睡莲可能会扮演我们对抗真菌病原体时的超级英雄

睡莲可能会扮演我们对抗真菌病原体时的超级英雄官方数据显示，每年约有8000名美国人死于真菌感染，但这一数字可能要高得多，因为许多病例未被诊断出来，而且作为一种"机会性病原体"，真菌可以攻击衰弱的免疫系统，导致复杂的并发症。世界卫生组织去年呼吁对真菌病原体给予紧急关注，因为在气候变化的刺激下，真菌病原体正变得越来越普遍，威胁也越来越大。不过，也有一些好消息。俄克拉荷马大学（UO）的科学家们可能在一种睡莲或荷花中发现了一种分子，可以抵御真菌感染。俄克拉荷马大学道奇家族文理学院化学与生物化学系教授罗伯特-西切维奇（RobertCichewicz）说："让我们感到兴奋的分子叫做persephacin。这一抗真菌发现似乎能对广谱的传染性真菌起作用，而且它对人体细胞无毒，这一点非常重要，因为目前的许多治疗方法都对人体有毒。"研究真菌长达二十年的Cichewicz指出，植物为抵御攻击而开发的策略可能是我们抵御病原体威胁的最佳选择。与细菌一样，病原真菌也能快速适应和规避现有的治疗方法；在生物进化的'军备竞赛'中，这是一项令人印象深刻的壮举，科学界不得不奋起直追。Cichewicz说："真菌遍布植物界，植物和真菌经常一起工作。"其中一些真菌会杀死竞争对手，或阻止昆虫啃食植物。我们假设，如果这些居住在植物中的真菌（被称为内生菌）能够通过杀死入侵的真菌来帮助植物抵御感染，那么这些分子或许也能保护人类和动物免受真菌病原体的侵害。事实证明，我们是对的。"虽然它可能不是一颗银弹，但persephacin抵御真菌感染的能力是科学家们在这一令人沮丧的领域取得的一项有希望的进展。Cichewicz说："抗真菌抗药性不断演变，这可能会提供一种新的选择。这就是为什么这种分子如此令人兴奋。"这项研究发表在《天然产品杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375745.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375745.htm

通过叶片测量根系长度的新方法可帮助提高作物产量

通过叶片测量根系长度的新方法可帮助提高作物产量深根植物比浅根植物更耐旱，因为它们的长根能够进入地下水位，而短根无法进入地下水位。深根植物也更善于吸收氮等养分，而这些养分往往会随着雨水或灌溉水深入土壤。还有一个减少温室气体排放的好处是，植物的根扎得越深，其捕获的大气二氧化碳在土壤中锁定的时间就越长。这是因为二氧化碳是由叶片吸收并带入根部的。出于这些原因和其他原因，作物科学家一直在努力培育根系更深的作物新品种。目前，检查根系长度的标准方法是在试验地里挖出多株植物，然后用卷尺测量它们的根系。这个过程不仅费时费力，而且在研究后期无法再次测量这些植物的根系，因为它们不会被重新种植。这就是LEADER的由来。LEADER是"LeafElementAccumulationfromDEepRoot"的缩写，这种根部测量方法是由宾夕法尼亚州立大学的乔纳森-林奇教授及其同事创造的。这项技术的基础是，在任何给定的农田里，不同的矿物质和其他元素存在于土壤的不同深度。当植物的根系向下生长到土壤中时，就会吸收这些元素，并将其带入叶片。因此，通过观察叶片中含有哪些土壤元素，就可以知道根系目前已经向下生长了多远。当然，你首先需要知道哪些元素位于哪个深度，这可以通过采集和分析有关田地的初始土壤核心样本来确定。LEADER运作示意图宾夕法尼亚州立大学在这项研究中，林奇的团队在全美四个地点种植了30个不同基因的玉米品系，并在六年时间里对这些地点的土壤和叶片进行了检测。叶片分析是在现场使用手持式X射线荧光分光光度计进行的。对于根系长度在30厘米（1英尺）或更长的植物，LEADER的精确度与传统的根系测量技术不相上下。尽管如此，在某些试验地块中，不同土壤深度的不同天然元素之间可能没有明确的界限。在这种情况下，可以在种植作物之前，将锶等"示踪元素"埋入已知深度的土壤中。一旦锶开始在叶片中出现，作物科学家就会知道根系已经到达了那个深度。重要的是，虽然研究中使用的是玉米，但LEADER应该适用于所有类型的植物。"要培育根系更深的作物，你需要观察成千上万株植物。把它们挖出来既费钱又费时，因为有些根系深达两米或更深，"林奇说。"每个人都想要深根作物--但直到现在，我们还不知道如何获得它们。"有关这项研究的论文最近发表在《作物科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425017.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425017.htm

