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World File Search System抗逆性
通过 CRISPR/Cas9 介导的发育增强作物抗逆性
基因编辑技术的进步。它可以通过识别细菌免疫系统并破坏入侵病原体基因，用于植物防御机制以抵御病原体的攻击。通过 CRISPR/Cas9 整合在植物育种方面的进步有助于开发包括对细菌和病毒疾病的遗传抗性的品种。如果在 F1 代中分离出 Cas9/sgRNA 转基因，未来的作物世代可以获得 CRISPR/Cas9 介导的转基因抗性。Cas9/sgRNA 转基因分离使 CRISPR/Cas9 可安全用于植物育种。尽管 CRISPR/Cas9 已被证明是彻底改变植物育种和开发各种抗病品种的绝佳工具，但它对许多植物生理过程的影响仍有待彻底研究。关键词：CRISPR/Cas9；基因编辑；基因组；植物育种；抗性育种。1. 介绍一个主要的挑战是保护作物品种免受当前病虫害的侵害，并改良作物品种以提高产量。抗病作物品种的短缺是农民遭受农业减产的主要原因。为了培育抗病作物并确保粮食安全，培育抗病、抗虫和高产作物大有裨益 [31]。抗性育种利用包括转基因植物基因组编辑在内的各种尖端分子方法，旨在通过提高作物对病虫害的抵抗力来改良作物。借助转基因技术，育种者可以进行物种间杂交，将来自无关植物和其他生物的基因添加到作物中 [31]。为了满足营养需求，不断增长的人口（由于全球人口增长，预计到 2050 年将达到 98 亿）必须生产过量的食物 [4]。植物病原体包括细菌、病毒、真菌和寄生虫，威胁着全球粮食安全 [2,30]。为了提高作物产量并满足世界粮食需求，提高植物的抗性非常重要 [11]。众所周知，植物和疾病之间总是在不断地相互保护 [16,42]。为了抵御感染，植物进化出了“模板触发免疫 (PTI)”和“效应物触发免疫 (ETI)”[17]。PTI 通常由“病原体相关分子模式 (PAMP)”通过“模式识别受体 (PRR)”快速激活 [32,25]。抗性育种在很大程度上依赖于遗传多样性。利用抗性育种理念的一个重要组成部分是开发抗性并为有害基因增加遗传多样性 [43]。这些发现导致了各种基因编辑方法的使用，以创造遗传变异。CRISPR（成簇的规则间隔回文重复序列）/Cas9（CRISPR 相关蛋白）细菌免疫
CRISPR-Cas介导的未折叠蛋白反应控制增强植物抗逆性
植物不断遭遇环境胁迫，这些胁迫对其生长发育产生负面影响。为了缓解这些挑战，植物已经开发出一系列适应性策略，包括未折叠蛋白反应 (UPR)，这使它们能够应对由各种不利条件引起的内质网 (ER) 胁迫。CRISPR-Cas 系统已成为植物生物技术的强大工具，具有提高植物对生物和非生物胁迫的耐受性和抗性以及通过靶向特定基因（包括与 UPR 相关的基因）来提高作物生产力和品质的潜力。本综述重点介绍了 UPR 信号通路和 CRISPR-Cas 技术的最新进展，特别关注 CRISPR-Cas 在研究植物 UPR 中的应用。我们还探讨了 CRISPR-Cas 在改造 UPR 相关基因以改良作物方面的潜在应用。将 CRISPR-Cas 技术整合到植物生物技术中有望通过生产出具有更强的环境胁迫抵抗力、更高生产力和更优质品质的作物来彻底改变农业。
美国西部和加拿大的观点：抗除草剂作物是解决抗除草剂杂草问题的办法吗？
抗除草剂 (HR) 作物在美国和加拿大广泛种植。这些作物性状技术可以增强杂草管理，因此可以成为综合杂草管理 (IWM) 计划的重要组成部分。与此同时，抗除草剂杂草种群的进化在种植抗除草剂作物的农业地区已变得无处不在。尽管如此，具有新的或组合的 (堆叠的) 抗除草剂性状的作物品种仍在继续开发和商业化。本综述基于 2021 年西部杂草科学学会年会上举行的研讨会，研究了过去 25 年抗除草剂作物对美国大平原、美国太平洋西北部和加拿大大草原抗除草剂杂草管理的影响及其过去和未来对 IWM 的贡献。我们还从行业角度介绍了抗除草剂作物发展的未来以及抗除草剂作物在抗性管理中的作用。预计主要作物和小作物的抗除草剂性状选择将有所扩大。通过适当的管理，抗逆性作物可以降低除草剂的使用强度，并有助于减少杂草种群的选择压力。然而，在种植系统中正确部署抗逆性作物必须经过仔细规划，考虑多种抗逆性和非抗逆性作物的轮作顺序，并最大限度地提高作物竞争力，以有效管理抗逆性杂草种群。根据美国西部和加拿大过去种植抗逆性作物和相关除草剂的经验，抗逆性作物一直是抗逆性杂草选择和管理的重要决定因素。
干旱、盐度和极端温度
植物不断受到各种环境胁迫，这些胁迫对其生长、发育和生产力产生重大影响。其中，干旱、盐度和极端温度是最有害的。了解植物抗逆性的潜在机制对于制定提高作物抗逆性和确保粮食安全的战略至关重要。本综述全面探讨了植物对干旱、盐度和极端温度的生理、生化和分子耐受机制。我们讨论了胁迫感知和信号传导、渗透调节、抗氧化防御、激素调节以及遗传和表观遗传修饰的作用。此外，我们还重点介绍了旨在提高作物抗逆性的育种和生物技术方法的最新进展。
二合一育种策略促进野生种和优良品种的快速利用
全球气候变化对现代农业和粮食安全构成挑战。作物育种中的密集选择大大缩小了适应气候的遗传多样性（Atherton and Rudich，1986；Lin 等人，2014）。例如，现代栽培品种仅占番茄资源总遗传变异的约 5%（Atherton and Rudich，1986）。这些挑战迫切需要开发新策略来利用野生物种，野生物种是尚未开发的理想抗逆性状的来源，以加速气候智能型作物的育种。基因组编辑已显示出其作为一种快速而精确的育种技术的威力，但创造由多个定量基因座支撑的复杂多基因性状（例如抗逆性状）仍然具有挑战性（Gao，2021）。特别是，由于基因编辑在植物中敲入和敲出效率低下，许多理想性状很难通过基因编辑创造。通过遗传杂交将野生亲属的抗逆性状引入优良品种可取得这样的成功。然而，由于遗传障碍、野生物种生长习性差异大以及优良品种人工去雄的劳动力成本等多重障碍，基因导入进程往往缓慢且耗费人力。例如，虽然目前番茄种子目录以 F 1 杂交种为主，但番茄种子生产成本高昂且费力，因为它需要对种子亲本逐一进行人工去雄，并进行授粉（Atherton 和 Rudich，1986 年）。
