科学家揭示了植物次生代谢物如何影响农业可持续化生产
现代农业面临着一大重要挑战：如何在不增加额外外部营养物输入的情况下提高农作物的产量并同时维持生产的可持续性？2023年8月1日，一项题为《依赖植物次生代谢物的植物-土壤反馈可提高田间作物产量》（Plant secondary metabolite-dependent plant-soil feedbacks can improve crop yield in the field）的研究，提供了另一种思路。该研究由一支瑞士的科学家研究团队领导，发表于生命科学和生物医学科学领域的著名期刊eLife上。
植物-土壤反馈（Plant-Soil Feedbacks，PSFs），指的是在植物生长过程中影响其周围土壤的生物和非生物特性的过程，大致分为正面反馈和负面反馈。正面反馈指当一种植物种植在之前种植过类似种类植物的土壤中时生长能力增强的情况；而负面反馈指当一种植物在上述情景中时生长能力降低的情况。
在这项研究中进行的为期两年的农田实验中，研究团队从一种主要在玉米生长过程中生成的源自靛基质（indole）的含酚类化合物（Benzoxazinoids）出发，在试验田种植了两种玉米：野生玉米和由于基因突变而导致含酚类化合物分泌更少的玉米，随后在玉米收割后的土地上种植了小麦，来观察在两种土壤条件下的小麦生长、杂草覆盖、虫害情况、产量和作物质量并辅以量化分析，以期弄清楚这类从作物根系生成的化学物质如何影响土壤养分和作物生长情况。
从研究结果来看，在种植玉米时释放的含酚类化合物影响下的土壤可以在小麦生长期间提高小麦植株的叶绿素含量、植株高度、小麦植株数量和出苗率等指标，从而提高了小麦最后的作物产量。这表明含酚类化合物可以有效地增加小麦生长和出产的整体数量和质量。在病虫害和杂草水平方面，虽然含酚类化合物的存在并没有显著减少杂草的分布，但却显著减少了小麦植株上的害虫数量。这表明土壤中的含酚类化合物可以在小麦生长过程中减少害虫的侵害。
也就是说，研究结果显示，合理利用植物-土壤反馈机制或将是未来发展可持续农业的一种颇有前景的方法。植物次生代谢产物及其降解产物可以加强抗虫害和病毒的能力，并能提高后续作物的生长质量和粮食产量。而在合理轮作的情况下，4%到5%的作物产量提升就相当于通常情况下两年以上的育种时间所达成的产量增益，而这还是在没有额外营养物等化学物质输入的情况下达成的。
研究团队提到，今后的研究可以考虑设计适用于这些特性的作物品种。在农田中进一步评估其他作物对含酚类化合物的反应，以及研究结果在不同时间点和不同地区之间的普遍性和适用性。此外，更好地理解含酚类化合物生成的遗传基础，有助于增强土壤中此类物质的释放。这将有助于进一步发掘植物-土壤反馈在发展可持续农业方面的潜力。而同时，理解土壤中化学和微生物指纹（Chemical and microbial fingerprint）所指向的重要指标可以有效帮助规划农业生态学意义上合理的轮作。
编者注：土壤中的化学和微生物指纹，是指一份土壤样本中抓取到的特有化学和微生物成分，一般这些特有成分会指向取样土壤的基本组成元素和生物类型。
图1：此项研究的基本流程 / 图源：eLife
图2：两种土壤条件下的小麦熟成情况 / 图源：eLife
（文章仅供资讯参考，不代表平台观点。）
译者：梁弘尚审核：Samantha编辑：Irene
——译者系中国生物多样性保护与绿色发展基金会（CBCGDF）国际部与北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院（BNU-HKBU UIC）全球化与发展（GAD）专业联合发起的“可持续发展人才培养计划”的学生
参考资料见“海洋与湿地”公众号
