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番茄细菌性斑点病抗性育种进展与挑战
摘要：细菌性斑点病是番茄的一种严重病害，由至少四种黄单胞菌引起。这些菌种包括X. euvesicatoria（T1 菌种）、X. vesicatoria（T2 菌种）、X. perforans（T3 和 T4 菌种）和 X. gardneri，每组菌种的地理分布不同。目前，X. gardneri 和 X. perforans 是北美番茄的两种主要细菌性病原体，其中 X. perforans（T4 菌种）在东海岸占主导地位，而 X. gardneri 在中西部占主导地位。该病害可导致高达 66% 的产量损失。由于缺乏有效的化学防治措施和商业抗性品种，该病害的管理具有挑战性。尽管已经鉴定出主要的抗性基因（R）和数量抗性，但抗细菌性斑点病的番茄育种受到多种因素的阻碍，包括克服抗性的病原体新种群的出现、抗性的多基因控制、连锁累赘、抗性的非加性成分以及幼苗测定和田间抗性之间的低相关性。含有 Bs2 和 EFR 基因的转基因番茄对多个黄单胞菌种群均有效。然而，由于公众的担忧和复杂的监管流程，它尚未实现商业化。基因组学辅助育种、基于效应的基因组学育种和基因组编辑技术可能是实现番茄持久抗细菌性斑点病的新方法。本文的主要目的是了解番茄细菌性斑点病的现状，包括其分布和病原体多样性、疾病管理中的挑战、抗病来源、抗性遗传学和育种，以及新育种方法的未来前景。
番茄驯化过程中耐盐性的丧失是由 Na+/K+ 转运蛋白的变化引起的
驯化导致番茄耐盐性降低。为了确定造成这种缺陷的遗传成分，我们对由 369 个具有较大自然变异的番茄种质组成的群体进行了根系 Na + /K + 比的全基因组关联研究 (GWAS)。与根系 Na + /K + 比相关的最显著变异是在编码进化枝 IV HAK/KUP/KT 转运蛋白成员的基因 SlHAK 20 中确定的。我们进一步发现，SlHAK 20 运输 Na + 和 K + 并在盐胁迫条件下调节 Na + 和 K + 稳态。发现 SlHAK 20 编码序列的变异是与 Na + /K + 比相关的致病变异，并赋予番茄耐盐性。番茄 SlHAK 20 和水稻同源基因的敲除突变导致对盐胁迫的高度敏感性。总之，我们的研究揭示了一种以前未知的耐盐分子机制，该机制是造成栽培番茄品种耐盐性不足的原因。我们的研究结果为通过分子育种提高番茄和其他作物的耐盐性提供了重要信息。
气候智能型番茄的基因组设计
摘要 番茄是世界上第一种食用蔬菜。番茄的生长条件和地区各不相同，主要在田间用于加工番茄，而新鲜市场番茄通常在温室中生产。番茄面临着许多环境压力，既有生物的，也有非生物的。如今，许多新的基因组资源可用，从而加速了遗传进程。在本章中，我们将首先介绍培育气候智能型番茄的主要挑战。我们将介绍与生产力、果实质量和对环境压力的适应性相关的育种目标，特别关注气候变化如何影响这些目标。在第二部分中，我们将介绍可用的遗传和基因组资源。然后，我们将讨论传统和分子育种技术。然后，我们将特别关注生态生理建模，这可能是定义适应育种目标的新理想型的重要策略。最后，我们将说明如何实施新的生物技术工具并将其用于培育气候智能型番茄。
番茄中组成性甾体糖苷生物碱的生物合成受 IIIe 分支碱性螺旋-环-螺旋转录因子 MYC1 和 MYC2 调控
（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 2020 年 1 月 28 日发布。；https://doi.org/10.1101/2020.01.27.921833 doi：bioRxiv preprint
在番茄中应用CRISPR/CAS9介导的基因编辑
crispr-/cas9介导的基因编辑已在包括番茄在内的许多食品作物中证明。番茄（Solanum lycopersicum）既是重要的粮食作物，又是一种模型植物物种，已广泛用于研究基因功能，尤其是与水果生物学有关的植物。这种双重性在目的中与随时可用的资源（突变种群，基因组序列，转化方法）相结合，使番茄成为基因编辑的理想候选者。我们实验室通常使用的CRISPR/CAS9系统已应用于各种番茄基因型和野生物种solanum pimpinellium。矢量系统基于金门克隆技术。盒，该基因既赋予对卡纳米霉素的抗性，Kanamycin是由CAMV 35S启动子驱动的人类密码子驱动的Cas9，并在控制拟南芥U6 Polymerase促进剂的控制下引导RNA（GRNA）是组装成T-Dna的casss cass9。通常，我们设计了每个基因靶标的两个GRNA的CRISPR/CAS9构建体。但是，我们已经成功地包括多达八个grnas，以同时针对多个基因和区域。将CRISPR-/CAS9设计的构建体引入番茄中是通过基于基于NPTII基因的存在的培养基的培养基的培养基感染的转化方法来实现的。本章详细介绍了CRISPR/CAS9构建体和基因型分析（基于PCR的扩增子测序和T7核酸内切酶）的方法。
