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Systematic identification of wheat spike developmental regulators by integrated multiomics, transcriptional network, GWAS, and genetic analyses

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Molecular Plant 2024年第3期17卷 438-459页

作者： Xuelei Lin Yongxin Xu Dongzhi Wang Yiman Yang Xiaoyu zhang Xiaomin Bie Lixuan Gui Zhongxu Chen Yiliang Ding Long Mao Xueyong zhang Fei Lu xiansheng zhang Cristobal Uauyo Xiangdong Fu Jun Xiao Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering Institute of Genetics and Developmental BiologyChinese Academy of SciencesBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Nanjing Agricultural University NanjingJiangsu 210095China Key Laboratory of Crop Biology College of Life SciencesShandong Agricultural UniversityTaianShandong 271018China Department of Life Science Tcuni Inc.ChengduSichuan 610000China John Innes Centre Norwich Research ParkNorwich NR47UHUK Institute of Crop Sciences Chinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100081China CAS-JIC Centre of Excellence for Plant and Microbial Science(CEPAMS) Institute of Genetics and Developmental BiologyCASBeijing 100101China

The spike architecture of wheat plays a crucial role in determining grain number,making it a key trait for optimization in wheat breeding *** this study,we used a multi-omic approach to analyze the transcriptome and epigenome profiles of the young spike at eight developmental stages,revealing co-ordinated changes in chromatin accessibility and H3K27me3 abundance during the flowering *** constructed a core transcriptional regulatory network(TRN)that drives wheat spike formation and experimentally validated a multi-layer regulatorymodule involving TaSPL15,TaAGLG1,and *** integrating the TRN with genome-wide association studies,we identified 227 transcription factors,including 42 with known functions and 185 with unknown *** investigation of 61 novel transcription factors using multiple homozygous mutant lines revealed 36 transcription factors that regulate spike architecture or flowering time,such as TaMYC2-A1,TaMYB30-A1,and *** particular interest,TaMYB30-A1,downstream of and repressed by WFzP,was found to regulate fertile spikelet ***,the excellent haplotype of TaMYB30-A1,which contains a C allele at the WFzP binding site,was enriched during wheat breeding improvement in China,leading to improved agronomic ***,we constructed a free and open access Wheat Spike Multi-Omic Database(http://39.***.48.156:8800/#/).Our study identifies novel and high-confidence regulators and offers an effective strategy for dissecting the genetic basis of wheat spike development,with practical value forwheat breeding.

关键词： wheat spike development epigenome TRN TaMYB30-A1 breeding selection

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MXene Sediment-Based Poly(vinyl alcohol)/Sodium Alginate Aerogel Evaporator with Vertically Aligned Channels for Highly Efficient Solar Steam Generation

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Nano-Micro Letters 2024年第10期16卷 638-654页

作者： Tian Wang Meng Li Hongxing Xu Xiao Wang Mingshu Jia Xianguang Hou Shuai Gao Qingman Liu Qihang Yang Mingwei Tian Lijun Qu Zhenhua Song Xiaohu Wu Lili Wang xiansheng zhang Shandong Key Laboratory of Medical and Health Textile Materials College of Textiles and ClothingState Key Laboratory of Bio-Fibers and Eco-TextilesResearch Center for Intelligent and Wearable TechnologyQingdao UniversityQingdao 266071People's Republic of China Department of Pharmacology Qingdao University School of PharmacyQingdao UniversityQingdao 266071People's Republic of China Shandong Institute of Advanced Technology Jinan 250100People's Republic of China College of Electromechanical Engineering Qingdao University of Science and TechnologyQingdao 266061People's Republic of China

Solar-driven interfacial evaporation from seawater is considered an effective way to alleviate the emerging freshwater crisis because of its green and environmentally friendly ***,developing an evaporator with high efficiency,stability,and salt resistance remains a key ***,with an internal photothermal conversion efficiency of 100%,has received tremendous research interest as a photothermal ***,the process to prepare the MXene with monolayer is inefficient and generates a large amount of“waste”MXene sediments(MS).Here,MXene sediments is selected as the photothermal material,and a three-dimensional MXene sediments/poly(vinyl alcohol)/sodium alginate aerogel evaporator with vertically aligned pores by directional freezing method is innovatively *** vertical porous structure enables the evaporator to improve water transport,light capture,and high evaporation *** swabs and polypropylene are used as the water channel and support,respectively,thus fabricating a self-floating *** evaporator exhibits an evaporation rate of 3.6 kg m^(-2)h^(-1)under one-sun illumination,and 18.37 kg m^(-2)of freshwater is collected in the condensation collection device after 7 h of outdoor sun *** evaporator also displays excellent oil and salt *** research fully utilizes“waste”MS,enabling a self-floating evaporation device for freshwater collection.

