摘要:xa13是一个隐性多效基因,对水稻抗病性起正向调控作用,对水稻育性起负向调控作用,严重制约了其在水稻育性中的应用。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术删除Xa13基因启动子部分序列,包括病原菌诱导表达元件,使编辑后的启动子区水稻失去病原菌诱导基因表达能力,但不影响叶片和花药中背景基因的表达,从而获得抗病性和正常产量。研究还筛选出一株删除目的序列、分离T 1 代(无转基因株系)外源转基因片段的抗病、育性正常植株家系,并对T 2 代水稻的重要农艺性状进行了研究。结果表明,添加/不添加外源DNA的T 2 代水稻在抽穗期、株高、单株穗数、穗长和田间结实率等方面与野生型均无统计学差异。成功转化2个重要常规水稻品种空育131(KY131,耿/粳稻)和黄华占(HHZ,鲜/籼稻),并获得抗病、丰产材料,是目前我国2个经过改良后可直接用于生产的重要常规水稻品种。转基因水稻(KY-PD和HHZ-PD)叶片中Xa13基因在病原菌侵染后没有被诱导表达,表明此方法可普遍有效应用,有利于推动xa13这一隐性抗病多效基因在水稻抗白叶枯病方面的实际应用。通过编辑基因非编码区调控基因表达的研究,为今后开展分子设计育种提供了新思路。
马铃薯是第三大重要粮食作物,但种植面临众多疾病和不利的非生物条件的挑战。为了对抗疾病,经常使用杀菌剂是很常见的。通过基因组编辑敲除易感基因可能是提高抗性的持久选择。DMR6 已被描述为几种作物中的易感基因,根据数据显示,基因功能中断后抗性增加。在马铃薯中,Stdmr6-1 突变体已被描述为在受控条件下对晚疫病病原菌 Phytophthora infestans 具有更高的抗性。在这里,我们展示了连续四年在 P. infestans 种群复杂的地区对 CRISPR/Cas9 突变体进行的田间评估,结果表明对晚疫病的抗性增强,而不会影响产量或块茎质量。此外,对田间试验中马铃薯块茎的研究表明,对普通疮痂病的抗性增强,突变株系在受控条件下表现出对早疫病病原菌 Alternaria solani 的抗性增强。早疫病和疮痂病是马铃薯抗性育种中难以攻克的病害,因为抗性基因非常稀少。Stdmr6-1 突变体所描述的广谱抗性可能进一步扩展到某些非生物胁迫条件。在干旱模拟或盐度的受控实验中,Stdmr6-1 突变体植物受到的影响小于背景品种。总之,这些结果表明 Stdmr6-1 突变体有望成为未来可持续马铃薯种植的有用工具,且没有任何明显的权衡。
尖镰孢属热带病原菌 4 号 (Foc TR4) 又称热带病原菌 4 号 (TR4),引起的枯萎病正在全球造成破坏,威胁着几乎所有的香蕉和大蕉生产商。TR4 无法用杀菌剂控制,也无法用熏蒸剂从土壤中根除。TR4 能够在土壤中存活数十年,其致命影响和广泛的寄主范围(包括卡文迪什品种)是其被列为香蕉生产最大威胁的主要原因。提高对抗病害的关键是提高对开发抗病品种相关概念的认识和理解,正确引进和抗病性评估。本次网络研讨会是世界香蕉论坛及其 TR4 全球网络组织的一系列能力建设和意识提升活动的一部分。之前的活动重点关注 TR4 诊断、能力建设和意识提升以及 TR4 抗性品种。此次网络研讨会旨在提供有关对 Foc TR4 具有耐受性或抗性的香蕉品种的更多信息,并讨论在引进和评估这些品种时需要考虑的重要方面。本次活动还将涵盖抗性评估所需的步骤,考虑到安全引进外来种质的检疫协议、指数化、种植材料繁殖、抗性试验的实验设计和抗性评估。活动录音可在网站上找到:https://www.fao.org/tr4gn/fao-in-action/webinars/
