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黑豆 [Vigna] 的遗传学、基因组学和育种...
黑豆 [ Vigna mungo (L.) Hepper] 是一种营养丰富的豆科作物，主要生长在南亚和东南亚，其中印度的种植面积最大，那里的黑豆作物受到多种生物和非生物胁迫的挑战，导致产量严重损失。改善遗传收益以提高农场产量是黑豆育种计划的主要目标。这可以通过开发对主要疾病（如绿豆黄花叶病、乌豆叶皱缩病毒、尾孢叶斑病、炭疽病、白粉病）和昆虫害虫（如白蝇、豇豆蚜虫、蓟马、茎蝇和豆象）具有抗性的品种来实现。除了提高农场产量外，结合市场偏好的性状还能确保采用优良品种。黑豆育种计划依赖于有限数量的亲本系，导致所开发品种的遗传基础狭窄。为了加速遗传增益，迫切需要纳入更多不同的遗传物质，以改善育种群体的适应性和抗逆性。本综述总结了黑豆的重要性、主要的生物和非生物胁迫、可用的遗传和基因组资源、潜在作物改良的主要性状、它们的遗传以及黑豆用于开发新品种的育种方法。
转基因作物和食品 - UGSpace - 加纳大学
摘要 加纳议会于 2011 年通过了《生物安全法》，允许在该国农业中应用转基因生物 (GMO) 技术。在一个充满活力的民主国家，媒体广泛讨论了转基因作物是否会造福或伤害公民。2022 年 6 月，国家转基因监管机构国家生物安全局 (NBA) 批准该国第一种转基因作物 (Bt 豇豆) 进行环境释放，宣布该作物不会带来改变的环境风险或食品/饲料安全问题。这项研究确定了该国 3 家最活跃的数字新闻媒体，并对批准前后 18 个月报道的所有转基因故事进行了内容分析，以评估批准是否改变了媒体报道的转基因问题的重点。确定了 91 篇文章。结果显示，媒体关于转基因生物对该国粮食安全可能产生的影响的报道在批准后急剧增加。然而，媒体关于转基因生物可能对健康、社会文化和环境产生的影响的报道却减少了。我们观察到媒体和公众似乎对该技术如何解决或加剧粮食不安全问题的讨论很感兴趣，并敦促加纳的农业生物技术参与者在他们的宣传活动中关注这一点。
报告名称：农业生物技术年鉴
执行摘要 塞内加尔于 2022 年 6 月通过了一项新的生物安全法，目前正在完成该法律实施法令的审批程序。截至本报告发布时，政府正在审议该法令。在 FAS 达喀尔调查涵盖的八个国家中，布基纳法索拥有最为完善的生物安全监管体系。 2012 年，布基纳法索通过了《生物安全法》，以促进转基因产品的研究和商业化。这促进了转基因棉花的种植批准，以及三种转基因产品的研发：抗豆荚螟（苏云金芽孢杆菌或 Bt）豇豆、转基因蚊子和利用基因组编辑技术开发出的抗细菌性枯萎病的转基因水稻品系。自 2020 年起，西非国家经济共同体 (ECOWAS) 批准了一项区域生物安全法，塞内加尔和毛里塔尼亚也通过了新的生物安全法。尼日尔于 2021 年成立了国家技术和科学委员会。尽管取得了这些积极进展，但许多西非人对生物技术的好处并不了解，公众的怀疑态度仍然相对较高。未来能否获得市场认可将取决于向公众宣传和教育生物技术产品的安全性和好处。有关 FAS 达喀尔地区生物安全法的更多信息，请参阅以下报告：
基因编辑技术及其在豆科植物中的应用
豆科植物富含蛋白质和植物化学物质，数千年来一直是人类的健康饮食。鉴于豆科植物在人类营养和农业生产中的重要作用，研究人员付出了巨大努力来获得豆科植物的新遗传性状，如产量、抗逆性和营养品质。近年来，豆科植物基因组资源的显著增加为应用尖端育种技术（如转基因技术、基因组编辑和基因组选择）进行作物改良奠定了基础。除了基于 CRISPR/Cas9 的基因组编辑系统等不同的基因组编辑技术外，本综述文章还讨论了植物特异性基因编辑方法的最新进展，以及与改良具有重要农艺特性的豆科作物相关的问题和潜在益处。基因组编辑技术已在不同豆科植物中得到有效应用，包括苜蓿和莲花等模式豆科植物，以及大豆、豇豆和鹰嘴豆等作物。我们还讨论了豆科植物中使用的基因编辑方法以及模式豆科植物和顽固豆科植物农艺性状的改良。尽管基因组编辑可以为豆科植物的育种提供巨大的机会，但政府监管限制是一个主要问题。在此背景下，我们还讨论了欧盟和美利坚合众国基因组编辑策略监管框架的比较。基因编辑技术为豆科植物育种中重要农艺性状的改良开辟了新的可能性。