农杆菌介导的番茄转化
番茄既是一种重要的粮食作物，也是用于各种研究（包括了解基因功能）的模型植物。转化通常与番茄的所有广泛遗传和基因组资源相结合，以促进这些研究。我们实验室常用的转化方案已应用于许多不同的番茄基因型，并依赖于农杆菌对幼子叶切片的感染。我们使用载体系统进行过度表达，使用 RNA 干扰进行基因沉默，使用 CRISPR/Cas9 进行基因组编辑。用于设计基因构建体的载体包含可选择的标记基因，这些基因赋予对卡那霉素、潮霉素和除草剂成分双丙氨膦的抗性。本章详细介绍了我们遵循的农杆菌介导的番茄栽培和野生品种转化方案。
绕过由驯化基因施加的番茄产量的负性上述
塞巴斯蒂安·索伊克（Sebastian Soyk），1,10 Zachary H. Lemmon，1,10 Matan Oved，2 Josef Fisher，2 Katie L. Liberatore，1,3,8 Soon Ju Park，4 Anna Goren，Anna Goren，5 Ke Jiang，5 Ke Jiang，1,9 Alexis Ramos，1,9 Alexis Ramos，6 Esther van der Knaap，6 Esther Van der Knaap，6 Esther van der Knaap，6 Esther van der knaap，6 Joyce van eck，7 Dani and Z eck and Z ece and B. Lippman 1,3,11， * 1 Cold Spring Harbour实验室，纽约州冷泉港，11724，美国2，美国2号农业学院，耶路撒冷希伯来大学，Rehovot 76100，以色列3 WATSON生物学科学学院，Cold Spring Harbour Sciences，Cold Spring Harbor韩国众议院众议员Jeonbuk 54538植物与环境科学系，魏兹曼科学研究所，Rehovot 76100，以色列6植物育种研究所，遗传与基因组学研究所，佐治亚大学，雅典，雅典，GA 30602，GA 30602，USA 7美国农业，圣保罗，明尼苏达州55108，美国9现在的地址：印第安纳波利斯的道路Agrosciences，46268，美国10，这些作者同等贡献11个铅接触 *通信 *通信：lippman@cshl.edu http://dx.doii.doi.doi.doi.org/10.10.10.1016/j.cell.cell.cell.cell.cell.2017.032
在贝宁市出售的番茄罐头的微生物变质
*通讯作者：abraham.ogofureabraham@live.com摘要番茄（Solanum lycopersicum），是索拉纳科家族中最重要的蔬菜农作物之一，它在世界各地种植以食品和其他经济目的。在本研究中研究了不同产品品牌的罐头番茄罐头的微生物变质。观察到总有氧和厌氧计数小于10个3个细胞，这些细胞在可接受的极限之内。罐装产品中的两种没有微生物计数，而其他罐头的计数从2 x 10 1到5 x 10 1不等，用于有氧开放的番茄的有氧计数，1 x 10 1至2 x 10 1用于厌氧计数。然而，在所有六种研究中，损坏的番茄罐装产品的有氧运动范围为4.2 x 10 4到9.1 x 10 4。厌氧罐装番茄的厌氧计数范围为2.5 x 10 4到6.8 x 10 4。从变质罐头番茄样品中获得的孤立生物显示出存在芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌，乳酸链球菌，乳酸菌，假单胞菌，sp。，梭状芽孢杆菌，梭状芽孢杆菌，梭状芽孢杆菌，coagulus coagulans，saccharomyces sp。，念珠菌sp。，粘液sp。，尼日尔曲霉和青霉。这些生物与在贝宁市销售的罐头番茄产品的破坏有关。开放后立即消耗这些产品时，它们是安全的，因为新鲜产品的微生物负载在可接受的监管标准之内。关键字：西红柿罐头，监管标准，有氧计数，厌氧计数
使用生物技术在番茄中创建或转移新颖性状
