《光：科学与应用》

图像扫描显微镜在脑类器官成像中的应用

韩国成均馆大学的Inki Kim团队报道了基于多焦点超透镜的图像扫描显微镜（ISM）在脑类器官亚衍射限制成像中的应用。相关研究成果近日发表于《光：科学与应用》。

ISM可提供亚衍射极限分辨率和光学切片，是一种极具前景的成像技术。理论上，ISM可以通过像素重分配和反卷积将光学分辨率提高两倍。多焦阵列照明和扫描因其简易性而被广泛用于制造ISM。传统上，数字微镜器件和微透镜阵列的应用为ISM生成了密集均匀的多焦阵列，这是实现快速成像和高质量重建ISM的关键。然而，这些方法在成本、数值孔径（NA）、间距和均匀性方面存在局限性，使得在高NA下创建密集和高质量的多焦点阵列具有挑战性。

为突破这些限制，研究组结合相位加和随机多路复用两种传统方法，提出了一种新的多焦点超透镜设计策略——混合多路复用方法。通过数值模拟，研究组证明即使在小间距条件下，所提出的方法也能比传统技术产生更均匀、更密集的多焦点阵列。作为概念验证，研究组制备出一种多焦点超透镜，可在488纳米工作波长下生成40×40焦点阵列，其间距为3微米，NA达0.7，并据此构建了多焦点超透镜集成扫描显微镜（MMISM）。

实验表明，该MMISM系统在微球样本和前脑类器官切片成像中成功分辨出亚衍射极限的细微结构。与宽场成像相比，MMISM成像实现了两倍于衍射极限的分辨率，并呈现出更清晰的神经元结构特征。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41377-025-01900-3

《细胞》

基因组信息揭示甘蔗驯化、多样化和现代育种

法国农业研究中心的Angélique DHont研究组通过分析野生甘蔗物种的基因组，追踪了甘蔗的驯化、多样化和现代育种。相关研究成果近日发表于《细胞》。

因复杂的多倍体种间基因组，甘蔗起源不明。基于重复k-mers和叶绿体系统发育，研究组利用390个代表性甘蔗品种的全基因组序列数据分析了基因组祖先。

研究结果表明，在新几内亚地区，Saccharum officinarum是由野生的S. robustum驯化而来，其基因组是由不同S. robustum群组成的嵌合体。研究组发现了一种可能起源于东美拉尼西亚的对大多数现代品种都有贡献的野生甘蔗。此外，研究组强调了与人类运输相关的两个早期甘蔗多样化中心，一个在亚洲大陆，另一个在美拉尼西亚和波利尼西亚群岛。

研究揭示了现代甘蔗品种的基因组祖先，强调了未开发的野生甘蔗多样性可作为育种计划等位基因的来源。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.09.017

《自然-生物技术》

增强作物广谱抗性的新方法

德国图宾根大学的Andrea A. Gust团队提出工程模式识别受体可增强植物的广谱抗性。相关研究成果近日发表于《自然-生物技术》。

传统的植物抗性育种主要集中在细胞内免疫受体上，而细胞表面模式识别受体（PRR）由于其对抗性的贡献相对较小，未得到充分研究。

研究组证明，拟南芥受体样蛋白RLP23在引入茄科作物番茄时具有广谱抗性，可以识别来自3个不同微生物的分子模式。研究组还发现RLP的C端结构域对于确保异源性表达过程中的相容性和有效性至关重要。C端结构域的靶向工程显著增强了RLP23的功能，使番茄植株对细菌、真菌和卵菌类病原菌产生抗性，而不影响产量。研究人员将这种RLP工程策略扩展到水稻和杨树上，展现了其广泛的适用性。

这些发现为基于PRR的工程建立了一个通用框架，为可持续作物保护开辟了更多途径。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41587-025-02858-8

《科学进展》

地震频率-震级分布监测可预测火山危机

意大利国家地球物理与火山研究所的Marco Firetto Carlino团队通过研究埃特纳火山的地震频率-震级分布，揭示了火山管道系统中的岩浆上升过程。相关研究成果近日发表于《科学进展》。

对人口密集地区的活火山通常通过地质观测、地球物理和地球化学数据来监测，这些数据提供了火山口岩浆运动的信息，仅支持对火山活动进行短期预测，科学家对深层岩浆补给过程仍然知之甚少。

研究组发现埃特纳火山地震频率-震级分布斜率（b值）的时间变化是火山口应力变化的一个代表，可以跟踪岩浆从深部到浅层的运动。研究组分析了2005年至2024年间3个岩浆板块的地震活动，区分了岩浆从地幔补给到中深度的转移和储存，以及最终上升到地表的过程。此外，研究组还发现b值的时间变化比岩浆上升及其喷发引发的地球化学异常早几个月。

该研究表明，b值监测可以预测火山危机，支持将其集成到多参数监测系统中进行中期和长期火山监测。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/sciadv.adx9873