未充分利用的豆科植物：营养状况和提高质量和数量的先进育种方法
未充分利用/孤儿豆科植物在干旱和极度饥饿时期为资源匮乏的农村人口提供粮食和营养安全，从而挽救了数百万人的生命。豆科植物是第三大开花植物科，约有 650 个属和 20,000 个物种，分布在全球。有各种富含蛋白质的可食用豆科植物，如大豆、豇豆等；然而，由于需求不断增加，它们的消费率远远高于生产率。全球日益增长的需求从动物性蛋白质饮食转向素食性蛋白质饮食也加速了对它们的需求。在这种情况下，未充分利用的豆科植物为粮食安全、营养需求和农业发展提供了巨大的潜力。据报道，许多已知的豆科植物，如 Mucuna spp.、Canavalia spp.、Sesbania spp.、Phaseolus spp. 等，都含有相当数量的蛋白质、必需氨基酸、多不饱和脂肪酸 (PUFA)、膳食纤维、必需矿物质和维生素以及其他生物活性化合物。考虑到这一点，当前的审查重点是发现未充分利用的豆科植物作为食物、饲料和药用化学品来源的潜力，以便为解决营养不良相关问题和维持全球豆类需求提供基线数据。关于未充分利用的豆科植物的信息很少，而且仅限于具有地方或传统意义的特定地理区域。大约有 700 个属和 20,000 个物种有待驯化、改良和主流化。需要在研究、育种和开发方面做出重大努力，将现有的经过精心挑选、有前途的作物地方品种转变为具有广泛适应性和经济价值的类型
传统技术对尼日尔萨赫勒地区原料奶稳定化的贡献。
这项研究是在尼日尔的马拉迪市和科尼省进行的。其目的是研究尼日尔稳定生乳的不同传统方法并加以改进。该方法包括进行个人访谈。共有 200 名受访者，其中 100 名来自马拉迪，100 名来自科尼。分析显示，这是一项以女性为主的活动。在马拉迪，15 至 30 岁年龄段的人占多数，而在科尼，39 至 47 岁年龄段的人最多。在这两个地方，他们的主要活动都是以畜牧业为主，其中马拉迪占 66%，科尼占 50%。发现的不同传统保存方法有 4 种：用豇豆 (Vigna unguiculata) 粒保存、用几内亚胡椒保存、用生姜 (Zingiber officinale) 保存和用辣椒 (Capsicum annuum) 保存。在两个地区，人们对豇豆粒和几内亚胡椒 (Xylopia aethiopica) 的保存方法的了解超过了其他保存方法。大多数受访者选择的最长保存时间为 4 天，其中马拉迪为 46%，科尼为 67%。在这两个地区，使用几内亚胡椒的稳定方法最为人所知。牛奶的采购地点是 Rouga（养殖地）；即马拉迪为 92%，科尼为 71%。生产商和小商贩使用相同的稳定方法。总体而言，使用几内亚胡椒的稳定方法最受欢迎。其次是使用豇豆粒的稳定方法。实验室实验表明，使用豇豆粒的稳定方法最有效，Dornic 度较低。我们可以得出结论，原料奶的稳定度一方面因用于保存它的产品而异，另一方面因取决于储存时间的温度而异。
___________________________________________________________________________________________________ ++ 助理教授; # 博士研究生院
豆科作物对全球粮食安全和可持续农业至关重要，它们提供必需的植物蛋白质和氨基酸，同时通过共生固氮作用提高土壤肥力。尽管豆科作物具有营养和生态意义，但它们的生产仍面临诸多挑战，包括产量低、易受生物和非生物胁迫以及气候变化对水和土地资源的影响。解决这些问题需要创新的解决方案，将传统育种与尖端生物技术方法相结合。豆科作物改良的最新进展是通过现代育种和基因组编辑技术实现的，例如 CRISPR/Cas9、TALEN 和 ZFN，这些技术可以进行精确修改，以提高农艺性状的适用性和遗传潜力。尤其是 CRISPR/Cas9，它已成为豆科育种的有力工具，可促进靶向突变、基因敲除和基因表达调控。