内布拉斯加大学林肯分校非生物胁迫耐受性博士后职位 内布拉斯加大学林肯分校 Walia 实验室现提供博士后职位,研究水稻和玉米的耐热和耐旱机制。该职位将利用全植物生理学、表型组学和分子方法,专注于谷物对耐热和耐旱胁迫反应的分子和遗传学表征。该项目的目标是从分子层面理解发育事件与非生物胁迫之间的相互作用。具有基因编辑、突变体分析、种子生物学、分子相互作用和/或表达分析方面的经验者优先考虑。应聘者必须拥有植物生物学、分子生物学或植物遗传学或密切相关领域的博士学位。有出版作品证据并对使用分子和功能基因组学方法有浓厚兴趣的候选人将优先考虑。薪水与经验和资历相称。感兴趣的候选人请通过电子邮件向 Harkamal Walia 博士(hwalia2@ unl.edu)申请。请在您的电子邮件中包含以下内容:(1) 简历和 (2) 3 位推荐人的联系信息。如需更多信息,请访问:https://www.unl.edu/psi/harkamal-walia ; https://agronomy.unl.edu/walia ; https://www.unl.edu/psi/ ;
摘要:非生物胁迫,主要是干旱、高温、盐碱、寒冷和涝渍,对谷物作物产生不利影响。它们限制了全球大麦的生产并造成了巨大的经济损失。多年来,人们已鉴定出大麦在各种胁迫下的功能基因,随着现代基因编辑平台的引入,抗逆性基因改良也发生了新的转变。特别是,成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 9 (Cas9) 是一种用于精确突变和性状改良的强大而多功能的工具。在这篇综述中,我们重点介绍了主要大麦生产国受胁迫影响的地区及其相应的经济损失。我们整理了大约 150 个与抗逆性相关的关键基因,并将它们组合成一个物理图谱,用于潜在的育种实践。我们还概述了精确碱基编辑、主要编辑和多路复用技术在有针对性性状修饰中的应用,并讨论了当前的挑战,包括高通量突变体基因分型和基因型依赖性在遗传转化中的应用,以促进商业育种。所列出的基因可以抵消干旱、盐度和营养缺乏等主要压力,相应基因编辑技术的潜在应用将为大麦改良以提高其气候适应能力提供参考。
摘要:甘蔗是一种重要的经济作物,为世界糖供应和生物燃料生产的原料做出了巨大贡献,在全球糖业中发挥着重要作用。然而,生物和非生物胁迫严重阻碍了甘蔗可持续生产力的发展。基因工程已被用于将有用的基因转移到甘蔗植物中以改善其理想性状,并已成为一种基础和应用研究方法,以在不同不利环境条件下保持生长和生产力。然而,转基因方法的使用仍然存在争议,需要严格的实验方法来应对生物安全挑战。成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 介导的基因组编辑技术正在迅速发展,并可能彻底改变甘蔗生产。本综述旨在探索创新的基因工程技术及其在开发具有增强的抗生物和非生物胁迫能力的甘蔗品种以生产优良甘蔗品种中的成功应用。
©作者2024。Open Access本文是根据Creative Commons Attribution 4.0 International许可获得许可的,该许可允许以任何媒介或格式使用,共享,适应,分发和复制,只要您对原始作者和来源提供适当的信誉,请提供与创意共享许可证的链接,并指出是否进行了更改。本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的创意共享许可中,除非在信用额度中另有说明。如果本文的创意共享许可中未包含材料,并且您的预期用途不受法定法规的允许或超过允许的用途,则您需要直接从版权所有者那里获得许可。要查看此许可证的副本,请访问http://creativecommons.org/licenses/4.0/。Creative Commons公共领域奉献豁免(http://creativecom- mons.org/publicdomain/zero/zero/1.0/)适用于本文中提供的数据,除非在信用额度中另有说明。
类黄酮构成茶厂叶片(茶花)的主要营养素。迄今为止,尽管众所周知,干旱应力会对茶叶中类黄酮的生物合成产生负面影响,但这种现象背后的机制尚不清楚。在此,我们报告了一种蛋白质磷酸化机制,该机制对干旱条件下茶叶中类黄酮的生物合成负面调节。转录分析表明,类黄酮生物合成的基因表达下调以及CSMPK4A的上调编码叶片中丝裂原激活蛋白激酶的CSMPK4A。荧光素酶互补和酵母双杂交测定法表明,CSMPK4A与CSWD40相互作用。在体外,特异性蛋白质免疫和蛋白质质谱分析的磷酸化测定法表明CSWD40的SER-216,THR-221和SER-253是CSMPK4A的潜在磷酸化位点。此外,在干旱条件下,蛋白质免疫分析发现了茶叶中CSWD40的磷酸化水平升高。三个磷酸化位点的突变产生了去磷酸化的CSWD40 3A和磷酸化的CSWD40 3D变体,这些变体被引入拟南芥TTG1突变体中。代谢分析表明,TTG1中的花色蛋白蛋白和原蛋白素含量较低:CSWD40 3D
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。
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。
气候变化是多方面的,主要包括气温升高、极端天气事件发生频率增加、大气中温室气体(如二氧化碳、甲烷)积累增加以及降水模式改变( Gray and Brady,2016 ; Vennapusa et al.,2023 )。这些事件加剧了非生物胁迫因素,同时也为病虫害等生物胁迫提供了有利条件。因此,了解和保护这些胁迫因素之间的复杂相互作用对于开发抗逆性作物品种和确保全球粮食和营养安全至关重要( Kulkarni et al.,2018 )。在这方面,植物科学家面临着制定增强作物抗逆性和确保粮食安全的战略的重大挑战。在自然界中,植物同时暴露于多种非生物胁迫因素(Nabi 等人,2019 年),这使它们能够通过各种精细平衡的反应共同进化并发展耐力(Lima 等人,2015 年;Gonzalez Guzman 等人,2022 年)。了解植物反应中的分子、遗传和调控机制将有助于制定缓解气候变化的策略。下一代测序技术的进步导致了高质量参考基因组、高通量基因分型系统和复杂遗传连锁图谱的开发,这使得能够通过全基因组关联研究 (GWAS) 和数量性状位点 (QTL) 作图精确识别与感兴趣性状相关的基因组区域(Asekova 等人,2021 年;Uffelmann 等人,2021 年)。研究人员能够通过标记辅助选择 (MAS) 或基因组选择 (GS) 显著加快作物简单和复杂性状遗传改良的速度。由于这些发展,在理解植物对非生物和生物胁迫的耐受性和适应性机制方面取得了实质性进展。随着基因编辑技术的最新进展,现在可以开发具有