关键词： MXene sediments Porous structure Desalination Self-floating

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TabHLH27 orchestrates root growth and drought tolerance to enhance water use efficiency in wheat

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Journal of Integrative Plant Biology 2024年第7期66卷 1295-1312页

作者： Dongzhi Wang Xiuxiu zhang Yuan Cao Aamana Batool Yongxin Xu Yunzhou Qiao Yongpeng Li Hao Wang Xuelei Lin Xiaomin Bie xiansheng zhang Ruilian Jing Baodi Dong Yiping Tong Wan Teng Xigang Liu Jun Xiao Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering Institute of Genetics and Developmental BiologyChinese Academy of SciencesBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Center for Agricultural Resources Research Institute of Genetics and Developmental BiologyChinese Academy of SciencesShijiazhuang 050022China Key Laboratory of Crop Biology College of Life SciencesShandong Agricultural UniversityTai'an 271018China State Key Laboratory of Crop Gene Resources and Breeding Institute of Crop SciencesChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100081China Ministry of Education Key Laboratory of Molecular and Cellular Biology Hebei Research Center of the Basic Discipline of Cell BiologyHebei Collaboration Innovation Center for Cell Signaling and Environmental AdaptationHebei Key Laboratory of Molecular and Cellular BiologyCollege of Life SciencesHebei Normal UniversityShijiazhuang 050024China Centre of Excellence for Plant and Microbial Science(CEPAMS) JIC‐CASBeijing 100101China

Cultivating high-yield wheat under limited water resources is crucial for sustainable agriculture in semiarid *** water scarcity,plants activate drought response signaling,yet the delicate balance between drought tolerance and development remains *** genome-wide association studies and transcriptome profiling,we identified a wheat atypical basic helix-loop-helix(b HLH)transcription factor(TF),Tab HLH27-A1,as a promising quantitative trait locus candidate for both relative root dry weight and spikelet number per spike in *** HLH27-A1/B1/D1 knockout reduced wheat drought tolerance,yield,and water use efficiency(WUE).Tab HLH27-A1 exhibited rapid induction with polyethylene glycol(PEG)treatment,gradually declining over *** activated stress response genes such as Ta CBL8-B1 and Ta CPI2-A1 while inhibiting root growth genes like Ta SH15-B1 and Ta WRKY70-B1 under short-term PEG *** distinct transcriptional regulation of Tab HLH27-A1 involved diverse interacting factors such as Ta ABI3-D1 and Tab *** variations of Tab HLH27-A1influence its transcriptional responses to drought stress,with Tab HLH27-A1^(Hap-II)associated with stronger drought tolerance,larger root system,more spikelets,and higher WUE in ***,the excellent Tab HLH27-A1^(Hap-II)was selected during the breeding process in China,and introgression of Tab HLH27-A1^(Hap-II)allele improved drought tolerance and grain yield,especially under water-limited *** study highlights Tab HLH27-A1's role in balancing root growth and drought tolerance,providing a genetic manipulation locus for enhancing WUE in wheat.

关键词： drought tolerance GWAS root growth wheat WUE

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蛋白凝集:STM调控植物干细胞活性的新机制

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科学通报 2024年第4期69卷 482-484页

作者：苏英华张宪省山东农业大学生命科学学院小麦育种全国重点实验室泰安271018

与动物不同,植物一生都维持着器官发生的能力.植物的茎尖分生组织(shoot apical meristem)不仅具有干细胞,能够维持其自身活性,还能形成茎、叶和花等组织和器官,共同构成植物的地上部分.茎尖分生组织活性如何被精准调控是发育生物学的... 详细信息

与动物不同,植物一生都维持着器官发生的能力.植物的茎尖分生组织(shoot apical meristem)不仅具有干细胞,能够维持其自身活性,还能形成茎、叶和花等组织和器官,共同构成植物的地上部分.茎尖分生组织活性如何被精准调控是发育生物学的重要科学问题之一,也是一直以来研究的前沿和热点.植物学家很早就发现了一类调控茎尖分生组织活性的转录因子——KNOX1(class 1 KNOTTED1-LIKE HOMEOBOX)[1,2].

