植株上的病表，蟲害，病菌,真菌,灰酶等病蟲害直接在無線顯示屏上成像，快速分析判斷各種作物病蟲害的種類，確診病因,對癥下藥，還可以拍照、錄像儲存觀測數據，為如何防治病蟲害及科學用藥提供了科學合理的理論依據.產品規格： ●產品型號：3R-WM401PCTV ●產品品牌：Anyty（艾尼提） ●電腦操作系統：視窗XPSP2或Vista或WIN7以上 ●產品接口：USB2.0 ●光學芯片：CMOS35萬象素 ●照片象素：720x480,640x480,320x240 ●顏色：24bitRGB ●光學鏡頭：雙軸27倍&100倍顯微鏡頭 ●手動調焦范圍：8毫米到300毫米 ●放大倍數：10倍到200倍 ●自動白平衡. ●自動曝光 ●光源：內置8個可調暖白發光燈 ●有無偏光\濾光功能：無 ●電源：5V電腦USB電源 ●尺寸：13.5厘米(長)x3.6厘米(直徑) ●無線傳輸距離：不小于5米（無障礙） ●鋰電池特征： ●完全充電時間：3小時左右，可持續工作時間：5小時左右,壽命：完全充放電500次。 ●無線功率：10mW ●4個頻道可供切換專用液晶TV顯示屏： 顯示屏尺寸：3.5TFT-LCD 解析度：960×240分辨率 傳輸頻率：2414MHz.2432MHz.2450MHz.2468MHz（兆赫） 充電時間：3小時 工作時間：2小時 視頻大小：2700字節/分鐘 外形尺寸：100×70×25毫米 重量：140g
北京愛迪泰克科技有限公司
2021-08-23
植物表型成像分析系統（植物自動傳送版）
產品詳細介紹
PlantScreen植物表型成像分析系統（植物自動傳送版）
PlantScreen植物表型成像系統由捷克PSI公司研制生產，整合了LED植物智能培養、自動化控制系統、葉綠素熒光成像測量分析、植物熱成像分析、植物近紅外成像分析、植物高光譜分析、自動條碼識別管理、RGB真彩3D成像、自動稱重與澆灌系統等多項先進技術，以最優化的方式實現大量植物樣品——從擬南芥、玉米到各種其它植物的全方位生理生態與形態結構成像分析，用于高通量植物表型成像分析測量、植物脅迫響應成像分析測量、植物生長分析測量、生態毒理學研究、性狀識別及植物生理生態分析研究等。作為全球第一家研制生產植物葉綠素熒光成像系統的廠家，PSI公司在植物表型成像分析領域處于全球的技術前列，大面積葉綠素熒光成像分析功能使PlantScreen成為植物表型分析與功能成像分析的最為先進的儀器設備，使植物生長、脅迫響應等測量參數達100多個。
左圖為整套PlantScreen系統，中圖為成像室，右圖為成像室中的玉米
PlantScreen系統包括如下成像分析功能：
1. 葉綠素熒光成像分析：單幅成像面積35x35cm，成像測量參數包括Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’, Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd等幾十個葉綠素熒光參數
2. RGB成像分析：成像測量參數包括：
1) 葉面積（Leaf Area: Useful for monitoring growth rate）
2) 植物緊實度／緊密度（Solidity/Compactness. Ratio between the area covered by the plant’s convex hull and the area covered by the actual plant）
3) 葉片周長（Leaf Perimeter: Particularly useful for the basic leaf shape and width evaluation (combined with leaf area)）
4) 偏心率（Eccentricity: Plant shape estimation, scalar number, eccentricity of the ellipse with same second moments as the plant (0...circle, 1...line segment)）
5) 葉圓度（Roundness: Based on evaluating the ratio between leaf area and perimeter. Gives information about leaf roundness）
6) 葉寬指數（Medium Leaf Width Index: Leaf area proportional to the plant skeleton (i.e. reduction of the leaf to line segment)）
