本评论论文通过研究该领域的进步和挑战来深入研究植物育种的未来。引言概述了植物育种的历史演变,并强调了它在应对当代全球挑战(例如粮食安全和气候变化)方面的相关性。随后的一节探讨了从常规到分子繁殖技术的过渡,展示了标记辅助选择,基因组选择和基因编辑方面的最新进步。此外,评论阐明了育种应激和适应性作物的意义,以应对气候变化和其他环境压力源的影响。详细讨论了植物育种中的OMICS技术(包括基因组学,转录组学和蛋白质组学)的整合,以强调它们在加速育种进展中的作用。最后,本文解决了与植物育种的未来相关的挑战和道德考虑,包括采用转基因生物以及需要强大的监管框架。总的来说,这篇评论阐明了植物育种领域中有希望的前景和潜在的陷阱,强调了可持续和道德实践的重要性。关键词:植物育种;进步;分子育种;压力耐受性。1。引言植物育种是改变植物遗传学以发展新品种的遗传学的艺术和科学,其历史可追溯到数千年。随着19世纪现代科学的出现,植物育种取得了重大飞跃。选择和传播理想的植物特征的过程始于早期的农业文明,例如古埃及人和中国人,他们将小麦和大米等农作物驯化[1]。随着时间的流逝,这种选择性的繁殖导致了更具富有成效和弹性的植物品种的发展,这标志着植物育种进化的初始阶段。格雷戈尔·门德尔(Gregor Mendel)的工作通常被视为遗传学之父,奠定了理解遗传原理的基础。Mendel对豌豆植物的实验证明了特定特征的遗传以及主导和隐性等位基因的概念。随着对遗传学的理解,20世纪初期,正式的植物育种计划的兴起。像尼古拉·瓦维洛夫(Nikolai Vavilov)和路德·伯班克(Luther Burbank)这样的先驱为该领域做出了重大贡献。Vavilov对世界各地植物多样性的广泛探索导致建立了基因库,并将作物野生亲戚作为繁殖的宝贵遗传资源[2]。伯班克是一位杰出的园艺家,他
DNA和RNA世界:1。在门德尔(Mendel)之后的几年中,研究了遗传物质的性质,从而意识到DNA是大多数生物中的遗传物质。2。脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)是活体系中发现的两种核酸。核酸是核苷酸的聚合物。3。DNA在大多数生物体中充当遗传物质,而RNA在某些病毒中充当遗传物质。4。RNA主要用作Messenger。RNA具有其他功能作为衔接子,结构或催化分子。 5。 多核苷酸链的结构(i)核苷酸具有三个部分,即 氮基,五糖糖(DNA中的脱氧核糖,RNA中的核糖)和磷酸基团。 (ii)氮碱是嘌呤,即 腺嘌呤,鸟嘌呤和嘧啶,即 胞嘧啶,尿嘧啶和胸腺嘧啶。 (iii)胞嘧啶在DNA和胸腺氨酸中都存在于DNA中。 尿嘧啶存在于胸腺嘧啶位置的RNA中。 (iv)氮基碱通过N-糖苷键连接到五糖糖,形成核苷,即 腺苷和鸟嘌呤等。 (v)当磷酸基团通过磷酸二酯键连接到核苷的5' - OH时,形成了相应的核苷酸。 (vi)两个核苷酸通过3' - > 5'磷酸二酯键连接以形成二核苷酸。 (vii)可以连接几个核苷酸以形成多核苷酸链。 (x)基碱对彼此互补。RNA具有其他功能作为衔接子,结构或催化分子。5。多核苷酸链的结构(i)核苷酸具有三个部分,即氮基,五糖糖(DNA中的脱氧核糖,RNA中的核糖)和磷酸基团。(ii)氮碱是嘌呤,即腺嘌呤,鸟嘌呤和嘧啶,即胞嘧啶,尿嘧啶和胸腺嘧啶。(iii)胞嘧啶在DNA和胸腺氨酸中都存在于DNA中。尿嘧啶存在于胸腺嘧啶位置的RNA中。(iv)氮基碱通过N-糖苷键连接到五糖糖,形成核苷,即腺苷和鸟嘌呤等。(v)当磷酸基团通过磷酸二酯键连接到核苷的5' - OH时,形成了相应的核苷酸。(vi)两个核苷酸通过3' - > 5'磷酸二酯键连接以形成二核苷酸。(vii)可以连接几个核苷酸以形成多核苷酸链。(x)基碱对彼此互补。(viii)多核苷酸链中的主链由于糖和磷酸盐而形成。(ix)与主链糖部分相关的氮基碱基。6。在RNA的情况下,每个核苷酸残基都有一个额外的OH组,核糖中的2位位于核糖中。另外,在胸腺氨酸(5-甲基尿嘧啶)的位置也发现了尿嘧啶。
