原生质体再生困难是CRISPR/Cas9基因编辑技术在油菜(Brassica napus L.)研究和育种中有效应用的一大障碍。本研究首次描述了一种快速有效的油菜品种Kumily原生质体分离、再生和转染的方法,及其在基因编辑中的应用。从3-4周龄叶片中分离的原生质体在MI和MII液体培养基中培养以形成细胞壁和细胞分裂,然后在芽诱导培养基和芽再生培养基中继代培养以产生芽。研究了不同基础培养基、植物生长调节剂的类型和组合以及每种培养基上原生质体培养时间与原生质体再生的关系。结果表明,MI培养基中较高浓度的NAA(0.5 mg l −1)和2,4-D(0.5 mg l −1)对原生质体形成细胞壁和维持细胞分裂至关重要,而此后应降低生长素的浓度以形成愈伤组织和诱导芽。对于芽再生,需要相对高浓度的细胞分裂素,在所有测试组合中,2.2 mg l −1 TDZ与生长素0.5 mg l −1 NAA的组合可获得最佳效果,芽再生率高达45%。我们的结果还表明,原生质体在不同培养基上的培养时间至关重要,因为较长的培养时间会显著降低芽再生频率。此外,我们优化了油菜的转染方案。利用该优化方案,我们成功编辑了控制油菜中硫代葡萄糖苷运输的BnGTR基因,且突变频率很高。
农场和农业领导人敦促农民不要对在马尼托巴发现一种危险的新型油菜籽病害感到恐慌。但是,农民应该在冬季学习有关黄萎病的所有知识:如何发现它以及如何防止其蔓延。由于只有一个已知田地受到感染,因此仍有可能根除它。“我们已经对其进行了隔离,”马尼托巴省油菜种植者协会主席 Ed Rempel 说。加拿大油菜理事会主席 Patti Miller 表示根除是可能的。“如果这是一个完全孤立的事件,也许可以做些什么,”她说。“如果还有其他地点,您可以考虑其他风险缓解因素。”黄萎病是瑞典的头号油菜病。在收获季节,一块田地里发现了这种病害,大片的作物呈现出奇怪的枯萎模式。马尼托巴省农业部和加拿大食品检验局的官员视察了这块田地,采集了样本,组织了检疫措施,并追查了病原体的身份。
油菜籽不仅可以提供大量具有高营养价值的食用油,还可以用作许多行业生产生物燃料的原料。因此,为了满足人类和工业的需求,迫切需要进行基因改变。尽管杂交和诱变等传统育种技术长期以来仍然是培育油菜良种的主要方法,但成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 正在成为最有价值的基因编辑技术之一,它可以实现精确的基因组工程,并为植物功能基因组学的研究开辟新的途径。虽然 CRISPR 已用于许多其他作物的遗传改良,但它有望成为油菜籽油改良的基因组编辑和分子设计的有效工具。这篇小型评论将讨论和总结过去和正在进行的使用 CRISPR 技术在油菜籽油改良和脂肪酸组成方面的研究和开发。此外,本文还将简要总结阻碍该工具效率的因素以及如何消除这些因素。本文还将考虑改进 CRISPR 技术以在油菜中获得更好的结果。这篇小综述将为使用 CRISPR 技术进行油菜油改良研究和遗传改良的研究人员打开新的窗口。
油菜籽在发育过程中含有叶绿素,使其呈现绿色。随着种子的成熟,它们会呈现出黑色、红褐色到黄色等颜色。黑色和红褐色种子的种皮会积累色素,而黄籽品种的种皮透明,可以露出胚的颜色。研究表明,黄籽油菜籽比黑籽品种休眠期短、发芽更简单、含油量更高,因此培育黄籽油菜籽是提高油分含量的有效方法(Yang et al.,2021)。芥菜和油菜黄籽品种的鉴别相对简单,因为纯黄色表型在遗传上是稳定的(Li et al.,2012;Chen et al.,2015)。然而,由于种皮颜色变异复杂,包括黄色中夹杂黑色斑点、斑块或棕色环等杂色,油菜种皮一直未能获得稳定的纯黄色后代,且分离后代的种皮颜色呈现连续变异(刘,1992;Auger等,2010;Qu等,2013),因此准确、高效地测定油菜种皮颜色仍是一项关键且具有挑战性的任务。许多研究涉及油菜籽颜色的鉴别(Li等,2001;Somers等,2001;Zhang等,2006;Baetzel等,2003;Tańska等,2005;Li等,2012;Liu等,2005;Ye等,2018)。例如,Li等(2001)通过目视观察来评估甘蓝型油菜的黄籽程度,这种方法简单但过于依赖观察者,导致识别可能不准确。Somers等(2001)利用光反射来评估黄籽颜色等级,通过测量反射值并计算籽粒颜色指数或光反射值。该方法虽然较为客观,但仅能捕捉亮度等单维颜色数据,忽略了原始材料的丰富信息。为了解决这一限制,许多学者致力于通过 RGB 颜色系统进行数字图像分析( Zhang et al.,2006 ; Baetzel et al.,2003 ; Ta ńska et al.,2005 ; Li et al.,2012 ; Liu et al.,2005 ; Ye et al.,2018 )。然而,油菜籽表皮颜色复杂且相似,精准识别颜色具有挑战性,现有的技术缺乏可靠性和标准化。因此,准确、有效地测量黄籽油菜的颜色仍然至关重要。化学计量学和计算机技术的最新进展导致了近红外光谱技术(NIRS)的发展,这是一种结合物体图像和光谱数据的技术。 NIRS 以其速度快、无损和高效而闻名,被广泛用于农产品的快速、无损分析。