番茄（Lycopersicon esculentum）通常被认为是植物育种成功的典型，并且通过使用生物技术而有可能进一步证明。对番茄作为基因工程模型系统的兴趣部分是由于过去50年来对Lycopersicon属所做的大量工作。这项工作包括收集乳杆菌及其野生亲戚的种质，创建染色体的添加和易位库存，发现或创建> 1200个单基因突变体（Stevens and Rick。1986）。 从野生种类的抗性基因转移。 为突变体或抗性基因的数量创建了近乎异构的线，以及clas -sical遗传图的发展（Tanksley等，1990）。 具有> 300个标记物，包括突变体，同工酶和抗性基因。 番茄作为研究系统的吸引力也是由于该物种将其用于基因工作的特征。 L. esculentum及其野生亲属是二倍体物种，2n = 24，并且适合局部逻辑研究。 L. esculentum易于自我授粉或交叉，以相对较高的种子组融合。 L. esculentum具有相对较小的基因组（0.7 pg）。 几乎没有重复的基因座（Rick，1971； Tanksley等，1987）。 关于L. esculentum及其野生亲戚的种植，遗传学和生物学的绝佳中心资源是“ The Tomato Crop”（Astherton and Rudich，1986）。 可以在番茄遗传合作社的年度出版报告中找到Lycopersicon可用的植物材料清单。1986）。从野生种类的抗性基因转移。为突变体或抗性基因的数量创建了近乎异构的线，以及clas -sical遗传图的发展（Tanksley等，1990）。具有> 300个标记物，包括突变体，同工酶和抗性基因。番茄作为研究系统的吸引力也是由于该物种将其用于基因工作的特征。L. esculentum及其野生亲属是二倍体物种，2n = 24，并且适合局部逻辑研究。L. esculentum易于自我授粉或交叉，以相对较高的种子组融合。L. esculentum具有相对较小的基因组（0.7 pg）。几乎没有重复的基因座（Rick，1971； Tanksley等，1987）。关于L. esculentum及其野生亲戚的种植，遗传学和生物学的绝佳中心资源是“ The Tomato Crop”（Astherton and Rudich，1986）。可以在番茄遗传合作社的年度出版报告中找到Lycopersicon可用的植物材料清单。在最近的一篇文章中。Hille等。 （1989）总结了在番茄改善中最广泛的术语意义上的生物技术。 而不是在这篇出色的文章中重复材料。 本讨论的重点是概述新兴技术用于番茄改进的能力和潜在价值。 使用分子开发在两种分子技术上使用分子发展中的进展。 使用TI介导的基因转移的RFLP图创建/使用RFLP图以及将外源DNA引入植物基因组。 如果人们还考虑了“生物技术”的标题培养，则也可以考虑原生质体融合和再生的植物改善的可能性。 当前的番茄RFLP图可能是较高的植物基因组中最合理的图（Tanksley等，1990）。 一旦创建。 RFLP地图有几种用于植物改进的用途。 该地图可用于定位和识别感兴趣基因的分子制造商（年轻和坦克。Hille等。（1989）总结了在番茄改善中最广泛的术语意义上的生物技术。而不是在这篇出色的文章中重复材料。本讨论的重点是概述新兴技术用于番茄改进的能力和潜在价值。使用分子开发在两种分子技术上使用分子发展中的进展。使用TI介导的基因转移的RFLP图创建/使用RFLP图以及将外源DNA引入植物基因组。如果人们还考虑了“生物技术”的标题培养，则也可以考虑原生质体融合和再生的植物改善的可能性。当前的番茄RFLP图可能是较高的植物基因组中最合理的图（Tanksley等，1990）。一旦创建。RFLP地图有几种用于植物改进的用途。该地图可用于定位和识别感兴趣基因的分子制造商（年轻和坦克。1989）。 曾经已经确定了紧密连接的分子标记。 标记可用于间接筛选感兴趣的基因。 ，因此促进了所需的主要基因的快速转移，同时最大程度地减少了连锁阻力（Tanksley等。1989; Tanksley，1989）。 RFLP映射可以进一步用于识别与重要定量性状相关的基因组区域。1989）。曾经已经确定了紧密连接的分子标记。标记可用于间接筛选感兴趣的基因。，因此促进了所需的主要基因的快速转移，同时最大程度地减少了连锁阻力（Tanksley等。1989; Tanksley，1989）。RFLP映射可以进一步用于识别与重要定量性状相关的基因组区域。一旦确定了这些区域，就可以使用该信息来促进影响定量特征的基因的转移（Paterson等，1988; Tanksley等人.. 1989）。