亲爱的编辑部 芹菜 ( Apium graveolens L.) 是伞形科的一种具有重要经济价值的叶菜作物,在世界各地广泛种植 [1]。生产上需要通过传统或现代分子遗传改良手段对芹菜进行品质、抗病虫害和晚抽薹等改良。常规育种遗传改良受限于育种周期长、随机性,因此基因工程育种的必要性凸显。精准的基因组编辑技术有可能突破常规育种的局限性。另外,芹菜功能基因组学的研究也对基因组编辑技术的发展提出了更高的要求。相对于其他主要作物,遗传转化体系不成熟和基因编辑技术不够发达已成为芹菜基础研究和遗传改良的瓶颈。 CRISPR/Cas9 系统是一种 RNA 引导的基因组编辑工具,由 Cas9 核酸酶和单向导 RNA(sgRNA)组成,可实现高效的靶向修饰[2,3]。由于其高效性和准确性,CRISPR/Cas9 诱导的基因组编辑已广泛应用于多种植物物种,以改善植物抗性和产量,并研究基因在控制农艺性状中的作用[2-4]。本文首次报道成功建立基于 CRISPR/Cas9 的基因组编辑系统,并通过在芹菜品种‘晋南诗芹’中靶向敲除八氢番茄红素去饱和酶基因(AgPDS)来验证该系统的有效性。 PDS 是类胡萝卜素生物合成中的一种限速酶,它催化无色八氢番茄红素转化为ζ-胡萝卜素,ζ-胡萝卜素进一步转化为番茄红素。它通常用作视觉标记来检测
背景:Porcilis® Ery+Parvo+Lepto 是一种八价灭活即用型疫苗,含有猪丹毒丝菌 (Ery)、猪细小病毒 (PPV) 和六种钩端螺旋体 (Lepto) 血清群。在怀孕母猪中评估了 Porcilis® Ery + Parvo+Lepto 对与猪细小病毒 (PPV) 感染相关的生殖问题的有效性。为此,一组九头母猪接种了两次 Porcilis® Ery + Parvo+Lepto 疫苗(分别在 5 个月和 6 个月大时)(第 1 组),而一组八头母猪作为未接种疫苗的对照(第 2 组)。所有猪在第二次接种疫苗后 4 周进行人工授精。在妊娠早期,母猪接受 PPV- 27a(一种毒性很强的 D 群毒株)的攻击,并在妊娠第 90 天左右通过子宫切除术对母猪实施安乐死,收集其后代。测量了母猪对 PPV 的抗体反应,并确定了后代中 PPV 的存在。结果:接种疫苗后未观察到临床症状。在 PPV 攻击后,接种疫苗的母猪的所有胎儿都活着(132/132),而未接种疫苗的母猪组中只有 41% 的胎儿活着(46/112),19.6% 的胎儿死亡,39.4% 的后代(44/112)成为木乃伊。通过 qPCR 检测发现,接种疫苗的母猪后代中 14% 的 PPV 呈阳性,平均滴度为 4.7 log 10 /ml,而对照组的阳性率明显更高,90% 的后代呈 PPV 阳性,平均滴度为 9.8 log 10 /ml。结论:本研究表明,给母猪接种 Porcilis® Ery + Parvo+Lepto 疫苗是安全的,并且能够诱导足够的免疫反应,通过减少胎盘感染来保护后代免受 PPV 感染。
在花生中,使用子叶节外植体在 cv. ICGV 15083 中进行农杆菌介导的转化。总共 250 个外植体与 CRISPR/Cas9 构建体共培养,结果 80 个外植体在芽起始培养基下 30-40 天内产生多个芽。分离产生多个芽的外植体,并在芽伸长培养基中每 10-15 天进行一次卡那霉素选择(125 mg/L)继代培养。总共 70 个芽用 Cas9 和 NptII 基因特异性引物进行测试。其中,50 个(约 70%)对 Cas9 和 NptII 基因均呈阳性(图 3)。在这个组中,25 个芽(约 25%)表现出不同程度的白化表型(图 4,表 2)。白化芽在再生后三个月内无法存活。一些
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使用量子计算从叠后地震数据估计地震阻抗 Divakar Vashisth* 和 Rodney Lessard,SLB 软件技术创新中心 摘要 量子计算越来越被认为是地球物理学的一项变革性技术,它有可能显著提高计算能力和效率。这一进步有望以前所未有的速度模拟和处理复杂的地质数据。最近的研究已经开始探索将量子计算方法应用于简化版本的地震反演问题,强调该技术解决现实世界逆问题的能力。本研究的主要目的是通过使用量子计算机从地震轨迹数据估计声阻抗来解决一个现实、可扩展且与业务相关的问题。据我们所知,这是第一次通过量子计算从地震数据预测地震阻抗,并讨论了在量子处理单元 (QPU) 上解决逆问题的优势。在本文中,我们利用 D-Wave 量子退火器来解决叠后地震反演问题,采用了一种新颖的两步工作流程。