7) 葉片細長度SOL (Slenderness of Leaves)
8) 植物圓直徑（Circle Diameter. Diameter of a circle with the same area as the plant）
9) 凸包面積（Convex Hull Area. Useful for compactness evaluation）
10) 植物質心（Centroid. Center of the plant mass position (particularly useful for the eccentricity evaluation)）
11) 節間距（Internodal Distances）
12) 生長高度（Growth Height）
13) 植物三維最大高度和寬度（Maximum Height and Width of Plant in 3 Dimensions）
14) 相對生長速率（Relative growth rate）
15) 葉傾角（Leaf Angle）
16) 節葉片數量（Leaf Number at Nodes）
17) 其它參數如用于植物適合度估算的顏色定量分級、綠度指數（Other parameters such as color segmentation for plant fitness evaluation, greening index and others）
3. 高光譜成像分析（選配），可成像并分析如下參數：
1) 歸一化指數（Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)）
2) 簡單比值指數（Simple Ratio Index, Equation: SR = RNIR / RRED）
3) 改進的葉綠素吸收反射指數（Modified Chlorophyll Absorption in Reflectance Index (MCARI1), ?Equation: MCARI1 = 1.2 * [2.5 * (R790- R670) - 1.3 * (R790- R550)]）
4) 最優化土壤調整植被指數（Optimized Soil-Adjusted Vegetation Index (OSAVI)?, Equation: OSAVI = (1 + 0.16) * (R790- R670) / (R790- R670 + 0.16)）
5) 綠度指數（Greenness Index (G), Equation: G = R554 / R677）
6) 改進的葉綠素吸收反射指數（Modified Chlorophyll Absorption in Reflectance Index (MCARI), ?Equation: MCARI = [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550)] * (R700/ R670)）
7) 轉換類胡羅卜素指數（Transformed CAR Index (TCARI)?, Equation: TSARI = 3 * [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550) * (R700/ R670)]）
8) 三角植被指數（Triangular Vegetation Index (TVI)?, ?Equation: TVI = 0.5 * [120 * (R750- R550) - 200 * (R670- R550)]）
9) ZMI指數（Zarco-Tejada & Miller Index (ZMI), Equation: ZMI = R750 / R710）
10) 簡單比值色素指數（Simple Ratio Pigment Index (SRPI), Equation: SRPI = R430 / R680）
11) 歸一化脫鎂作用指數（Normalized Phaeophytinization Index (NPQI), Equation: NPQI = (R415- R435) / (R415+ R435)）
12) 光化學植被反射指數（Photochemical Reflectance Index (PRI), Equation: PRI = (R531- R570) / (R531+ R570)）
13) 歸一化葉綠素指數（Normalized Pigment Chlorophyll Index (NPCI), NPCI = (R680- R430) / (R680+ R430)）
14) Carter指數（Carter Indices?, Equation: Ctr1 = R695 / R420; Ctr2 = R695 / R760）