世卫组织首次发布威胁健康的真菌名单

世卫组织首次发布威胁健康的真菌名单世界卫生组织（WHO）发布了一份报告，其中列举了有史以来第一份真菌"优先病原体"名单，涵盖对公共卫生构成最大威胁的19种真菌目录。世卫组织的真菌优先病原体名单（FPPL）是全球首次系统地对真菌病原体进行优先排序的努力，考虑了未满足的研究和开发（R&D）需求以及认为的公共卫生重要性。这份报告是基于澳大利亚悉尼大学领导的研究。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1330985.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1330985.htm

科学家通过在田间施用固碳用岩尘以提高作物产量并减少温室气体

科学家通过在田间施用固碳用岩尘以提高作物产量并减少温室气体在自然状态下，岩石在环境中分解时会自然吸收大气中的二氧化碳。岩石碎裂成的块数越多，可用于固碳的总表面积就越大，因此可吸收的二氧化碳量也就越大。然而，大多数岩石需要很长时间才能自行碎裂成小块。此外，为了让所有这些碎块都能吸收二氧化碳，它们必须分布在一个大范围内，全部暴露在大气中。这就是强化岩石风化的作用所在。该工艺是用机械将岩石粉碎成粉尘状，然后将其撒在农田里。农民不一定要花费额外的时间来做这些工作，因为这些粉尘可以与已经施用在农田里的肥料或其他添加剂一起撒播。在2020年的研究中确定，如果在全球范围内实施强化岩石风化，每年可从大气中吸收多达20亿吨（约22亿吨）二氧化碳。这比全球航空和海运每年排放的二氧化碳总和还要多得多。这些岩石可以从采矿作业等渠道获得，农民可以得到经济激励，在他们的田地里使用这些粉尘。如果仅靠金钱还不够，那么提高产量的承诺可能会有所帮助。迪米塔-埃皮霍夫博士在一块试验田里视察大豆IlsaKantola，加州大学洛杉矶分校这项新研究在伊利诺伊大学能源农场进行，为期四年，研究对象是轮流种植玉米和大豆的田块。这些田地中的一些地块未经处理，作为对照组，而其他地块则每年以每公顷50吨（45吨）的比例施用玄武岩粉尘。最终发现，经过处理的地块产量比对照地块高出12%至16%。这一结果主要是由于玄武岩提高了土壤的pH值，进而增强了植物吸收土壤中已有养分的能力。此外，玄武岩在土壤中分解时，自身也释放出磷、钾和钙等养分。此外，经过玄武岩处理的地块上的植物含有更多的微量和大量营养元素，从而提高了它们对人类和牲畜的营养价值。固碳效果也得到了证实--现在人们相信，施用碎石粉每年每公顷可以清除大气中大约三到四吨的二氧化碳。首席科学家、谢菲尔德大学戴维-比尔林（DavidBeerling）教授说："我们用来之不易的数据证明了增强风化法在现实世界中的碳清除潜力。这是了解这项技术在减缓气候变化的同时提高产量和改善土壤健康的巨大潜力方面迈出的一大步"。有关这项研究的论文最近发表在《美国国家科学院院刊》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425844.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425844.htm

