1 2使用农业杆菌的诱变特异性半胱氨酸(NCR)基因3植物生物学,生物学研究中心,EötvösLóránd研究网络,匈牙利12 SZEGED,匈牙利13 2遗传学和生物技术研究所,匈牙利农业与生命大学14科学14科学,匈牙利15 16 17 16 17 16 17 18 19 20 20 20 21 21 22 22 23 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 25 2 25 29 * bg and jb and jud撰写。 30 31 通讯作者:Péter Kaló,电子邮箱:kalo.peter@brc.hu 32 33 ORCID ID: 34 35 Peter Kalo:0000-0002-0404-8904 36 Berivan Güngör:0000-0002-5612-1130 37 János Barnabás Biró:0000-0001-8851-0387 38 Agota Domonkos:0000-0003-4017-0605 39 Beatrix Horvath:0000-0001-8499-568X 40 41 42 43
去除未转化根并在 4-7 周后对转化植物的共生表型进行评分(图 4)。用空载体或靶向 NCR068 的构建体转化的植物的地上部分没有表现出氮缺乏的症状(图 1a、c),用靶向基因 NCR089、NCR128 和 NCR161 的构建体转化的植物表现出相似的生长习性(未显示数据),表明这些植物具有有效的共生固氮能力。用四种选定 NCR 的 sgRNA 构建体转化的根上形成的根瘤细长且呈粉红色,表明它们是功能性根瘤(图 4j、l、n、p)。用 SYTO13 对根瘤切片进行染色,结果显示,针对基因 NCR068、NCR089、NCR128 和 NCR161 诱变的根瘤的细菌定植与在空载体转化的
19 世纪末,人们发现豆科植物可与具有固氮作用的根瘤菌建立根瘤内共生关系。此后不久,人们提出了是否有可能将这种特性转移到非豆科作物的问题。在过去的一个世纪里,越来越多的知识为控制这种内共生的细胞、分子和遗传过程提供了独特的见解。此外,最近的系统基因组学研究发现了几种进化后具有专门控制根瘤形成和细菌感染功能的基因。然而,尽管拥有大量知识,但改造非豆科作物固氮结瘤特性的长期目标尚未实现。本综述讨论并强调了非豆科植物固氮结瘤的未解决问题和改造策略。
摘要:大豆固氮消耗大量能量,导致根瘤和未接种根的能量代谢和线粒体活动存在显著差异。尽管线粒体转录本的 C 到 U RNA 编辑和内含子剪接在植物物种中很常见,但它们与根瘤功能的关系尚不清楚。在本研究中,我们进行了 RNA 测序以比较大豆根瘤和根中线粒体基因的转录本谱和 RNA 编辑。在线粒体转录本上共鉴定出 631 个 RNA 编辑位点,其中 12% 或 74 个位点在从根瘤、剥离根和未接种根中分离的转录本中存在差异编辑。这 74 个差异编辑位点中有 8 个位于 matR 转录本上,其中 RNA 编辑程度在根瘤样本中最高。还检查了线粒体内含子剪接的程度。根瘤和剥离根中几个内含子的剪接效率高于未接种根。这些包括 nad1 内含子 2 / 3 / 4、nad4 内含子 3、nad5 内含子 2 / 3、cox2 内含子 1 和 ccmFc 内含子 1。在根瘤中还观察到 nad4 内含子 1 的更高剪接效率、更高的 NAD4 蛋白丰度以及超复合物 I + III 2 的减少,尽管这些观察结果之间的因果关系需要进一步研究。
根瘤菌菌株是从豆科植物的根瘤中分离出来的,在田间条件下培育。将根瘤从根部分离出来,用水冲洗干净,用酒精对表面的根瘤进行消毒,冲洗干净,在少量无菌水中压碎,然后筛出到具有营养环境 N 79 的杯子中(Allen,1959;Vincent,Hymphrey,1970)。通过 3 倍连续克隆清除细菌分离物。通过微复制来监督培养物的清洁度。描述了培养和形态学特性(连接菌落的种类、细胞形式、移动性、大小)。在无菌条件下,在试管中和在具有琼脂矿物环境或蛭石的罐子中测试分离出的分配培养物是否形成根瘤(根瘤细菌的遗传选择方法,1984)。实验重复 6 次。接种结果在1.5个月后被考虑。培养物形成了活跃的粉红色根瘤,可用于进一步的研究。