15) Lichtenthaler指數（Lichtenthaler Indices?, Equation: Lic1 = (R790 - R680) / (R790 + R680); Lic2 = R440 / R690）
16) SIPI指數（Structure Intensive Pigment Index (SIPI), Equation: SIPI = (R790- R450) / (R790+ R650)）
17) Gitelson－Merzlyak指數（Gitelson and Merzlyak Indices?, ?Equation: GM1 = R750/ R550; GM2 = R750/ R700）
4. 熱成像分析（選配）：用于成像分析植物在光輻射情況下的二維發熱分布，良好的散熱可以使植物耐受較長時間的高光輻射或低水條件（干旱）
5. 近紅外成像分析（選配）：用于觀測分析植物的水分狀態及其在不同組織間的分布變異，處于良好澆灌狀態的植物表現出對近紅外光譜的高吸收性，而處于干旱狀態的植物則表現出對近紅外光譜的高反射性，通過分析軟件可以監測分析從干旱脅迫到再澆灌過程中的整個過程動態及植物對干旱脅迫的響應和水分利用效率，并形成假彩圖像，可以與植物的形態指數及葉綠素熒光指數進行相關分析研究。
系統配置與工作原理：
整套系統由自動化植物傳送系統、光適應室、RGB成像、FluorCam葉綠素熒光成像、高光譜成像、植物熱成像、植物近紅外成像、自動澆灌施肥與稱重系統、植物標識系統等組成，光適應室內的植物可由傳送帶傳送到成像室進行成像分析等。
技術指標：
1. 自動裝載與卸載植物樣品，通過條形碼或RFID標簽識別跟蹤樣品
2. 光適應室：用于光照適應或植物培養，LED光源光照強度達1000μmol/m2.s，無熱效應，強度0－100%可調，可通過實驗程序預設光照周期變化，可選配通用型或專用型如水稻生長觀測室等，還可選配三維掃瞄成像分析功能（包括XYZ三維掃瞄成像系統和軟件）
3. 標配托盤架30x30cm，用于安放盆栽植物或可以盛放多個小花盆的托盤
4. 自動傳送系統由光適應室到成像室形成一個環形傳送通道，傳送帶采用具變速器的三相異步馬達，200-1000W，傳送帶寬320mm，負載力130kg，速度9m/min
5. 移動控制系統中央處理單元：CJ2M-CPU33；數字I/O：最大2560點；PLC通訊：通過以太網100Mb/s高端PC；OMRON MECHATROLINK-II 最大16軸精確定位
6. 植物成像測量室：150cm(長)x150cm(寬)x220cm(高)，與環境光隔離（light-isolated），快速自動開啟關閉門，開啟關閉周期小于3秒，傳送帶入口具光幕傳感系統、條碼識別器和RFID讀取器
7. RFID讀取器辨識距離：2-20cm；通訊：RS485；條碼識別器可讀取1維、2維和QR碼，具LED光源便于弱光下辨識，RS485通訊
8. F3EM2光幕系統，精確測量植物高度和寬度以便進入成像測量室后攝像頭自動精確定位，測量范圍150cm，分辨率5mm
9. 葉綠素熒光成像：包括光隔離成像室、自動開啟與關閉門、傳送帶、PLC控制自動上下移動聚焦系統、4個LED光源板、8位綠波輪等，單幅成像面積35x35cm，測量光橙色620nm，橙色和白色雙波長光化學光，飽和光閃為白色或藍色
10. 自動灌溉與稱重，可同時對5個植物種植盆進行澆灌和稱重，精確度±1g；稱重后精確澆灌，可通過實驗程序（protocol）預設澆灌過程（regime）或干旱脅迫狀態，還可選配營養供給系統隨澆灌定量供給植物營養（如氮肥等）；稱重前自動零校準，還可通過已知重量（如砝碼）物品自動進行再校準；防護級別：IP66
11. 稱重系統由4個稱重單元組成，安全承載限：150% Ln；溫度補償：-10－40°C，標配測量范圍7kg，可選配10kg、15kg或20kg
12. RGB成像：頂部和側面三維成像（3個攝像頭），每個攝像頭各自擁有獨立的控制面盤以設置曝光時間、增益、白平衡等，通過控制面盤的快照鍵可即時拍照并顯示分辨率等信息，還可通過自動模式自動成像并存儲至數據庫，每次掃瞄成像時間小于10秒
13. RGB成像系統包括成像室（光隔離）、傳送帶及位置傳感器、3個攝像頭、光源及成像分析軟件，標配成像范圍150cm(長)x150cm(寬)x150cm(高)，LED冷白光源（不對植物產生熱效應）
14. 標配USB以太網攝像頭，有效像素4008x2672，像素大小9.0μm，比特分辨率12比特，光量子效率：藍光峰值465nm，綠色峰值540nm，紅色峰值610nm；28mm光學鏡頭，口徑43.2mm，光圈范圍2.8－F16
