精确工程化植物转录调控对基础研究和应用都至关重要。天然启动子受进化限制，模块化、可调性和可预测性不足。合成启动子由明确顺式调控元件组成，可招募基因特异性转录因子和通用转录机器，实现精细转录控制。本综述系统总结植物合成启动子的设计与应用，涵盖核心、近端和远端启动子结构，以及启动子语法（基序身份、与转录起始位点距离、间距、螺旋相位、方向...
实时监测植物水分状态对数字灌溉和提高水分生产率至关重要。本研究比较了三种可连续评估植物水分状态的生物传感器：树干微张力计（MT）、树干时域反射（TDR）和LVDT传感器。在夏秋季（DOY 150–300），油桃树依次接受基于土壤管理允许亏缺（MAD）的四种灌溉处理：MAD10（轻度亏缺）、MAD50（中度亏缺）、MAD100（重度亏...
核能有望在未来数十年扩大应用，但核电站泄漏产生的伽马辐射需要长期环境监测。现有机械辐射传感器存在供应有限、依赖电源和需人员进入危险区域等缺点。为此，作者利用合成生物学在马铃薯中构建了一种可检测低剂量电离辐射的植物生物传感器（phytosensor）。该系统将剂量响应开关整合到马铃薯基因组中，利用植物内源DNA损伤应答（DDR）通路感...
病毒辅助递送CRISPR/Cas系统是植物基因组编辑的有前景策略。CRISPR/Cas9应用最广，但其较大尺寸难以装入包装容量有限的病毒载体。为解决该问题，作者开发了基于split inteins的策略，将CRISPR/Cas9所需组分分割到双载体系统中；共感染后，CRISPR/Cas在细胞内重组为活性形式，从而实现植物细胞中的靶向...
CRISPR/Cas已成为多种物种基因工程中最可靠的系统，但围绕其可能引发意外DNA改变的风险日益增加，因此开发能够检测并报告生物系统中活性CRISPR/Cas工具存在的系统十分必要。本研究开发了四种实时检测系统，可自发指示植物中用于基因编辑和基因调控的活性CRISPR-Cas工具，包括CRISPR/Cas9核酸酶、碱基编辑、先导编...
超氧阴离子（O2-）及其他活性氧（ROS）在多种生物与非生物胁迫中产生。不同 ROS 可诱导不同转录响应，因此 ROS 响应标记基因和启动子-报告基因融合被提出作为间接检测 ROS 并区分不同 ROS 的方法。为评估超氧阴离子这一关键胁迫信号分子的潜在标记物，本研究用 qRT-PCR 检测拟南芥暴露于常见 ROS 诱导剂——甲基紫精...
高等植物是支持人类在太空长期驻留策略的重要组成部分。太空温室有望实现氧气、水和食物的闭环再生。能够在这些系统内实时远程监测作物状态的植物监测系统，可帮助操作人员及时干预，确保系统产量与可靠性。一种植物健康监测技术是利用报告基因驱动荧光蛋白，作为植物胁迫的生物传感器。2006年，首个绿色荧光蛋白（GFP）成像原型系统部署于加拿大高北极...
重金属在环境中积累对动植物构成风险，但监测潜在累积点存在规模与经济挑战。本研究提出并测试了一种基于植物荧光共振能量转移（FRET）变化响应锌（Zn）积累的方法，以植物体内锌水平作为环境健康代理。作者将植物锌转运蛋白两端融合荧光蛋白，构建 ProPtZNT1-DsRed-PtZNT1-ECFP（PRZC）嵌合蛋白，并转入拟南芥和杨树两...