(未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者此版本于 2022 年 8 月 10 日发布。;https://doi.org/10.1101/2022.08.09.503242 doi:bioRxiv preprint
亲爱的编辑,当前遗传学研究的一个主要挑战是通过正向遗传学方法识别具有罕见或没有遗传变异的基因的功能,例如种质资源中的数量性状基因座定位和关联研究,特别是在多倍体作物中,研究重复基因的功能分化非常困难。在这里,我们报道了一个在硫代葡萄糖苷运输中发生罕见突变的致病基因,并创建了一种低种子硫代葡萄糖苷基因型,用于多倍体油菜的品质和抗性育种,油菜是全球第二大食用油和蛋白粕来源。硫代葡萄糖苷是众所周知的次级代谢产物,在植物防御疾病和昆虫以及人类营养/健康方面具有重要的生物学和经济作用,例如抗癌作用(Sønderby 等,2010)。然而,高种子粕硫代葡萄糖苷会导致甲状腺肿和其他有害影响。因此,20 世纪中叶开始了“双低”(低籽粒硫代葡萄糖苷和低芥酸含量)油菜育种,大大降低了籽粒硫代葡萄糖苷含量,从 0.100 m mol g –1 降低到 5.30 m mol g –1。
摘要:光系统Ⅱ是叶绿体的重要组成部分,其修复过程对缓解光抑制至关重要,对提高植物的抗逆性和光合效率具有重要意义。致死基因被广泛应用于基因编辑的效率检测和方法改进。本研究在油菜中发现了一个自然发生的致死突变体7-521Y,该突变体子叶黄化,受双隐性基因cyd1和cyd2控制。通过全基因组重测序和图位克隆相结合的方法,利用15 167个黄化个体将CYD1精细定位到29 kb的基因组区域上。通过对转基因进行共遗传分析和功能验证,确定BnaC06.FtsH1为目的基因;它编码一个丝状温度敏感蛋白H 1 (FtsH1)水解酶,能够降解拟南芥中受损的PSII D1。BnaC06.FtsH1在甘蓝型油菜的子叶、叶片和花中表达量较高,且定位于叶绿体中。此外,在7-521Y中,FtsH上游调控基因EngA的表达上调,D1的表达下调。FtsH1和FtsH5的双突变体在甘蓝型油菜中是致死的。通过系统发育分析发现,在芸苔属植物中FtsH5的丢失,剩下的FtsH1是PSII修复周期所必需的。CYD2可能是甘蓝型油菜A07染色体上FtsH1的同源基因。我们的研究为致死突变体提供了新的见解,其发现可能有助于提高油菜 PSII 修复周期的效率和生物量积累。
背景:顶花基因1(TFL1)属于磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)家族,在高等植物花分生组织身份决定及开花时间调控中起重要作用。结果:在油菜基因组中鉴定出5个BnaTFL1基因拷贝。系统发育分析表明,5个BnaTFL1基因拷贝与祖先种芜菁和甘蓝中相应的同源拷贝聚集在一起。BnaTFL1的表达局限于花芽、花、种子、角果和茎组织中,并表现出不同的表达谱。利用CRISPR/Cas9技术产生的BnaC03.TFL1敲除突变体表现出早花表型,而其他基因拷贝的敲除突变体开花时间与野生型相似。此外,BnaTFL1基因单个拷贝的敲除突变体表现出了植株结构的改变,BnaTFL1突变体的株高、分枝起始高度、分枝数、角果数、每角果种子数和主花序上的角果数均显著减少。
全球变暖、干旱、洪水和其他极端事件等气候变化的影响对全球作物生产构成了严峻挑战。油菜对油料产业的贡献使其成为国际贸易和农业经济的重要组成部分。这种作物遭受的多种非生物胁迫越来越多,导致农业经济损失,因此,让油菜作物在同时面临多种非生物胁迫时具有生存和维持产量的能力至关重要。为了更好地了解压力感知机制,需要分析多种压力响应基因和其他调控元件(如非编码 RNA)的调控途径。然而,我们对这些途径及其在油菜中的相互作用的理解还远未完成。本综述概述了目前对压力响应基因及其在赋予油菜多种压力耐受性方面的作用的了解。通过组学数据挖掘分析网络串扰现在使得揭示植物压力感知和信号传导所需的潜在复杂性成为可能。本文还讨论了新型生物技术方法,例如无转基因基因组编辑和利用纳米粒子作为基因传递工具。这些方法有助于为开发具有更少监管限制的、能够抵御气候变化的油菜品种提供解决方案。本文还强调了合成生物学通过微调应激调节元件来设计和修改网络的潜在能力,以适应植物对应激的适应。
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。
