高粱是发达国家和世界其他地方的主食的一种饲料/工业作物。这项研究评估了高粱迷你核心收集天数,在7-12个测试环境中,多天开花(DF),生物质,植物高度(pH),可溶性固体含量(SSC)和果汁重量(JW)和DF和pH的高粱参考集。我们还分别在迷你核心收集和参考集中分别进行了6 094 317和265 500单核苷酸多态性标记的全基因组缔合映射。在迷你核心面板中,我们确定了DF的三个定量性状基因座,两个用于JW,一个用于pH,一个用于生物质。在参考集面板中,我们确定了6号染色体上pH的另一个定量性状基因座,该特性也与迷你核心面板中的生物质,DF,JW和SSC有关。从该基因座中选择的三个基因的转基因研究表明,当在高粱和甘蔗中过表达时,Sobic.006G061100(SBSNF4-2)增加了生物质,SSC,JW和pH,并且在跨基因高粱中延迟开花。SBSNF4-2编码进化保守的AMPK/SNF1/SNRK1异三聚体配合物的γ亚基。SBSNF4-2及其直系同源物将在植物中生物量和糖产量的遗传增强中有价值。
通过使用基因组编辑和稳定植物转化技术,开发将高粱基因与表型联系起来的基因组水平知识库以实现生物能源目标,对于理解基本生理功能和作物改良至关重要。我们与参与该项目的各个实验室一起贡献中央枢纽能力,以创建、测试和培育转基因和基因组编辑植物。我们已经建立了可靠的协议,用于通过农杆菌介导将实验性遗传构建体引入高粱 cv BTx430,并合作生成该项目正在进行的研究所需的可行转基因。这些实验包括:; (1) 用于敲低的高粱 RNAi 构建体,例如电压门控氯离子通道蛋白、α碳酸酐酶 7 (CA) 和 9-顺式环氧胡萝卜素双加氧酶 4 以及 myb 结构域蛋白 60; (2) 构建体用于测试磷酸烯醇丙酮酸羧化酶 (PEPC) 启动子表达、CA 过表达和具有改变动力学的 PEPC 的保真度;(3) 旨在测试一系列增加的叶肉 CA 活性的 CA 过表达的其他版本;(4) Ta Cas 9、dTa Cas9 和 dCas9 转录激活因子用于改进编辑,以及;(5) 构建体用于评估转基因过程的改进,旨在增加转化频率并缩短 T1 种子的时间。这些品系目前处于转基因过程的不同阶段。使用形态发生调节剂介导的转化 (MRMT) 的最新发展是实现快速转化和基因组编辑的突破。我们报告了一种使用 MMRT 技术的改进的快速转化方法的开发,该方法有可能增加我们的项目的吞吐量并缩短时间。与 Voytas 实验室合作,我们评估了 MRMT 载体的公共版本。 Voytas 实验室还在测试递送基因组编辑试剂的新方法,特别是使用 RNA 病毒载体通过感染递送 gRNA。通过感染进行可遗传基因编辑已在多个双子叶植物中实现,我们正在努力在狗尾草和高粱中实施该技术。
高粱 (Sorghum bicolor (L.) Moench) 是世界主要的农业生产谷物作物之一,在干旱地区具有特殊重要性。然而,与其他谷物不同,高粱的营养价值较低,这是由于其种子储存蛋白 (kafirins) 对蛋白酶消化具有抗性等原因造成的。提高高粱营养价值的有效方法之一是获得部分或完全抑制 kafirins 合成或改变 kafirins 氨基酸组成的突变体。利用基因组编辑可以通过在 α- 和 γ-kafirin 基因的核苷酸序列中引入突变来解决此问题。在本研究中,选择了基因组靶基序 (23 bp 序列) 以将突变引入高粱的 α- 和 γ-KAFIRIN 基因。使用在线工具 CRISPROR 和 CHOPCHOP 进行 gRNA 的设计。为 α-KAFIRIN (k1C5) 和 γ-KAFIRIN (gKAF1) 基因选择了两个最合适的靶标。在 BsaI (Eco31I) 位点将相应序列插入通用载体 pSH121。通过 DNA 测序验证克隆过程。使用 SfiI 限制位点将所得构建体亚克隆到兼容的二元载体 B479p7oUZm-LH 中。通过使用 MluI 和 SfiI 切割位点的限制分析确认二元载体的正确组装。通过电穿孔将创建的四个载体 (1C - 4C) 转移到农杆菌菌株 AGL0 中。目前,该载体系列用于使用未成熟胚外植体对高粱进行稳定转化。
The publication and annotation of a reference genome sequence for sorghum, based on the elite grain type BTx623 (Paterson et al., 2009 ), has fast-tracked gene and novel sequence variants discovery and has enabled resequencing studies (Mace et al., 2013 , Zheng et al., 2011 ) to identify millions of sequence variants and signatures of domestica- tion.像所有栽培作物一样,高粱经历了与驯化相关的遗传瓶颈,而重新定制研究确定了对现代,耕种线条多样性的巨大限制。因此,培养的种质系仅采样了一小部分,这些物种的遗传多样性受第一农民选择的基因限制的物种。这些包括在早期农业中有价值的基因,偶然选择的等位基因以及随后出现的新突变。随后的气候和农业系统的变化意味着,第一农民选择的初始基因将不包含我们当前挑战所需的所有变化。考虑到这一点,应强烈考虑探索和利用高粱特别丰富的CWR的变化。
细菌和酵母是从鳄梨树的叶子,花朵和果实中分离出来的几年,这些鳄梨树已经被杀虫剂喷洒了几年。分离出的1050种微生物,37%抑制了谷甲藻菌菌群在马铃薯葡萄糖琼脂上的菌丝体生长。这些生物中的许多生物还显着降低了质真菌在覆盖弱糖琼脂的孢子虫的孢子发芽,而比细菌的酵母比更有效。一些细菌和酵母还减少了鳄梨叶盘上病原体的孢子发芽。主要的抑制细菌组为芽孢杆菌属,拮抗酵母菌包括金黄色葡萄球菌。以及各种粉红色和白色菌落类型。杆菌的抗生素耐药物,两种酵母菌的甲状腺素抗分离株和一个金黄色卵巢菌。喷在鳄梨叶上,并在Phylloplane上存活至少2个月。根据这些测试的性能,选择了生物防治和定殖电势的分离株,并测试了它们提供疾病控制水果的能力。在重复测试中,几种细菌和酵母在用病原体接种果实之前施用脱离的鳄梨果实的病变发育和病变大小。