关键词：茎尖分生组织器官发生植物干细胞发育生物学新机制组织和器官

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Distinct roles of H3K27me3 and H3K36me3 in vernalization response, maintenance, and resetting in winter wheat

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Science China Life Sciences 2024年

作者： Xuemei Liu Min Deng Bingxin Shi Kehui Zhu Jinchao Chen Shujuan Xu Xiaomin Bie xiansheng zhang Xuelei Lin Jun Xiao Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering Institute of Genetics and Developmental Biology Chinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences Institute of Science and Technology Austria (ISTA) National Key Laboratory of Wheat Improvement College of Life Sciences Shandong Agricultural University Centre of Excellence for Plant and Microbial Science (CEPAMS) JIC-CAS

Winter plants rely on vernalization, a crucial process for adapting to cold conditions and ensuring successful reproduction. However,understanding the role of histone modifications in guiding the vernalization process in winter wheat remains limited. In this study, we investigated the transcriptome and chromatin dynamics in the shoot apex throughout the life cycle of winter wheat in the field. Two core histone modifications, H3K27me3 and H3K36me3, exhibited opposite patterns on the key vernalization gene VERNALIZATION1(VRN1),correlating with its induction during cold exposure. Moreover, the H3K36me3 level remained high at VRN1 after cold exposure, which may maintain its active state. Mutations in FERTILIZATION-INDEPENDENT ENDOSPERM(TaFIE) and SET DOMAIN GROUP 8/EARLY FLOWERING IN SHORT DAYS(TaSDG8/TaEFS), components of the writer complex for H3K27me3 and H3K36me3, respectively, affected flowering time. Intriguingly, VRN1 lost its high expression after the cold exposure memory in the absence of H3K36me3. During embryo development,VRN1 was silenced with the removal of active histone modifications in both winter and spring wheat, with selective restoration of H3K27me3 in winter wheat. The mutant of Tafie-cr-87, a component of H3K27me3 “writer” complex, did not influence the silence of VRN1during embryo development, but rather attenuated the cold exposure requirement of winter wheat. Integrating gene expression with H3K27me3 and H3K36me3 patterns identified potential regulators of flowering. This study unveils distinct roles of H3K27me3 and H3K36me3 in controlling vernalization response, maintenance, and resetting in winter wheat.

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基层医院中药房中药饮片质量管理问题分析及改进措施

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中外医药研究 2024年第15期3卷 165-167页

作者：张显胜平度市第五人民医院山东平度266742

中药饮片的质量安全与患者用药安全关系密切。现阶段,部分基层医院中的中药饮片存在炮制不规范、掺杂、增重等质量问题,中药饮片质量管理存在不足。因此,需要医院管理者及基层医院中医药相关从业人员关注中药饮片质量,避免出现药物质量... 详细信息

中药饮片的质量安全与患者用药安全关系密切。现阶段,部分基层医院中的中药饮片存在炮制不规范、掺杂、增重等质量问题,中药饮片质量管理存在不足。因此,需要医院管理者及基层医院中医药相关从业人员关注中药饮片质量,避免出现药物质量问题,影响药物疗效。该文分析平度市基层医院中药饮片在储存、养护、采购、验收等工作中发现的质量问题,并针对现存问题提出改进措施,促进中药饮片质量提高,从而保证临床疗效及患者用药安全。

关键词：中药饮片质量管理问题改进措施

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习仲勋对统一战线的探索、丰富和创新

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上海市社会主义学院学报 2024年第2期208卷 99-114页

作者：张献生中共中央统战部北京100800

习仲勋是中国共产党、人民军队卓越的政治工作领导人,长期担任地方和中央的领导职务,是党的统一战线工作的卓越领导者、模范执行者和实践探索者。在革命、建设和改革各个时期,习仲勋倾注大量心血致力于党的统一战线工作,在统一战线的基... 详细信息

习仲勋是中国共产党、人民军队卓越的政治工作领导人,长期担任地方和中央的领导职务,是党的统一战线工作的卓越领导者、模范执行者和实践探索者。在革命、建设和改革各个时期,习仲勋倾注大量心血致力于党的统一战线工作,在统一战线的基础理论、重要领域、方式方法、实践运用等方面,提出了许多真知灼见和独到见解,丰富、发展和创新了党的统一战线思想理论,对做好新时代党的统战工作,在强国建设、民族复兴中充分发挥凝心聚力的重要法宝作用,提供了深刻启示和重要遵循。