在第一步中,我们利用量子退火器从地震数据中估计反射率。随后,这些估计的法向入射反射率作为使用相同量子技术预测声阻抗的基础。为了验证我们方法的有效性,我们提供了五个示例,将 D-Wave 量子退火器的阻抗预测与通过模拟退火(传统上用于地震反演的随机全局优化器)获得的阻抗预测并列。值得注意的是,从量子退火器得出的阻抗仅在一个时期内就与真实值紧密匹配,而模拟退火需要 10 个时期才能达到类似的精度。此外,我们的混合求解器中的 QPU 仅花费约 0.08 秒即可估计这些地震阻抗。与混合求解器的经典组件和模拟退火所需的时间相比,这非常高效,后两者均需要超过 10 秒。这凸显了 QPU 可以在不到一秒的时间内完全解决地震逆问题,凸显了量子计算对地球物理学领域的变革性影响。 引言 量子计算是一个新兴领域,它利用量子力学原理来处理信息,为传统计算带来了范式转变。与以比特为信息基本单位的传统计算机相比,量子计算机
摘要甲基辅酶 M 还原酶 (MCR) 催化甲烷生成的最后步骤,甲烷生成是一种微生物代谢,几乎所有的生物甲烷排放到大气中都是由它引起的。几十年的生化和结构研究已经对 MCR 的体外功能产生了详细的了解,但对于 MCR 和甲烷产菌生理之间的相互作用知之甚少。例如,虽然通常说 MCR 催化甲烷生成的限速步骤,但这尚未经过明确的测试。在本研究中,为了更直接地了解 MCR 对甲烷八叠球菌生长的控制,我们生成了一种染色体上具有可诱导的 mcr 操纵子的菌株,从而可以仔细控制 MCR 表达。我们表明,在底物充足的分批培养中,MCR 不会限制生长速率。但是,通过仔细滴定 MCR 表达,可以获得生长限制状态。对经历 MCR 限制的 M. acetivorans 进行转录组分析,揭示了一种整体反应,其中数百种基因在不同功能类别中存在差异表达。值得注意的是,MCR 限制导致甲基硫醚甲基转移酶的强烈诱导,这可能是由于代谢中间体的循环不足造成的。此外,mcr 操纵子不受转录调控,即它是组成性表达的,这表明当细胞经历营养受限或应激条件时,MCR 的过量可能是有益的。总之,我们表明存在广泛的细胞 MCR 浓度可以维持最佳生长,这表明合成代谢反应等其他因素可能是产甲烷生长的限速因素。
我们报告了从葡萄牙里斯本海洋馆 19 立方米热带展览水族馆中保存的两个 Litophy ton sp. 标本中分离出的四种 Endozoicomonas 菌株的基因组。如前所述 (2) 回收宿主衍生的微生物细胞悬浮液。将一克珊瑚组织在 9 mL 无菌 Ca 2+ - 和 Mg 2+ - 人工海水中均质化 (2)。将匀浆连续稀释,分别接种在 1:2 稀释的海洋琼脂和 1:10 稀释的 R2A 培养基上,并在 21°C 下孵育 4 周。使用 Wizard 基因组 DNA 纯化试剂盒 (Promega, USA) 从 1:2 海洋肉汤中新鲜生长的培养物中提取单个菌落的基因组 DNA。使用通用引物 (F27 和 R1492) 从基因组 DNA 中扩增 16S rRNA 基因,通过 Sanger 测序来确认纯度。使用 SILVA 比对、分类和树服务 (v1.2.12) 和数据库 (v138.1) 进行分类分配。使用 PacBio 测序技术 (5),相同的基因组 DNA 样本在 DOE 联合基因组研究所 (JGI) 进行基因组测序。对于每个样本,将基因组 DNA 剪切至 6-10 kb,使用 SMRTbell Express Template Prep Kit 3.0 进行处理,并用 SMRTbell 清理珠 (PacBio) 进行纯化。使用条形码扩增寡核苷酸 (IDT) 和 SMRTbell gDNA 样本扩增试剂盒 (PacBio) 富集纯化产物。构建了 10 kb PacBio SMRTbell 文库,并使用 HiFi 化学在 PacBio Revio 系统上进行测序。使用 BBTools v.38.86 ( http://bbtools.jgi.doe.gov ) 根据 JGI 标准操作规范 (SOP) 协议 1061 对原始读段进行质量过滤。使用 Flye v2.8.3 (6) 组装过滤后的 >5 kb 读段。生物体和项目元数据存放在 Genomes OnLine 数据库中 (7)。使用 NCBI 原核基因组注释流程 (PGAP v.6.7) (8) 和 DOE-JGI 微生物基因组注释流程 (MGAP v.4) (9) 对重叠群进行注释,并与集成微生物基因组和微生物组系统 v7 (IMG/M) 相结合进行比较分析 (10)。使用 CheckM 评估基因组完整性和污染