pontocerebellar促发育不足序列序列分析和外显子级缺失/重复测试19个基因面板基因列表ampd2,cask,chmp1a*,exosc3,exosc3,ophn1,rars2,rars2,rars2,rars2,reln,reln,reln,sepsecs,sepsecs,sepsecs,sepsecs,sepsecs,tsen2,tsen2,tsen15,tsen1111a11a11a11a11a11a, TUBB2B,TUBB3,VLDLR,VPS53,VRK1 *只能检测到CHMP1A和TUBA1A基因临床特征Pontocerebellar低位症(PCH)的大删除/复制,这是一种罕见的疾病,是一种罕见的疾病,影响了ventral Pons and Cerebellum,两种结构,在两个结构中都在linea中发挥了相同的发育。PCH在大多数情况下都有胎儿发作,并且似乎是由于发育缺陷和小脑的进行性萎缩的结合而引起的。1-4由于子宫内发作和PON的参与,PCH可以与其他异常小脑发育障碍区分开,这些异常是由于产前感染,血管异常,退行性疾病,退化性疾病,或代谢异常而引起的。 PCH有三种主要类型。 1型PCH是一种婴儿致死型,会影响脊髓中的前角细胞,并引起脊柱肌肉萎缩,肌张力低下,染色和小头畸形。 2型PCH显示了脊柱运动神经元的保留,其特征是发育延迟,语言障碍,吞咽困难,进行性小头畸形和肌张力障碍或唱片。 在2型PCH中,还可以看到滋补性持续性癫痫发作,呼吸异常,低血压,共济失调和眼动异常。 4型PCH与2型PCH相似但更严重,受影响的儿童患有染色,严重的广泛性克隆和呼吸衰竭,导致新生儿时期死亡。1-4由于子宫内发作和PON的参与,PCH可以与其他异常小脑发育障碍区分开,这些异常是由于产前感染,血管异常,退行性疾病,退化性疾病,或代谢异常而引起的。PCH有三种主要类型。1型PCH是一种婴儿致死型,会影响脊髓中的前角细胞,并引起脊柱肌肉萎缩,肌张力低下,染色和小头畸形。2型PCH显示了脊柱运动神经元的保留,其特征是发育延迟,语言障碍,吞咽困难,进行性小头畸形和肌张力障碍或唱片。滋补性持续性癫痫发作,呼吸异常,低血压,共济失调和眼动异常。4型PCH与2型PCH相似但更严重,受影响的儿童患有染色,严重的广泛性克隆和呼吸衰竭,导致新生儿时期死亡。其他形式的PCH极为罕见,除了小脑发育不全外,还包括可变的临床体征。在PCH的鉴别诊断中,经常考虑小脑发育不全疾病。这些可能包括X连接的小脑发育不全疾病,而无需一致的POS参与,这也可以伴随着智力障碍(XLID),肌畸形,小头畸形和癫痫病。此外,常染色体显性微管蛋白相关的疾病存在多种脑畸形,包括小脑发育不全,是由异常的神经元迁移,分化和轴突指导引起的。5-7遗传学尚不清楚PCH的发生率。 这组疾病表现为常染色体主导,隐性或X连接的主要特征。 神经放射学表现,发病年龄和随附的临床体征通常足够不同,以允许PCH类型的临床分类并与分子诊断相关。 1-4 PCH尽管存在遗传异质性,但通常表现为真正的门德尔特征,但目前的文献表明,由于某些基因中的致病变异,可以看到临床异质性。 GenEDX的pontocerebellar发育不全面板包括对18个基因的测序和缺失/重复分析。 这些基因编码各种蛋白质,包括涉及微管组装的蛋白质(TUBB基因),转移RNA剪接蛋白复合物(TSEN基因)的成分以及负责所有线粒体蛋白(RARS2)翻译的转移RNA合成酶。 在Illumina平台上同时对富集的目标同时测序。5-7遗传学尚不清楚PCH的发生率。这组疾病表现为常染色体主导,隐性或X连接的主要特征。神经放射学表现,发病年龄和随附的临床体征通常足够不同,以允许PCH类型的临床分类并与分子诊断相关。