马铃薯是第三大重要粮食作物,但种植面临众多疾病和不利的非生物条件的挑战。为了对抗疾病,经常使用杀菌剂是很常见的。通过基因组编辑敲除易感基因可能是提高抗性的持久选择。DMR6 已被描述为几种作物中的易感基因,根据数据显示,基因功能中断后抗性增加。在马铃薯中,Stdmr6-1 突变体已被描述为在受控条件下对晚疫病病原菌 Phytophthora infestans 具有更高的抗性。在这里,我们展示了连续四年在 P. infestans 种群复杂的地区对 CRISPR/Cas9 突变体进行的田间评估,结果表明对晚疫病的抗性增强,而不会影响产量或块茎质量。此外,对田间试验中马铃薯块茎的研究表明,对普通疮痂病的抗性增强,突变株系在受控条件下表现出对早疫病病原菌 Alternaria solani 的抗性增强。早疫病和疮痂病是马铃薯抗性育种中难以攻克的病害,因为抗性基因非常稀少。Stdmr6-1 突变体所描述的广谱抗性可能进一步扩展到某些非生物胁迫条件。在干旱模拟或盐度的受控实验中,Stdmr6-1 突变体植物受到的影响小于背景品种。总之,这些结果表明 Stdmr6-1 突变体有望成为未来可持续马铃薯种植的有用工具,且没有任何明显的权衡。
大豆疫霉菌是研究植物病原菌卵菌的模式物种,早期利用大豆疫霉菌进行基因功能研究主要基于基因沉默技术,近年来,CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术在大豆疫霉菌中成功建立并广泛应用于卵菌中。本文介绍了基于CRISPR/Cas9的基因组编辑技术利用PEG介导的大豆疫霉菌原生质体稳定转化的操作步骤。将表达Cas9和单链指导RNA的pYF515以及候选基因的同源置换载体共转化大豆疫霉菌。最后将候选基因的ORF替换为整个潮霉素B磷酸转移酶基因(HPH)的ORF,实现精准敲除。
有研究表明,对抗大生物体免疫因素的防御是通过形成对革兰氏阳性菌有溶解作用的膜囊泡来实现的,而这反过来可能导致微生物产生抗生素耐药性。金黄色葡萄球菌 ( S. aureus ) 是引起糖尿病足综合征 (DFS) 的常见病原体。我们描述了抗生素耐药性以及溶解囊泡作为金黄色葡萄球菌分离株和金黄色葡萄球菌参考菌株培养物中抗生素耐药性的作用。此外,我们使用枯草芽孢杆菌 ( B. subtilis ) 来确定囊泡在 36 名不同年龄的缺血性和混合性 DFS 患者中的溶解作用。这项研究的结果是,我们发现膜囊泡具有溶解作用,在金黄色葡萄球菌参考菌株及其临床分离株的囊泡周围以及枯草芽孢杆菌参考菌株的囊泡周围均形成了溶解区。在编码对多种抗生素耐药性的基因中,16.7%的临床菌株检测到blaCTX-M-2基因,11.1%的菌株检测到Erm和Tet基因,5.5%的菌株检测到Mec-1基因,5.5%的菌株检测到VanA和VanB基因。5.5%的菌株还检测到了质粒介导的喹诺酮类药物耐药基因qnrB。同时,11.1%的金黄色葡萄球菌临床菌株检测到多重耐药。进一步的研究应分析所述基因对粘附和膜囊泡形成的贡献及其在DFS患者和其他来源的伤口和感染的伤口愈合发病机制中的意义。
Kost TD、Gessler C、Jänsch M、Flachowsky H、Patocchi A 和 Broggini GA (2015) 开发出第一种对火疫病具有更高抗性的顺式基因苹果。PLoS One doi: 10.1371/journal.pone.0143980 Meng XD、Bonasera JM、Kim JF、Nissinen RM 和 Beer SV (2006) 与火疫病病原菌 Erwinia amylovora 的致病效应物 DspA/E 相互作用的苹果蛋白。Mol Plant Microbe Interact 19:53-61 Nishitani C、Hirai N、Komori S、Wada M、Okada K、Osakabe K 等人 (2016) 利用 CRISPR/Cas9 系统对苹果进行高效基因组编辑。科学代表 doi: 10.1038/srep31481