多项研究已经证明了它的实用性(Guo 等人,2019年;布等人,2023;梁等人,2023;刘等人,2021;佩蒂斯科等人,2010;森等人,2018;刘等人,2022;张等人,2020;魏等人,2020;张等人,2018;江等,2017;李等人,2022;江等,2018;他等人,2022)。例如,郭等人。 (2019) 使用 NIRS 成像系统 (380 – 1,000 nm) 来准确量化掺假大米,而 Bu 等人。 (2023) 将高光谱成像与卷积神经网络相结合,建立了高粱品种识别的智能模型,准确率超越了现有模型。该技术也已应用于油菜生长诊断。例如,刘等人 (2021) 开发了一种基于高光谱技术的检测算法来预测甘蓝型油菜中的油酸含量。Petisco 等人 (2010) 研究了甘蓝型油菜的可见光和近红外光谱。
抗油菜素唑(BZR)转录因子是油菜素内酯(BR)信号转导的关键元件,在调控植物生长发育中起重要作用。但关于BZR在甜菜主根生长中的分子调控机制知之甚少。在本研究中,外源BR处理显著诱导了BvBZR1的表达。过表达BvBZR1的转基因甜菜与野生型相比表现出更大的主根直径,这主要是由于通过增加薄壁细胞的大小和层数,形成层环之间的间距显著增加。BvBZR1调节BvCESA6、BvXTH33、BvFAD3和BvCEL1的表达,增强细胞壁代谢,促进甜菜主根在薄壁细胞中生长和每个形成层环的发育。此外,BvBZR1过表达显著增加了主根中蔗糖和可溶性糖的积累,这是由于它能够调控甜菜主根各形成层环和薄壁细胞中BvSPS和BvINV的表达,提高BvSPS、BvSS-S、BvSS-C和BvINV酶的活性所致。这些结果说明BvBZR1能够调控细胞壁和蔗糖代谢相关基因的表达,提高相应酶活性,促进各形成层环和薄壁细胞的发育,从而促进甜菜主根的生长发育。
中西部地方土地服务区约有 110,000 人居住,覆盖格伦费尔、福布斯和惠灵顿地区,以及宁根和库南布尔的西部平原。该地区以种植业和畜牧业混合种植为主。小麦是主要谷物作物,油菜是最重要的非谷物作物。绵羊和牛养殖是主要的畜牧业。该地区生产多种园艺作物,也是多种自然资源的所在地,包括国际公认的麦格理沼泽。
Keywords: BP neural network, fuzzy control, cutting platform height, multisensor ABSTRACT In this paper, BP neural network is used to collect header height, AMEsim is used to simulate and analyze header height adjustment hydraulic system, and fuzzy PID control is used to adjust header lifting hydraulic cylinder to stabilize header height. The experimental results of harvesting different crops show that under the header height automatic control system, the error between the actual height of crop harvesting and the set height is within 15 mm, and the harvesting effect is good, which can meet the automatic regulation requirements of the header height of the multi crop combine harvester. 摘要 为了提高调节的精度,采用 BP 神经网络多传感器融合处理技术采集割台实时高度,通过 AMEsim 软件对割台 高度调节液压系统进行仿真分析,最后采用模糊 PID 控制比例电磁阀调节割台升降液压缸从而稳定割台高度。 通过收获油菜、谷子和水稻的试验结果证明:在割台高度自动控制系统下,作物收获的实际高度与设定高度误
获得正确的建议和专业知识也至关重要。可持续农业投资 (SFI) 的行动需要以正确的方式实施,以避免日后出现问题,例如,如果纳入豆科休耕,则需要采取适当的措施来控制黑草和蛞蝓的压力。我还帮助种植者了解他们已经在进行的可持续实践——有时甚至没有意识到——以及哪些实践相当容易采用。例如,许多种植者已经在种植油菜,并且可能有资格获得资助。同样,养分管理计划、变量投入和病虫害综合治理 (IPM) 策略并不总是意味着整体上发生重大变化,因此对许多农场来说,这可能是良好的开端。
尽管“基因热潮”席卷了公共和私人实验室,但很少有农业应用进入市场。这与法规无关,可能与技术障碍、专利问题和消费者拒绝有关。在美国,尽管许多基因编辑生物不受监管,但只有两种基因编辑生物在商业上种植,一种是耐除草剂的油菜(Cibus 的 SU Canola)和一种脂肪酸组成改变的大豆(Calyxt 的高油酸大豆)。一头基因编辑的无角牛被搁置,因为美国当局发现它实际上是转基因的,尽管开发人员声称它不含外来基因 29 — — 它的基因组无意中含有赋予抗生素耐药性的细菌 DNA。30