15. NIR近紅外成像單元：可成像采集1450－1600nm水吸收波段，以反映植物水分狀況，在供水充沛情況下表現出高NIR吸收值，干旱脅迫情況下則表現出高NIR反射，NIR假彩色成像可以通過軟件反映和分析植物水分狀況
16. 高光譜成像單元包括光隔離成像測量室、自動開啟關閉門、傳送帶、PLC控制自動移動聚焦鏡頭包括SWIR和VNIR鏡頭、光源、成像分析系統等，VNIR鏡頭波段380nm－1000nm，光圈F/0.2，縫隙寬度25μm，縫隙長度18mm，幀速12－236 fps；SWIR鏡頭波段900－2500nm，光圈F/0.2，縫隙寬度25μm，縫隙長度18mm，幀速60或100 fps，視野150x100cm
17. 用戶可通過實驗程序選擇SWIR成像、VNIR成像或兩個鏡頭全波段成像，每個鏡頭成像時間分別為15秒
18. 熱成像單元：分辨率640x480像素，溫度范圍20－120°C，靈敏度NETD<0.05°C@30°C/50mK，成像面積可達150x150cm
19. 可選配人工氣候室，植物生長面積9.5m2，生長高度2.0m，溫度穩定性±1°C，430nm－730nm白色和IR LED 光源，1000μmol/m2/s（距離植物100cm高度的光強）,可預設自動光照周期動態，
20. 系統控制與數據采集分析系統：
? 用戶友好的圖形界面
? 用戶定義、可編輯自動測量程序（protocols）
? MySQL數據庫管理系統，可以處理擁有上千萬條記錄的大型數據庫，支持多種存儲引擎，相關數據自動存儲于數據庫中的不同表中
? 植物編碼注冊功能：包括植物識別碼、所在托盤的識別碼等存儲在數據庫中，測量時自動提取自動讀取條形碼或RFID標簽
? 觸摸屏操作界面，在線顯示植物托盤數量、光線強度、分析測量狀態及結果等，輕松通過軟件完全控制所有的機械部件和成像工作站
? 可用默認程序進行所有測量，也可通過開發工具創建自定義的工作過程，或者手動操作LED光源開啟或關閉、RGB掃面成像、葉綠素熒光成像、稱重及澆灌等
? 實驗程序（Protocols）具備起始鍵、終止鍵、暫停鍵
? 可根據實驗需求自動控制植物樣品的移動和單一成像站的激活
? 可提供3個相機視角的RGB數字生長分析，包含閾值分析和顏色分析
? 對于葉綠素熒光成像圖片，軟件可批量進行淬滅參數分析，包含了在背景去除圖像上用戶感興趣區域和像素值的平均。分析數據以原始圖像和分析數據的形式存儲在數據庫中。
? 對FIR熱成像圖，16位圖可直接導出到MATLAB或通過軟件生成溫度分布的假彩圖像。
部分用戶：
1. 國際水稻研究所（菲律賓）The International Rice Research Institute, Los Banos Philippines
2. 澳大利亞聯邦科學與工業研究組織植物表型組學中心The CSIRO Plant Phenomics Center, Canberra, Australia
3. 澳大利亞國立大學The Australian National University, Canberra. Australia
4. 孟山都公司（美國）Monsanto Corporation, St. Louis, USA.
5. 杜邦先鋒國際良種公司Pioneer-Dupont, Des Moines, Iowa
6. 巴斯夫公司Metanomics（柏林）Metanomics (BASF), Berlin, GDR
7. 巴斯夫公司CropDesign（比利時）CropDesign (BASF), Nevele, Belgium
8. 美國合成基因公司Synthetic Genomics, La Jolla, USA
9. Palacky 大學Palacky University Olomouc, Czech Republic
10. Masaryk 大學Masaryk University Brno, Czech Republic
產地：歐洲
北京易科泰生態技術有限公司
2021-08-23
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南寧市成青草工藝品有限公司
2021-08-23
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山東弘儒教育裝備有限公司
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植物細胞模型
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植物分類圖譜
寧波華茂文教股份有限公司
2021-08-23
植物根尖縱切
寧波華茂文教股份有限公司
2021-08-23