现代农业面临着一大重要挑战：如何在不增加额外外部营养物输入的情况下提高农作物的产量并同时维持生产的可持续性？2023年8月1日，一项题为《依赖植物次生代谢物的植物-土壤反馈可提高田间作物产量》（Plant secondary metabolite-dependent plant-soil feedbacks can improve crop yield in the field）的研究，提供了另一种思路。该研究由一支瑞士的科学家研究团队领导，发表于生命科学和生物医学科学领域的著名期刊eLife上。
植物-土壤反馈（Plant-Soil Feedbacks，PSFs），指的是在植物生长过程中影响其周围土壤的生物和非生物特性的过程，大致分为正面反馈和负面反馈。正面反馈指当一种植物种植在之前种植过类似种类植物的土壤中时生长能力增强的情况；而负面反馈指当一种植物在上述情景中时生长能力降低的情况。
在这项研究中进行的为期两年的农田实验中，研究团队从一种主要在玉米生长过程中生成的源自靛基质（indole）的含酚类化合物（Benzoxazinoids）出发，在试验田种植了两种玉米：野生玉米和由于基因突变而导致含酚类化合物分泌更少的玉米，随后在玉米收割后的土地上种植了小麦，来观察在两种土壤条件下的小麦生长、杂草覆盖、虫害情况、产量和作物质量并辅以量化分析，以期弄清楚这类从作物根系生成的化学物质如何影响土壤养分和作物生长情况。
从研究结果来看，在种植玉米时释放的含酚类化合物影响下的土壤可以在小麦生长期间提高小麦植株的叶绿素含量、植株高度、小麦植株数量和出苗率等指标，从而提高了小麦最后的作物产量。这表明含酚类化合物可以有效地增加小麦生长和出产的整体数量和质量。在病虫害和杂草水平方面，虽然含酚类化合物的存在并没有显著减少杂草的分布，但却显著减少了小麦植株上的害虫数量。这表明土壤中的含酚类化合物可以在小麦生长过程中减少害虫的侵害。
也就是说，研究结果显示，合理利用植物-土壤反馈机制或将是未来发展可持续农业的一种颇有前景的方法。植物次生代谢产物及其降解产物可以加强抗虫害和病毒的能力，并能提高后续作物的生长质量和粮食产量。而在合理轮作的情况下，4%到5%的作物产量提升就相当于通常情况下两年以上的育种时间所达成的产量增益，而这还是在没有额外营养物等化学物质输入的情况下达成的。
研究团队提到，今后的研究可以考虑设计适用于这些特性的作物品种。在农田中进一步评估其他作物对含酚类化合物的反应，以及研究结果在不同时间点和不同地区之间的普遍性和适用性。此外，更好地理解含酚类化合物生成的遗传基础，有助于增强土壤中此类物质的释放。这将有助于进一步发掘植物-土壤反馈在发展可持续农业方面的潜力。而同时，理解土壤中化学和微生物指纹（Chemical and microbial fingerprint）所指向的重要指标可以有效帮助规划农业生态学意义上合理的轮作。
编者注：土壤中的化学和微生物指纹，是指一份土壤样本中抓取到的特有化学和微生物成分，一般这些特有成分会指向取样土壤的基本组成元素和生物类型。
图1：此项研究的基本流程 / 图源：eLife
图2：两种土壤条件下的小麦熟成情况 / 图源：eLife
（文章仅供资讯参考，不代表平台观点。）
译者：梁弘尚审核：Samantha编辑：Irene
——译者系中国生物多样性保护与绿色发展基金会（CBCGDF）国际部与北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院（BNU-HKBU UIC）全球化与发展（GAD）专业联合发起的“可持续发展人才培养计划”的学生
参考资料见“海洋与湿地”公众号
#色彩美学计划/迈进知识的海洋～～～去探索书中描绘的世界，读一字一句的精神食粮
你喜欢中国风吗？
喜欢国风中的色彩和搭配技巧吗？
今天给大家推荐的一本书——《中国传统色-故宫里的色彩美学》，如果你是设计相关专业或者是美学的爱好者，这本书一定不要错过。
中国传统色
书籍简介
