随着粮食生产过程中产生的浪费,对粮食的需求也随之增加。大米很受欢迎,但如果管理不当,农工业残余物(如稻草和稻壳)就会成为问题。然而,可再生能源需求不断增长,事实上,稻米残渣链(如纤维素、木质素、半纤维素、碳和二氧化硅)可以转化为:燃料、发电、天然气生产、造纸和用于生产真菌和建筑材料的肥料。全球范围内缺乏稻米残渣管理的工业实施。在这种情况下,我们更密切地观察了哥伦比亚当地地区的水稻种植。本研究的目的是介绍当前的市场、挑战以及将循环经济纳入科尔多瓦省稻米市场的适当管理残渣的建议。这项研究是通过对稻米作物废物管理方案的科学和全面见解进行的。文章的选择标准是水稻生产、稻谷的主要成分、稻草和稻壳以及水稻系统中的废物处理。农民、研究人员、联合会、行政部门和管理人员需要努力改善土壤的养分、作物的质量以及残留物的管理,这些残留物包括留在工厂的残留物和留在
地上部和根系结构是作物生产力的基础。在人工选择驯化和驯化后育种的历史中,水稻的结构与其野生祖先相比发生了显著变化,以满足农业要求。我们回顾了最近关于水稻发育生物学的研究,重点关注决定水稻植株结构的组成部分;地上部分生组织、叶片、分蘖、茎、花序和根。我们还重点介绍了影响这些结构并在栽培品种中利用的自然变异。重要的是,从发育突变体中鉴定出的许多核心调控因子已被用作育种中的弱等位基因,对这些结构产生中度影响。鉴于功能基因组学和基因组编辑的激增,本文讨论的水稻植株结构的遗传机制将为进一步推动不仅在水稻而且在其他作物及其野生近缘种中的育种提供理论基础。
高温对水稻 (Oryza sativa) 的雄性育性有有害影响,但水稻雄配子体免受高温胁迫的机制尚不清楚。在这里,我们分离并鉴定了一种热敏感的雄性不育水稻突变体——热休克蛋白 60-3b (oshsp60-3b),它在最适温度下表现出正常的育性,但随着温度升高育性降低。高温会干扰 oshsp60-3b 花药中花粉淀粉颗粒的形成和活性氧 (ROS) 清除,导致细胞死亡和花粉败育。与突变体表型一致,OsHSP60-3B 在热休克反应中迅速上调,其蛋白质产物定位于质体。至关重要的是,OsHSP60-3B 的过表达增强了转基因植物花粉的耐热性。我们证实 OsHSP60-3B 与质体中的粉质胚乳 6 (FLO6) 相互作用,FLO6 是水稻花粉中淀粉颗粒形成的关键成分。Western blot 结果表明,高温下 oshsp60-3b 花药中的 FLO6 水平显著降低,表明当温度超过最佳条件时,OsHSP60-3B 是稳定 FLO6 所必需的。我们认为,在高温下,OsHSP60-3B 与 FLO6 相互作用,调节水稻花粉中的淀粉颗粒生物合成,并降低花药中的 ROS 水平,以确保水稻雄配子体正常发育。
(1 国家农业和食品研究机构,西日本农业研究中心,2 名古屋大学生物农业科学研究生院)水稻和罗德斯草叶片细胞的内多倍体 Hidekazu Kobayashi 1*,Takao Oi 2
胞外自身 DNA (esDNA) 抑制生长的能力正受到越来越多的研究关注,因为这可用于多种目的,包括开发特定的生物除草剂。虽然已经对几种双子叶植物的抑制作用进行了研究,但是对其在单子叶植物中的作用和随后的信号传导过程知之甚少。在本文中,我们测量了水稻 (Oryza sativa L.) 的生长情况,计算了侧根和冠根的数量,确定了绿度指数,量化了 O 2 .- 和 H 2 O 2 的产生,并确定了编码抗氧化酶 (SOD s 和 CAT s) 基因的表达,水稻是单子叶植物的模型植物。发芽 7 天后,水稻根系暴露于 0、75 和 150 µg cm -3 的 esDNA。结果发现,抑制作用与 esDNA 浓度呈负相关,这可以通过主根的长度来判断。有趣的是,这种负面影响只在直接暴露的器官(根部)中观察到,而在整个幼苗的芽长或鲜重中没有观察到。不同处理组的叶片绿度指数百分比和冠根和侧根数量也相似。然而,esDNA 暴露于根部会增加根部 O 2 .- 和 H 2 O 2 的产生。在分子水平上,这种反应的特点是抗氧化基因 SOD 3、CAT B 和 CAT C 表达减少。这些发现表明 esDNA 会局部抑制水稻生长,例如在经过处理的根部,这种反应包括增加 ROS 的产生和抑制抗氧化剂。这项研究可以作为确定浓度和暴露时间组合的基础,以显著抑制单子叶杂草的总生长,同时将对作物的影响降至最低。