1-4 PCH尽管存在遗传异质性,但通常表现为真正的门德尔特征,但目前的文献表明,由于某些基因中的致病变异,可以看到临床异质性。GenEDX的pontocerebellar发育不全面板包括对18个基因的测序和缺失/重复分析。这些基因编码各种蛋白质,包括涉及微管组装的蛋白质(TUBB基因),转移RNA剪接蛋白复合物(TSEN基因)的成分以及负责所有线粒体蛋白(RARS2)翻译的转移RNA合成酶。在Illumina平台上同时对富集的目标同时测序。使用来自提交样品的基因组DNA,该面板上基因的完整编码区域和剪接位点连接的测试方法富含GenEDX开发的专有靶向捕获系统,用于使用CNV调用(NGS-CNV)进行下一代测序。双向序列读取是基于NCBI refSEQ转录本的参考序列组装并对齐的,并且人类基因组构建了GRCH37/UCSC HG19。基因特异性过滤后,分析数据以识别涉及编码
皮肤是人体最大的免疫器官,可保护人体免受外部攻击。越来越多的研究发现,许多皮肤疾病与身体的整体平衡有关,例如免疫状态,身体代谢水平,肠道菌群稳态等。牛皮癣(PSO),特应性皮炎(AD),痤疮和地衣planus(LP)是临床实践中常见的皮肤疾病。牛皮癣是一种与免疫相关的慢性炎症性皮肤病。在皮肤上看到了带有银色尺度的良好定义的红斑斑块。许多研究表明,牛皮癣与自身免疫,代谢,气体结构和心理健康疾病有关[1-4]。瘙痒,多态性病变和渗出趋势是特应性皮炎的常见特征,一种慢性复发和减轻炎症性皮肤病[5]。特应性皮炎与遗传学,自身免疫,环境,胃肠道健康和心理健康有关。该疾病的病因和发病机理并不十分清楚,通常认为这可能是通过免疫介导的途径之间相互作用与环境因素之间相互作用的结果[6]。在青少年和年轻人中,痤疮是Seba腺体的常见慢性炎性疾病[7]。过去,痤疮的发病机理尚未完全理解。遗传因素,雄激素诱导的皮脂分泌,卵泡皮肤腺管角化病,po杆菌雕刻繁殖,免疫炎症反应以及其他因素可能与之相关。它发生在弯曲的肢体上。某些患者的发病机理还受到遗传,免疫,内分泌,情绪和饮食因素的影响。许多研究表明,肠道菌群失衡在痤疮的发病机理中起着至关重要的作用[8]。地衣是一种发炎性皮肤疾病,会影响皮肤,粘膜和adnexa [9]。通常,病变升高,紫红色,平坦的丘疹,小米至绿豆大小或更大,多边形或圆形,绕着张开,表面上有cerioid膜,白色闪亮的点或细小的浅白色网状条纹。病因尚不清楚,可能与免疫,遗传,病毒感染,神经精神病因素等有关。这些常见皮肤疾病的发病率在过去30年中逐渐增加,这已成为全球公共卫生问题。肠道微生物群(GM)是肠道中一个大型且复杂的微生物群落,被认为与人体的保护,免疫力,代谢和营养密切相关。肠道菌群不仅直接影响肠道,而且还可能影响其他器官的正常生理和稳态,例如肺,脑,肝脏和皮肤。为了维持肠皮稳态,肠道菌群起着重要作用[10]。当肠道菌群与免疫系统之间的关系发生变化时,它将对皮肤产生一定的影响,这可能会促进某些皮肤疾病的发生和发育。各种皮肤疾病与肠道菌群改变有关[11]。牛皮癣,特应性皮炎,痤疮和地衣的发病机理可能与肠道微生物群有关。但是,影响皮肤健康的肠道微生物的具体机制尚不清楚。为了加深我们对皮肤疾病的理解,我们应用了门德尔随机化,以进一步探索肠道微生物群和牛皮癣,特应性皮炎,痤疮和地衣planus之间的因果关系。Mendelian随机化(MR)是一种基于全基因组关联研究(GWAS)的汇总数据探索暴露与结果之间因果关系的方法[12]。因果关系[13]。该方法已被广泛用于某些疾病的阶层生物学研究。与传统的观察性研究相比,它具有消除混杂因素的良好效果,并使结果更加稳定和可靠
