【光伏新技术赋予“太阳能农场”新含义】在干旱气候下种植粮食作物是一项能源密集型工作。例如，沙特阿拉伯拥有巨大的油池和水池，研究人员发现，水凝胶加上太阳能电池板可以将阳光转化为能量。

沙特阿拉伯国王阿卜杜拉理工大学（KAUT）的研究人员现在报告了一种更可持续和低成本的解决方案，从充足的空气中产生足够的水来种植作物，同时也生产电力。该系统将一种独特的水凝胶集成到硅光伏板中，同时吸收阳光和空气中的水分。

概念验证系统的演示表明，在沙特阿拉伯6月的酷热中，它可以将菠菜种子发芽长成小苗。研究结果发表在《细胞报告物理科学》杂志上。

KAUST环境科学与工程教授Peng Wang表示，这项工作为偏远地区的off-grid社区和干旱地区的小型农场解决水和能源短缺提供了一条有希望的途径。“我们的技术提供了一种分散的方法，通过一个装置同时生产电、水和作物，这将有助于实现联合国的可持续发展目标。”

该系统由放置在小型光伏板下的一层水凝胶组成，两块光伏板都位于一个金属盒内。当相对湿度较高时，在晚上和夜里将该盒打开12小时，以使水凝胶从空气中捕获水蒸气。

当太阳升起时，光伏板开始发电，同时也产生大量废热。热量蒸发了水凝胶中的水分。当水蒸气在金属箱中积聚时，它会凝结成水，可以收集起来灌溉植物。最近的一项研究表明，这种太阳能热驱动的集水可以在全球一些相对湿度低至20%的最干旱地区工作。

该系统的一个好处是，它不消耗太阳能电池板产生的任何电力，为off-grid和偏远社区提供电力和水。另一个好处是，当水凝胶从太阳能电池板吸走热量时，它们会被冷却，发电效率会略微提高2%。这种共生效益让人想起印度的太阳能运河，在那里，放置在运河上的太阳能电池板可以更有效地运行，同时减少水的蒸发。

Wang说，改造现有的光伏阵列来生产水应该是可行的。“需要将水凝胶水蒸气吸附剂放置在PV的背面，然后在背面放置一个外壳来冷凝水蒸气以产生淡水。”

他和他的同事在2021年6月测试了室外的原型系统来种植作物两周。该系统每天平均每平方米太阳能电池板产生0.6升水。在两周内，用该系统灌溉的60颗菠菜种子中有57颗发芽并长到18厘米。

如果盒子在白天保持打开状态，让水凝胶不断吸收水分蒸发以冷却电池板，那么产水量会下降，但光伏效率会提高10%。Wang说，根据需要，灵活的系统可以在生产更多的水或电之间切换。

下一步需要对带有大型太阳能电池板的全尺寸系统进行测试。该团队也在解决材料和设计上的其他问题。例如，在试验期间，从地面反射的强烈阳光以及光伏板的高温使水凝胶退化。

“我们正在努力寻找更便宜的材料，具有更好的集水能力和稳定性，”Wang说，“为了使这种系统得到广泛引用，生产成本必须大幅降低。我们还没有做到这一点。我们正在努力优化系统的性能，同时逐步以经济的方式扩大其规模。”

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【植物生长素响应因子MdARF2基因介导#苹果#对ABA和盐胁迫的响应】植物生长素响应因子(Auxin response factors, ARF) 通过与生长素响应元件(Auxin response element, AuxREs)直接结合介导生长素响应基因的转录，在整个植物生长发育过程中发挥着关键作用。然而，ARFs在植物尤其是苹果中对非生物胁迫中的作用研究较少。本研究从“Royal Gala” (Malus× domestica Borkh.)皇家嘎啦苹果品种中克隆了一个生长素应答因子基因MdARF2 (HF41569)。系统发育分析表明，ARF2蛋白在不同物种间高度保守，MdARF2与PpARF2的亲缘关系最接近，但两者在DNA水平上存在差异。MdARF2蛋白包含三个典型的保守结构域:B3-DNA结合结合域、Auxin_resp结构域和AUX_IAA结构域。亚细胞定位分析表明，MdARF2定位于细胞核。蛋白质的三维结构预测表明，MdARF2与AtARF2高度相似，包含螺旋、折叠和无规则卷曲。MdARF2启动子含有顺式作用元件，用于响应各种胁迫、环境和激素信号。表达分析表明，MdARF2广泛表达于苹果各组织中，在根部表达量最高。通过对MdARF2转基因苹果愈伤组织的功能分析表明，MdARF2可以降低苹果对ABA信号的敏感性，增强其耐盐性。综上所述，本研究为研究arf对非生物胁迫的调控提供了新的依据。
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引用本文 >WANG Chu-Kun, ZHAO Yu-Wen, HAN Peng-Liang, YU Jian-Qiang, HAO Yu-Jin, XU Qian, YOU Chun-Xiang, HU Da-Gang. 2022. Auxin response factor gene MdARF2 is involved in ABA and salt stress response in apple. Journal of Integrative Agriculture, in press.
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【OsDXR与OsMORF1互作调控#水稻#叶绿体发育及叶绿体#基因RNA编辑#】本研究鉴定了一个正调控水稻叶绿素生物合成和叶绿体发育的还原异构酶基因OsDXR。OsDXR基因敲除突变体表现为白化致死表型，不能完成整个生命周期。OsDXR在水稻叶片中高表达，亚细胞定位表明OsDXR是一种叶绿体蛋白。与野生型相比，在OsDXR敲除突变体中许多参与叶绿素生物合成和叶绿体发育的基因表达存在差异。发现在OsDXR敲除突变体中叶绿体基因ndhA-1019和rpl2-1的RNA编辑效率显著降低。此外，酵母双杂交和双分子荧光互补实验证实，OsDXR与RNA编辑因子OsMORF1有相互作用。证实质体2-C-甲基-去甲三醇-4-磷酸途径的破坏导致叶绿体发育和叶绿体基因的RNA编辑存在缺陷。
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引用本文 >CAO Peng-hui, WANG Di, GAO Su, LIU Xi, QIAO Zhong-ying, XIE Yu-lin, DONG Ming-hui, DU Tan-xiao, ZHANG Xian, ZHANG Rui, JI Jian-hui. 2022. OsDXR interacts with OsMORF1 to regulate chloroplast development and RNA editing of chloroplast genes in rice. Journal of Integrative Agriculture, in press.
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