试验发现种植玉米作物会促进土壤微生物的生长而提高小麦产量

试验发现种植玉米作物会促进土壤微生物的生长而提高小麦产量玉米植物在生长过程中，根部会释放出一种叫做苯并恶嗪的化学物质。这些化学物质沉积在土壤中，反过来又会影响有益细菌和真菌的生长。即使在植物收割后，这些微生物仍会留在土壤中。伯尔尼大学之前进行的研究显示，实验室测试表明，如果在以前种植玉米的土壤中种植小麦植物，它们的生长情况比对照植物更好。在马蒂亚斯-埃尔布（MatthiasErb）和克劳斯-施莱比（KlausSchläppi）教授的带领下，该大学的一个科学家小组最近开始研究在实际农业环境中是否会出现同样的效果。为此，他们在试验地里种植了两种玉米--一种是正常玉米，另一种则经过改良，不产生苯并恶嗪类物质。这些作物收获后，他们又在相同的地块上种植了三种冬小麦。在两年的时间里，人们发现，在增产苯并恶嗪的土壤中种植的小麦产量提高了4%。此外，这些小麦的虫害也较少。虽然还需要进行更多的研究，但希望这些发现最终能减少化肥和杀虫剂的使用。埃尔布说："4%的增产听起来可能并不惊人，但考虑到在不增加投入的情况下提高小麦产量已变得多么具有挑战性，这仍然具有重大意义。不过，由于产量还取决于许多其他因素，这种效果是否真的会对整体农业生产率和可持续性产生重大影响还有待观察"。最近发表在《eLife》杂志上的一篇论文介绍了这项研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376477.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376477.htm

附着于叶片的贴片可监测作物疾病和环境压力因素

附着于叶片的贴片可监测作物疾病和环境压力因素植物病害每年导致约20%至40%的农作物损失，不仅导致粮食产量减少，而且导致物种多样性减少，更不用说疾病控制的成本。据联合国粮食及农业组织估计，2030年将有近6.7亿人（占世界人口的8%）营养不良。智能农业，即利用创新技术提供有关水、土壤类型和疾病等重要因素的信息，作为确保全球粮食安全的一种手段已经获得关注。能够提供实时、无创监测的植物穿戴式传感器并不是一个新事物。但现有的传感器能监测的范围有限，灵敏度低，而且不能发现特定的疾病。考虑到保持作物健康的重要性，北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种更先进的电子贴片，直接放在植物的叶子上，监测病原体感染和环境压力。这种贴片很小--只有1.2英寸（30毫米）长--由一种含有传感器和银纳米线电极的柔性材料制成。它们被放置在植物的叶子下面，那里有更多的气孔，即让植物"呼吸"的孔。这些贴片是早期版本的升级版，通过测量挥发性有机化合物来检测植物疾病。该研究的共同通讯作者朱勇说："新的贴片集成了额外的传感器，使它们能够监测温度、环境湿度以及植物通过其叶片'呼出'的水分数量。"为了测试他们的新补丁，研究人员转向了不起眼的西红柿，这是消费最广泛的农产品之一。茄科植物容易受到许多病原体的影响，包括真菌、病毒和细菌，这些病原体会大大降低作物产量和水果质量。温室中的番茄植株感染了三种病原体：番茄斑萎病毒（TSWV）；早疫病，一种真菌感染；以及晚疫病，由一种叫做卵菌的真菌类病原体引起。这些植物还被暴露在非生物（非生活）压力下，如过度浇水、干旱、缺乏光照和高盐度。这项研究的共同通讯作者魏青山说："这很重要，因为种植者越早发现疾病或真菌感染，他们就越有能力限制疾病的传播并保护他们的作物。此外，种植者越能快速识别非生物压力，如被盐水入侵污染的灌溉水，他们将能更好地应对相关挑战并提高作物产量。"在试验了各种传感器的组合后，研究人员使用机器学习模型分析了他们的数据，以确定何种组合能更有效地识别疾病和压力。该模型证实，要做到最有效，至少需要三个传感器。"我们检测所有这些挑战的结果是全面的，"魏青山说。"例如，我们发现，在一个补丁上使用三个传感器的组合，我们能够在植物首次被感染后四天检测到TSWV。这是一个重要的优势，因为西红柿通常在10到14天内不会显现感染TSWV的任何症状"。研究人员说，他们接近于创造一个作物种植者可以使用的补丁。他们打算制作无线贴片，然后在温室外的田间进行测试，以确保它们在真实世界的条件下发挥作用。朱勇说："我们目前正在寻找工业和农业合作伙伴，帮助我们推进这项技术的开发和测试。"这可能是一个重大的进步，帮助种植者防止小问题变成大问题，并帮助我们以一种有意义的方式解决粮食安全挑战。"这项研究发表在《科学进展》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354529.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354529.htm