植物育种进展：提高作物产量
摘要 ：植物育种在增强植物遗传潜力方面发挥着重要作用，旨在改善植物的产量、抗病性和抗逆性等特性。本文深入分析了各种植物育种技术，包括大规模选择和杂交等传统方法，以及基因工程和 CRISPR（成簇的规律间隔的短回文重复序列）/Cas9 基因编辑等现代创新方法。对每种方法都进行了彻底分析，以评估其在作物改良方面的具体应用和成就方面的有效性、潜在应用和局限性，强调植物育种在确保粮食安全和农业可持续性方面的重要作用。通过开发高产和抗逆性作物品种，植物育种不仅可以应对气候变化带来的挑战，而且还有助于提高农业的经济可行性。植物育种方法的不断发展凸显了研究和创新对于满足全球粮食需求的重要性。
解码瑞典白杨中的木质素
1.4.1 木质素生物合成 ................................................................................ 26 1.4.2 木质素生物合成基因的转录调控 .......................................................... 33 1.4.3 木质素聚合 .......................................................................... 35 1.4.4 木质素的抗逆性 ........................................................................ 36 1.4.5 木质素在非生物胁迫中的作用 ...................................................... 38 1.4.6. 木质素在生物胁迫中的作用 ...................................................... 39 1.5. 木材腐朽真菌 ............................................................................................. 41 2. 研究目标 ............................................................................................................. 44 3. 材料与方法 ............................................................................................................. 45
遗传资源和精准基因编辑可有针对性地提高大麦对非生物胁迫的耐受性
摘要：非生物胁迫，主要是干旱、高温、盐碱、寒冷和涝渍，对谷物作物产生不利影响。它们限制了全球大麦的生产并造成了巨大的经济损失。多年来，人们已鉴定出大麦在各种胁迫下的功能基因，随着现代基因编辑平台的引入，抗逆性基因改良也发生了新的转变。特别是，成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 9 (Cas9) 是一种用于精确突变和性状改良的强大而多功能的工具。在这篇综述中，我们重点介绍了主要大麦生产国受胁迫影响的地区及其相应的经济损失。我们整理了大约 150 个与抗逆性相关的关键基因，并将它们组合成一个物理图谱，用于潜在的育种实践。我们还概述了精确碱基编辑、主要编辑和多路复用技术在有针对性性状修饰中的应用，并讨论了当前的挑战，包括高通量突变体基因分型和基因型依赖性在遗传转化中的应用，以促进商业育种。所列出的基因可以抵消干旱、盐度和营养缺乏等主要压力，相应基因编辑技术的潜在应用将为大麦改良以提高其气候适应能力提供参考。
![从传统育种到基因组编辑，以提高古老谷物苔麸 [Eragrostis tef (Zucc.) Trotter] 的生产力](/simg/6\6e4f2f13fd047d851e035611fd28c7451193f271.webp)
从传统育种到基因组编辑，以提高古老谷物苔麸 [Eragrostis tef (Zucc.) Trotter] 的生产力
摘要：苔麸（Eragrostis tef (Zucc.) Trotter）是埃塞俄比亚 70% 人口的主食作物，目前在多个国家种植，用于生产谷物和饲料。它是营养最丰富的谷物之一，而且比玉米、小麦和大米等主要谷物更能适应贫瘠的土壤和气候条件。然而，苔麸是一种产量极低的作物，主要是由于倒伏（即茎秆不可逆转地掉落在地上）和生长季节的长期干旱。气候变化引发了多种生物和非生物胁迫，预计在可预见的未来将导致严重的粮食短缺。这就需要一种替代的、强有力的方法来提高对各种胁迫的适应力并提高作物产量。传统育种已被广泛实施，以开发具有感兴趣性状的作物品种，尽管该技术存在一些局限性。目前，基因组编辑技术作为改善关键农艺性状的一种手段，越来越受到植物生物学家的关注。本综述讨论了成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 和 CRISPR 相关蛋白 (CRISPR-Cas) 技术在提高苔麸抗逆性方面的潜在应用。已讨论了相关单子叶植物物种的几种假定的非生物抗逆基因，并提议将其作为通过 CRISPR-Cas 系统编辑苔麸的目标基因。这有望提高抗逆性并提高生产力，从而确保最需要的地区的粮食和营养安全。