水稻黄斑驳病毒 (RYMV) 是导致非洲最严重的水稻疾病之一。RYMV 的管理具有挑战性。遗传抗性是最有效且环境友好的控制方法。隐性抗性基因座 rymv2 (OsCPR5.1) 已在非洲水稻 (O. glaberrima) 中被鉴定,然而,由于跨越障碍,将其渗入 O. sativa ssp. japonica 和 indica 仍然具有挑战性。在这里,我们评估了是否可以使用 CRISPR/Cas9 基因组编辑两个水稻核孔蛋白同源物 OsCPR5.1 (RYMV2) 和 OsCPR5.2 来将 RYMV 抗性引入粳稻品种 Kitaake。这两个同源物已被证明可以补充拟南芥 atcpr5 突变体的缺陷,表明存在部分冗余。尽管这两个旁系同源物在序列和结构上具有惊人的相似性,但只有 o scpr5.1 功能丧失突变体具有完全抗性,而 oscpr5.2 功能丧失突变体仍然易感,这表明 OsCPR5.1 在 RYMV 易感性中起着特殊作用。值得注意的是,在 OsCPR5.1 的 N 端结构域(预计为非结构化)中存在短的框内缺失或替换的编辑系对 RYMV 高度敏感。与导致植物严重矮化的单个拟南芥 AtCPR5 基因突变相比,oscpr5.1 和 oscpr5.2 单敲除突变体既没有表现出显著的生长缺陷,也没有表明程序性细胞死亡的症状,这可能反映了同工型在其他重要功能方面的功能冗余。对 OsCPR5.1 进行特定编辑,同时保持 OsCPR5.2 活性,为在优良稻种系中产生 RYMV 抗性以及与其他 RYMV 抗性基因或其他性状有效叠加提供了一种有前途的策略。
氢氧化钠是苛性钠的。与非常高浓度的氢氧化钠接触会导致眼睛,皮肤,消化系统或肺部严重燃烧。长时间或反复的皮肤接触可能会导致皮炎。谨慎处理。甲酸是一种腐蚀性化学物质,接触可以严重刺激并烧伤皮肤和眼睛,并可能造成眼睛损伤。吸入甲酸会刺激鼻子和喉咙。在通风罩乙腈中使用:避免与皮肤和眼睛接触。避免吸入蒸气或雾气。远离点火源,因为它是易燃的。盐酸:非常谨慎的手柄。浓缩的HCl具有腐蚀性。避免呼吸蒸气,并避免与皮肤和眼睛接触。仅在烟雾罩中处理。
在新冠疫情导致的封锁和行动限制期间,赖斯 SDP 项目管理部门在全球农业和粮食安全计划 (GAFSP) 的资金支持下探索了远程监控项目实施的方法。为了估计每个作物季节项目受益人的生产力提高情况,数据科学家和人工智能专家绘制了地块边界,估计了单个地块的作物产量,并根据作物调查、卫星数据和对被调查的单个地块的地理标记,绘制了九个灌溉方案内估计产量的分布图。
摘要:丙酮酸激酶(PK)是糖酵解三大限速酶之一,在能量代谢中起着至关重要的作用。本研究从水稻基因组中鉴定了10个PK基因。最初,这些基因被分为两类:细胞质丙酮酸激酶(PKc)和质体丙酮酸激酶(PKp)。随后,表达分析发现OsPK1,OsPK3,OsPK4,OsPK6和OsPK9在籽粒中高表达,并且PK可以形成杂聚物。此外,研究还发现脱落酸(ABA)显著调控水稻中PK基因(OsPK1,OsPK4,OsPK9和OsPK10)的表达。有趣的是,所有这些基因都参与了水稻籽粒品质和产量的调控。例如,破坏 OsPK3 、OsPK5 、OsPK7 、OsPK8 和 OsPK10 以及破坏 OsPK4 、OsPK5 、OsPK6 和 OsPK10 分别降低了千粒重和结实率。此外,通过 CRISPR/Cas9 系统破坏 OsPK4 、OsPK6 、OsPK8 和 OsPK10 后,与野生型相比,总淀粉含量增加,蛋白质含量降低。同样,操作 OsPK4 、OsPK8 和 OsPK10 基因会增加直链淀粉含量。同时,除 ospk6 外,所有 CRISPR 突变体和 RNAi 系的谷粒与野生型相比,垩白率均显著增加。总体而言,这项研究描述了PK基因家族所有基因的功能,并展示了它们在改善水稻产量和品质性状方面的尚未开发的潜力。
1 国际原子能机构 (IAEA) 联合司植物育种和遗传学实验室,2444 Seibersdorf,奥地利 2 生物信息学和科学计算核心,维也纳生物中心核心设施有限公司,Dr-Bohr-Gasse 3, 1030 Vienna,奥地利 3 医学生物信息学中心,图尔库生物科学中心,图尔库大学,Tykistökatu 6, 20520 Turku,芬兰 4 医学生物信息学中心,图尔库生物科学中心,Åbo Akademi 大学,Tykistökatu 6, 20520 Turku,芬兰 5 临床分子生物学系,比亚韦斯托克医科大学,15-269 Bialystok,波兰 6 生物信息学研究组,基因组学和生物信息学核心设施 Szent á gothai 研究中心,佩奇大学,H-7622 Pecs,匈牙利 7加利福尼亚大学兽医遗传学实验室,美国加利福尼亚州戴维斯市老戴维斯路 95616 * 通讯地址:till.brad@gmail.com