该综述讨论了其在包括大豆、豇豆、鹰嘴豆和花生在内的各种豆科植物中的应用，以改善性状，例如，CRISPR/Cas9 已被用于增加花生中的油酸含量并改善大豆的光周期开花。农杆菌介导方法和基因枪技术等转化方案的进步以及组织培养和表型分析技术的改进正在帮助克服这些挑战。尽管取得了重大进展，但豆科植物转化和再生方面的挑战仍然存在，但组织培养方案和高通量表型分析的最新改进提高了这些基因组编辑技术的效率。它还探讨了将基因组编辑技术与传统育种计划相结合以加速遗传增益和开发生物强化、气候适应性强的豆科植物品种的潜力。通过利用豆科植物中广泛的遗传多样性并采用先进的基因组学工具，研究人员可以创造不仅产量高而且营养丰富且环境可持续的作物。将基因组编辑技术与传统育种相结合，为开发高产、营养丰富、气候适应性强的豆科植物品种铺平了道路。关键词：豆科植物；生物技术；基因组编辑；CRISPR/Cas9；农杆菌介导
CRISPR/Cas9：功能多样、应用广泛的强大基因组编辑工具
自 2012 年首次发现一种潜在的基因组编辑工具以来 [1,2]，CRISPR/Cas9 系统已成为一种强大而稳健的基因组编辑工具，用于基因功能研究和作物改良。在过去十年中，随着新 Cas 酶的鉴定、现有 Cas9 酶的修饰以及新生物信息学工具的开发，基于 CRISPR/Cas9 的研究发展极为迅速。特别是 Cas 酶的修饰大大提升了 CRISPR/Cas9 基因组编辑的应用潜力 [3]。尽管在基因组编辑中还鉴定和利用了许多其他 Cas 酶，但 CRISPR/Cas9 系统目前指任何 CRISPR/Cas 系统，包括 Cas12 和 Cas13，主要是因为 Cas9 是基因组编辑中第一个也是最常用的 Cas 酶 [4]。目前，CRISPR/Cas9 基因组编辑已广泛应用于许多植物物种，包括模式植物物种和重要的农业作物，如小麦 [5]、棉花 [6] 和大豆 [7]，不仅用于基因功能研究，还用于作物改良。为了促进 CRISPR/Cas9 基因组编辑的快速开发和应用，我们编辑了这期“植物基因组编辑”特刊。在短时间内，这个特刊引起了科学界和工业界的广泛关注。最后，经过专家的同行评审，共有 15 篇论文被接受在 International Journal of Molecular Sciences 的这期特刊上发表。在发表的 15 篇论文中，有 3 篇是及时的综述论文。Jansing 等人（2019）回顾了农业中基因组编辑的技术和实践考虑，特别关注了 CRISPR/Cas9 系统进入植物细胞的当前递送方法及其再生方法。他们还讨论了 CRISPR/Cas9 对改良重要农业作物不同性状的适用性[8]。在所有作物中，利用 CRISPR/Cas 基因组编辑技术在水稻上取得了重大进展。在 Fiaz 等人 (2019) 撰写的一篇综述中，他们回顾了 CRISPR/Cas9 在水稻改良，特别是在稻米品质改良方面的现状[9]。提高 CRISPR/Cas9 的靶向效率、降低非靶向效应一直是基因组编辑的主要课题。在过去的五年里，许多效应被添加到这个领域。在这期特刊中，Hajiahmadi 等人 (2019) 回顾了降低 CRISPR/Cas9 非靶向效应的主要策略。他们认为，单向导RNA（sgRNA）与配体依赖性适体酶策略相结合可能是降低植物非靶标突变频率的有效策略[10]。其余12篇研究文章涉及12种不同的植物物种，包括水稻[11]、棉花[12]、小麦[13,14]、油菜[15]、大豆[16]、红薯[17]、豇豆[18]、番茄[19]、马铃薯[19]、菊苣[20]和模式植物拟南芥[21]，以及藻类莱茵衣藻[22]。从这里可以清楚地看到，越来越多的研究集中在农业上重要的作物上。这些研究中大多数都采用传统的CRISPR/Cas9技术来敲除单个基因，只有一项研究采用CRISPR/Cas9碱基编辑器创建了无转基因的基因组编辑番茄和马铃薯[19]。在这些研究中，大多数都致力于农业上重要的性状。例如，Wang等人（2019）通过CRISPR/Cas9基因组编辑研究了IbGBSSI和IbSBEII基因在红薯淀粉生物合成中的作用