勃起功能障碍(ED)被定义为阴茎持续无法实现和/或保持勃起的性生活,是泌尿科中最常见的疾病之一(1)。尽管Ed不会对生命构成威胁,但它对社会构成了重大的安全隐患。 它不仅会影响患者的身心健康,而且会给性伴侣带来极大的困扰,从而导致患者及其伴侣的生活质量下降,家庭中的不和谐,更认真地,工作生产力的下降,家庭暴力的提高以及医疗负担的增加。 与心血管危险因素高度相关,例如高脂血症,糖尿病和血压异常。 先前的研究发现,ED和心血管疾病的发病机理基本上是相同的,均以血管内皮功能障碍为中心,最终导致血管性动脉粥样硬化(2-4)。 因此,ED和心血管疾病具有共同的危险因素。 脂质,包括总胆固醇(TC),甘油三酸酯(TG),低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL),在此过程中起着至关重要的作用。 烟酸,他汀类药物,纤维和新型脂质降低药物通常用于治疗高脂血症(5-8)。 有临床证据表明,降脂药物疗法可以显着改善由高脂血症引起的有机ED患者的勃起功能(9,10)。 几个荟萃分析也显示了相似的结论(11,12)。 近年来,药物靶标MR分析已成为有效的工具。尽管Ed不会对生命构成威胁,但它对社会构成了重大的安全隐患。它不仅会影响患者的身心健康,而且会给性伴侣带来极大的困扰,从而导致患者及其伴侣的生活质量下降,家庭中的不和谐,更认真地,工作生产力的下降,家庭暴力的提高以及医疗负担的增加。与心血管危险因素高度相关,例如高脂血症,糖尿病和血压异常。 先前的研究发现,ED和心血管疾病的发病机理基本上是相同的,均以血管内皮功能障碍为中心,最终导致血管性动脉粥样硬化(2-4)。 因此,ED和心血管疾病具有共同的危险因素。 脂质,包括总胆固醇(TC),甘油三酸酯(TG),低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL),在此过程中起着至关重要的作用。 烟酸,他汀类药物,纤维和新型脂质降低药物通常用于治疗高脂血症(5-8)。 有临床证据表明,降脂药物疗法可以显着改善由高脂血症引起的有机ED患者的勃起功能(9,10)。 几个荟萃分析也显示了相似的结论(11,12)。 近年来,药物靶标MR分析已成为有效的工具。与心血管危险因素高度相关,例如高脂血症,糖尿病和血压异常。先前的研究发现,ED和心血管疾病的发病机理基本上是相同的,均以血管内皮功能障碍为中心,最终导致血管性动脉粥样硬化(2-4)。因此,ED和心血管疾病具有共同的危险因素。脂质,包括总胆固醇(TC),甘油三酸酯(TG),低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL),在此过程中起着至关重要的作用。烟酸,他汀类药物,纤维和新型脂质降低药物通常用于治疗高脂血症(5-8)。有临床证据表明,降脂药物疗法可以显着改善由高脂血症引起的有机ED患者的勃起功能(9,10)。几个荟萃分析也显示了相似的结论(11,12)。近年来,药物靶标MR分析已成为有效的工具。但是,一些学者发现,高脂血症的患者在使用降低脂质药物期间可能会降低睾丸激素水平,这反过来又可能导致ED发生。此外,一些研究表明他汀类药物可能通过影响自主神经功能或心理因素而间接导致ED的发生(13)。随机对照试验(RCT)是确定药物效率和不良反应的标准方法。但是,目前缺乏降脂药物和ED之间的大规模随机对照试验。降低脂质药物对ED和性激素水平的发生的影响尚不清楚,需要进一步探索。随着全基因组关联研究(GWAS)的日益普及,门德尔随机化(MR)可能是用于解决问题的RCT研究的有效替代方法。由于遗传变异(等位基因)是在减数分裂过程中随机分配的,因此MR研究的参与者根据等位基因的存在“随机”。这类似于随机对照试验,该试验将参与者随机分配到实验治疗组或对照组(14、15)。因此,MR分析的优点是,与其他研究方法相比,MR分析不易受到混杂因素的影响。它用于推断针对蛋白质编码基因,拮抗剂,激动剂或抑制剂对疾病风险的药物的影响(16)。该工具对破译药物治疗的潜力和促进药物开发非常有帮助。