摘要:豆科植物能够与土壤细菌(即根瘤菌)建立共生关系。豆科植物与根瘤菌的共生关系会形成共生根瘤,而根瘤菌会固定大气中的氮。宿主植物会控制共生根瘤的数量以满足其氮需求。研究表明,根部在接种根瘤菌和/或硝酸盐后产生的 CLE(CLAVATA3/胚胎周围区域)肽可以控制共生根瘤的数量。此前,研究发现,在蒺藜苜蓿中,MtCLE35 基因会受到根瘤菌和硝酸盐处理的上调,当过表达时,会系统性地抑制根瘤形成。在本研究中,我们获得了几个使用 CRISPR/Cas9 介导系统突变 MtCLE35 基因的敲除系。与野生型植物相比,敲除 MtCLE35 基因的 M. truncatula 品系在硝酸盐存在的情况下产生的根瘤数量增加。此外,在硝酸盐存在的情况下,接种根瘤菌的根中其他两个与结瘤相关的 MtCLE 基因 MtCLE12 和 MtCLE13 的表达水平降低,而硝酸盐处理和接种根瘤菌的对照根中 MtCLE35 基因表达没有显著差异。总之,这些发现表明 MtCLE35 在高硝酸盐条件下对根瘤数量起着关键作用,在高硝酸盐条件下其他与结瘤相关的 MtCLE 基因的表达水平降低。
植物与微生物之间相互作用的高度复杂性促使植物生理学家和微生物学家使用简单的模型,即无菌或亚无菌水培植物培养物或纯微生物培养物。这类研究过去和现在都非常有成效,但它们往往掩盖了自然界中相互作用的作用。实际上,在土壤中生长的植物根系从来都不是无菌的,而是总是被大量可能具有强烈活性的微生物包围或侵入。因此,植物科学家不应忽视与植物根系相关的微生物对植物代谢的影响。另一方面,与植物根系相关的微生物种群不能独立于植物进行研究。因此,根系微生物种群必须被视为系统或关联中的一个组成部分,该系统或关联可称为植物-微生物系统。这种概念在处理不同类别的共生体(根瘤与根瘤菌共生、根瘤与放线菌类生物共生、外生和内生菌根、根际系统、根病原体复合体等)时得到了广泛的应用。
Shen 等人 2023 . 小麦蔗糖合酶基因 TaSus1 是决定每穗粒数的因素。Shen 和 Feng,2024 . NIN — 固氮根瘤共生的核心。Zhang 等人 2023 . 表观遗传修饰调节小麦品种特异性根系发育和对氮利用的代谢适应。Zhang 等人 2023 . 利用 PacBio 高保真测序发现小麦结构变异。Zhang 等人 2024 . 揭示 GRP7 在脱落酸信号介导的 mRNA 翻译效率调控中的调控作用。Zhao 等人 2024 . 揭示小麦胚乳发育的机理:表观遗传调控和提高产量和品质的新调控因子。
黄瓜是在埃及温室下种植的最受欢迎和最喜欢的蔬菜作物之一。进行了一个温室实验,以减少黄瓜移植的根腐。在播种不同浓度的微量营养素,抗氧化剂及其组合之前,将黄瓜种子浸泡,以控制根瘤菌根腐内腐烂。结果表明,在12天后,最高的幼苗含在12天后的73.4%是在以1 ppm浸泡在硒溶液中的黄瓜种子后。在人为感染的锅中,用豆酸钾和硼酸处理的索拉尼种子的植物杆菌具有最高的幼苗林,总苯酚含量明显增加。tartrate与硼酸结合的钾含量显示,索拉尼氏菌的径向生长降低了88.9%。使用高性能液相色谱法测量了由索拉尼菌在补充硼酸的PDA培养基上产生的草酸的最高还原。我们的发现证明了一种有效的方法,可以利用微量营养素和自由基清除剂诱导黄瓜移植对根部腐烂的根源腐烂。关键字:黄瓜,根瘤菌溶剂,抗氧化剂,微量营养素
最新发现表明,真菌可以占据环境RNA,然后可以通过环境RNA干扰沉默真菌基因。这一发现促使开发用于植物疾病管理的喷雾诱导的基因沉默(SIGS)。在这项研究中,我们旨在确定在各种真核微生物中SIG的效率。我们首先检查了多种致病性和非致病真菌和卵形病原体中RNA摄取的效率。我们观察到了真菌植物病原体中有效的双链RNA(dsRNA)摄取,果仁酸酯,硬化菌核,根瘤菌索拉尼,索拉尼菌,尼日尔和佛罗里达州的黄瓜和佛罗里西亚果皮,但在浓度较弱真菌,Trichoderma Virens。对于卵植物病原体,植物疫霉菌,RNA吸收有限,并且在不同的细胞类型和发育阶段有所不同。靶向毒力相关基因的DSRNA局部应用在具有高RNA摄取效率的高效率的病原体中显着抑制了植物性疾病症状,而DSRNA在低RNA效率效率低的病原体中的应用不会抑制感染。我们的结果表明,在真核微生物物种和细胞类型之间,DSRNA摄取效率各不相同。SIG在植物性疾病管理方面的成功可以在很大程度上取决于病原体的RNA摄取效率。