这本书展现了前所未有的中国色彩文化传承，读之重获中国传统色之美。
中国古代汉语中颜色词的丰富代表了华夏文明的进化高度。
丰富的颜色词由诗词、典籍、史书、字书、药典、佛经等传承至今，但散漫难寻，《中国传统色》梳理、归纳384种中国传统色色名，有据可查，有典可寻。
又从十几万件故宫馆藏文物中，根据24节气72物候精选96件应时应节应色的文物，以手绘方式复原、呈现文物被磨损的色彩，提取中国传统色色谱。
书籍特点
以色彩连接中华文化的方方面面——织染、天象、地理、矿物、植物，不一而足。
帛青经缥纬。一曰育阳染也”，这种经线为靛、纬线为缥的织物织法和颜色与当今牛仔布一样。
《史记·天官书》讲 “辰星之色：春，青黄；夏，赤白；秋，青白；冬，黄而不明”，四时星辰之色竟然有这样大的不同。
中国传统色
适合人群
文章开篇就提到，如果你是从事设计相关专业、热爱美学、喜欢古典中国风的朋友，这本书一定是个不错的选择。
设计、绘画相关行业强需求！设计师与画师对色彩有职业的偏好，书中的每一种传统色都标注了CMYK和RGB色值，书末附有完整中国传统色色谱，并额外赠送24节气色色卡；本书由雅昌承印，色彩校订专业。契合专业人士与爱好者的根本需求。
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丰富的颜色词由诗词、典籍、史书、字书、药典、佛经等传承至今，但散漫难寻，《中国传统色》梳理、归纳384种中国传统色色名，有据可查，有典可寻。
又从十几万件故宫馆藏文物中，根据24节气72物候精选96件应时应节应色的文物，以手绘方式复原、呈现文物被磨损的色彩，提取中国传统色色谱。
书籍特点
以色彩连接中华文化的方方面面——织染、天象、地理、矿物、植物，不一而足。
帛青经缥纬。一曰育阳染也”，这种经线为靛、纬线为缥的织物织法和颜色与当今牛仔布一样。
《史记·天官书》讲 “辰星之色：春，青黄；夏，赤白；秋，青白；冬，黄而不明”，四时星辰之色竟然有这样大的不同。
中国传统色
适合人群
文章开篇就提到，如果你是从事设计相关专业、热爱美学、喜欢古典中国风的朋友，这本书一定是个不错的选择。
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#每天一个专业小知识#
“青黛画眉红锦靴”中的青黛是什么？
青黛也称靛花、青蛤粉，为爵床科植物马蓝，蓼科植物蓼蓝或十字花科植物菘蓝的叶或茎叶经加工制得的干燥粉末、团块或颗粒。古代常用作颜料，渐渐发现其拥有很好的药效，随即入药。
青黛微有草腥气，味淡，性咸寒。具有清热解毒、凉血消斑、清肝泻火、定惊之效。
青黛具有多种药理作用。研究发现，青黛含靛蓝和靛玉红。抗癌有效成分靛玉红，对动物移植性肿瘤有中等强度的抑制作用；青黛煎剂对金黄色葡萄球菌、炭疽杆菌、志贺氏痢疾杆菌、霍乱弧菌等有抗菌作用；靛蓝有一定保肝作用。除此之外，青黛还具有抗炎镇痛，以及促进胸腺T淋巴细胞和脾脏T淋巴细胞增殖等作用。
近年来随着实验技术的发展，青黛有效成分的多种衍生物也逐渐被合成，造福人类。
（图源网络）
“青黛画眉红锦靴”中的青黛是什么？
青黛也称靛花、青蛤粉，为爵床科植物马蓝，蓼科植物蓼蓝或十字花科植物菘蓝的叶或茎叶经加工制得的干燥粉末、团块或颗粒。古代常用作颜料，渐渐发现其拥有很好的药效，随即入药。
青黛微有草腥气，味淡，性咸寒。具有清热解毒、凉血消斑、清肝泻火、定惊之效。
青黛具有多种药理作用。研究发现，青黛含靛蓝和靛玉红。抗癌有效成分靛玉红，对动物移植性肿瘤有中等强度的抑制作用；青黛煎剂对金黄色葡萄球菌、炭疽杆菌、志贺氏痢疾杆菌、霍乱弧菌等有抗菌作用；靛蓝有一定保肝作用。除此之外，青黛还具有抗炎镇痛，以及促进胸腺T淋巴细胞和脾脏T淋巴细胞增殖等作用。
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