DBT-NIAB 科学家研究印度奶牛以获取治疗结核病的药物 结核病 (TB) 是全球主要死亡原因之一。2018 年全球约有 1000 万新发病例和 150 万人死亡。它是艾滋病毒感染者的主要杀手,也是与抗菌素耐药性 (AMR) 相关死亡的主要原因。印度是该病负担最重的国家,估计发病率约为 269 万例。据报道,相当一部分人类结核病是由牛分枝杆菌引起的,牛分枝杆菌是牛结核病 (牛结核病或 BTB) 的主要病原菌。换句话说,牛是人畜共患结核病的主要宿主。更糟糕的是,牛的结核病也是由人类结核杆菌 M. Tuberculosis 引起的。由于多种原因,牛结核病和人畜共患结核病对印度的健康提出了独特的挑战。
结果:使用宏基因组测序系统和填充微生物群落分类学组成,总共注释了7,703种,而使用代谢物促进液则鉴定了50,046个代谢物。AS和健康对照患者之间发现了差异微生物和代谢物。此外,TNFI得到了确认,以部分恢复肠道菌群和代谢产物。对菌群和代谢产物进行了多词分析,以确定差异微生物和代谢产物之间的关联,鉴定出与抑制病原菌细菌ruminococcoccus gnavus以及促进促进性细菌细菌的抑制相关的化合物,这些化合物(如羟硫素醇和生物素)相关。通过实验研究,进一步确定了微生物与代谢产物之间的关系,并且探索了这两种类型的微生物对肠上皮细胞的影响以及炎症性细胞因子介绍介物-18(IL-18)。
摘要:番茄晚疫病(LB)的病原菌是致病疫霉菌,是一种毁灭性的疾病,严重影响植物的生产力。植物中易感基因(S)的存在促进了病原菌的增殖;因此,抑制这些基因可能有助于提供广谱和持久的耐受性/抗性。先前对拟南芥和番茄的研究表明,PMR4 易感基因的敲除突变体对白粉病具有耐受性。此外,马铃薯中 PMR4 的敲低已被证明可以赋予对 LB 的耐受性。为了在本研究中验证番茄中的相同效果,将含有四个单向导 RNA(sgRNA:sgRNA1、sgRNA6、sgRNA7 和 sgRNA8)的 CRISPR-Cas9 载体(靶向尽可能多的 SlPMR4 区域)通过农杆菌介导的转化引入两种广泛种植的意大利番茄品种:“San Marzano”(SM)和“Oxheart”(OX)。选择了 35 株植物(26 株 SM 和 9 株 OX)并进行筛选,以确定 CRISPR/Cas9 诱导的突变。不同的 sgRNA 导致的突变频率范围从 22.1% 到 100%,或者精确插入(sgRNA6)或缺失(sgRNA7、sgRNA1 和 sgRNA8)。值得注意的是,sgRNA7 在七种 SM 基因型中诱导了纯合状态下的 − 7 bp 缺失,而 sgRNA8 导致产生十五种具有双等位基因突变( − 7 bp 和 − 2 bp)的 SM 基因型。选定的编辑品系接种了 P. infestans,其中四种在 PMR4 基因座完全敲除的品系与对照植物相比表现出减轻的病害症状(易感性从 55% 降低到 80%)。使用 Illumina 全基因组测序对四种 SM 品系进行测序以进行更深入的表征,而未显示出候选脱靶区域发生任何突变的证据。我们的结果首次表明,pmr4 番茄突变体对致病疫霉菌的易感性降低,证实了 KO PMR4 在提供针对病原体的广谱保护中的作用。