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。
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
Pharma Innovation Journal 2023; 12(11):1581-1591 ISSN(E):2277-7695 ISSN(P):2349-8242 NAGAS评级:5.23 TPI 2023; 12(11):1581-1591©2023 TPI www.thepharmajournal.com再开:14-09-2023接受:29-10-2023 Bushra Khader USTAAD A-DBT研究实验室,微生物学部,Microbobiology,Microbiogology,Karnataaka,Karnataka,Karnataka,Karnataka,Karnataka,Karnataka,Microbiologology部门A-DBT研究实验室,印度卡拉布拉吉(Kalaburagi)微生物学系,Mahadevaswamy农业微生物学系,农业科学学院,Raictural Sciences,Raictate,印度卡纳塔克邦,印度Sirasaka,印度Sirasaka,印度,KARBARAAT,KARBARAAT,KARBARAGA,KARBARAAK,KARBARGAIS,KARBARGA,KARBARGA,KARBARGA,KARBARGA,KARBARAG,作者:印度卡纳塔克邦Kalaburagi,Gulbarga University,Gulbarga University,Gulbarga University系微生物学系的Bushra Khader USTAAD A-DBT研究实验室
在土壤中存在多种细菌,但是在根际地区,大多数微生物有助于植物捍卫疾病并促进营养吸收。这些微生物得到了植物的支持,它们被称为植物生长 - 促进根瘤菌(PGPR)。PGPR有可能以对环境更有利的方式替代化学肥料。氟化物(F)是高度上升的,自然存在的污染物之一,由于其抗菌能力而可能对PGPR造成危害。F与地下水系统中不同细菌物种的相互作用尚不清楚。然而,PGPR与根际区域中植物的相互作用减少了污染物的有害作用,并增加了植物忍受非生物应激的能力。许多研究表明,PGPR已开发出F防御机制,其中包括外排泵,细胞内的隔离,酶修饰,增强的DNA修复机制,排毒酶,离子转运蛋白/抗胞蛋白,F核糖开关和遗传突变。这些耐药性特征经常是通过从高F污染区域分离PGPR或在实验室条件下将细胞暴露于氟化物中发现的。众多研究已经确定了F-F Transorters和F.植物的众所周知靶标的其他F转运蛋白和重复的F.植物易于F。pgprs可以用作土壤环境的有效f生物化体。环境生物技术专注于创建遗传修饰的根瘤菌,可以随着时间的流逝而降解F污染物。本综述着重于对当代生物技术技术(例如基因编辑和操纵方法)进行全面分析,用于改善植物 - 微生物相互作用以进行F修复,并表明PGPR在改善土壤健康和降低F毒性的有害影响方面的重要性。还强调了微生物援助领域的最新发展,在治疗F污染环境中也得到了强调。
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
具有对植物致病真菌的拮抗活性的植物生长根瘤菌(PGPR)是基于生物防治活性开发新型植物保护产品的宝贵候选者。这种产品制定的第一步是筛选所选微生物的潜在效果。在这项研究中,从番茄植物的根际分离了非致病性根瘤菌,并评估了其对三种产生霉菌毒素的替代品的生物防治活性。对其生物防治潜力的评估涉及研究真菌生物量和替代毒素的减少。开发的排名系统允许在最初的85个分离株中识别12种表现最佳菌株。几个根瘤菌显示出真菌生物量(高达76%)和/或霉菌毒素产生(高达99.7%)的显着降低。此外,相同的分离株还表现出植物生长促进(PGP)特征,例如铁载体或IAA产生,无机磷酸盐溶解和氮固定,从而确保PGPR的多面性质。芽孢杆菌种,尤其是双链球菌和两种枯草芽孢杆菌菌株,在减少真菌生物量方面表现出最高的效率,并且在降低霉菌毒素的产生方面也有效。分离物,例如肠杆菌Ludwigii,肠杆菌,肠杆菌,Nematodiphila,Pantoea groglomerans和Kosakonia cowanii表现出适度的效果。结果表明,通过利用不同微生物菌株的多种能力,一种基于财团的方法将提供更广泛的效果,从而为可持续农业提供了更令人鼓舞的解决方案,并解决了与作物相关的生物挑战的多面性质。
这项工作假设水凝胶和生物启动剂的单个应用以及两者的混合物将显着改善玉米在干旱胁迫下的生长。另外,预计每种处理获得的结果应等于或更好,大于用完全灌溉的对照锅获得的结果。
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。