关键词：习仲勋统一战线深刻启示

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统战思维:中国共产党治国理政的政治智慧

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统一战线学研究 2024年第4期8卷 13-21页

作者：张献生中共中央统战部北京100800

统战思维是中国共产党在领导中国革命、建设和改革事业中形成的思维定式,集中反映中国共产党的基本战略,在中国人民实现站起来、富起来、强起来的历史进程中发挥了重要作用。统战思维的实质是中国共产党运用统一战线的方式,最广泛地凝... 详细信息

统战思维是中国共产党在领导中国革命、建设和改革事业中形成的思维定式,集中反映中国共产党的基本战略,在中国人民实现站起来、富起来、强起来的历史进程中发挥了重要作用。统战思维的实质是中国共产党运用统一战线的方式,最广泛地凝聚人心、共识、智慧和力量,处理错综复杂的革命、建设和改革问题,努力实现善治和良政。团结思维、共识思维、协商思维、底线思维、共赢思维,构成了统战思维的基本内涵。正确处理一致性与多样性、团结与斗争、原则性与灵活性、固守圆心与凝聚共识的关系,则是统战思维的内在要求和实践运用。统战思维对于坚持中国共产党领导,充分发挥统一战线的强大法宝作用,最广泛地团结海内外中华儿女,为推进中国式现代化、实现中华民族伟大复兴凝心聚力,具有重要的理论和实践意义。

关键词：统一战线统战思维团结思维共识思维协商思维底线思维共赢思维

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溶解有机氮组分对莱州湾硅藻-甲藻演变的影响及其动力学研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第8期54卷 83-97页

作者：于坤隆李敏赵宇张现盛李克强中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100

本文针对莱州湾硅藻向甲藻优势种群演替的潜在问题,设置岸基培养实验,研究溶解有机氮(DON)及其亲水和疏水组分在不同氮磷比条件下对浮游植物群落结构的影响。结果表明,初始无机态氮磷营养盐浓度不受限实验条件下,硅藻(菱形藻(Nitzchia s... 详细信息

本文针对莱州湾硅藻向甲藻优势种群演替的潜在问题,设置岸基培养实验,研究溶解有机氮(DON)及其亲水和疏水组分在不同氮磷比条件下对浮游植物群落结构的影响。结果表明,初始无机态氮磷营养盐浓度不受限实验条件下,硅藻(菱形藻(Nitzchia spp.)、扁面角毛藻(Chaetoceros compressus)等)因更强的溶解无机氮(DIN)亲和力(吸收速率常数/半饱和常数)而成为优势藻;高氮磷比和疏水性DON实验条件下,甲藻(塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense))因对DON具有更强的亲和力而在培养后期演变为优势藻。三维荧光光谱和酶活性分析表明,高腐质化指数(HIX=1.17)的DON疏水性组分含有较高占比的类腐殖质C峰(27.0%)和M峰(16.1%),以及高氮磷比条件下DON微生物降解速率慢等原因,是促进甲藻以DON类腐殖质组分为氮源生长的内在原因;而高生物指数(BIX=1.29)的DON亲水组分含有高占比的类蛋白质吸收峰T1峰(42.5%)和B峰(33.6%),以及低氮磷比条件下DON微生物降解速率快等原因,是促进硅藻以DON类蛋白质组分为氮源生长的内在原因,这也反映在硅藻高活性表达的类氨酸氨肽酶上。

关键词：硅/甲藻演变溶解有机氮氮磷比莱州湾亲/疏水组分

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二氧化芯块结构设计改进研究进展

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核科学与工程 2024年第3期44卷 595-601页

作者：张显生严岩付浩任森章捷王伟宁中广核研究院有限公司广东深圳518031 生态环境部核与辐射安全中心北京102401 国家知识产权局专利局光电技术发明审查部北京100088

二氧化铀芯块的性能关系着核电厂的安全经济运行,其性能改进与提升受到了核燃料行业的持续关注。除工艺优化、掺杂改良之外,芯块的结构设计改进也是提升性能的重要方向。通过对二氧化铀芯块结构设计改进研究的综述,简要评述各改进方向... 详细信息

二氧化铀芯块的性能关系着核电厂的安全经济运行,其性能改进与提升受到了核燃料行业的持续关注。除工艺优化、掺杂改良之外,芯块的结构设计改进也是提升性能的重要方向。通过对二氧化铀芯块结构设计改进研究的综述,简要评述各改进方向的设计特点和性能提升情况,并在此基础上展望二氧化铀芯块结构设计改进的未来发展趋势。

关键词：二氧化燃料芯块结构设计导热插件

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