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非生物胁迫耐受性：遗传学、基因组学和育种
2023年10月，《作物杂志》将迎来创刊10周年。该杂志由中国作物学会、中国农业科学院作物科学研究所和中国科学出版传媒集团有限公司（科学出版社）主办，由科学出版社和科爱出版集团（由中国科学出版传媒有限公司和爱思唯尔创办）出版发行。《作物杂志》是一份双月刊、国际化、同行评议的研究期刊，内容涵盖作物科学的各个方面，包括作物种质保存、改良和利用、作物遗传育种、作物生理代谢、作物管理实践、作物生态学和生产、植物-微生物相互作用和作物抗性、有益健康和营养增强的植物、谷物化学、作物生物技术和生物数学。目前，该期刊已被国际索引系统 SCIE、Scopus、DOAJ、AGRIS（FAO）、CAB Abstracts、食品科学技术文摘、日本科学技术振兴会、中国科学引文数据库、EBSCO Essentials、USDA-PubAg 和 Cabells Journalytics 收录。《作物期刊》得到了全球作物科学界的支持。目前，期刊由来自 16 个国家的 116 位专家组成的编辑委员会负责。在过去 10 年中，超过 1500 位来自世界各地的专家为该期刊提供匿名评审。每年发表的文章数量从 46 篇（2014 年）增加到 190 篇（预计 2023 年）（图 1）。贡献文章最多的三个机构（不包括中国机构）是美国农业部 - 农业研究服务局（USDA- ARS）、国际玉米和小麦改良中心（CIMMYT）和印度农业研究理事会（ICAR）。在过去的 10 年中，该期刊已出版了 10 期特刊和 3 个专题，涵盖各种主题。该期刊将继续出版特刊，重点关注作物科学领域的当代主题。截至 2023 年 1 月 30 日，ScienceDirect 已记录来自 126 个国家/地区的 3,456,459 次下载。引用量持续增长，影响因子从 2.658（2017 年）增加到 6.6（2022 年）（图 1）。该期刊在“农学”领域排名前 4.5%，在“植物科学”领域排名前 8.4%。我们对期刊未来发展的目标是继续为全球作物科学界提供高影响力的服务。发展面临着继续增加数量和影响因子的挑战。
小谷子对非生物胁迫的转录组响应
由于气候变化的迅速和有害影响，全球粮食和营养安全正受到干旱、盐碱、寒冷和炎热等非生物胁迫的威胁。小米是一种极具前景的农作物，因其对气候变化和营养食品和饲料日益增长的需求的适应能力，有可能确保全球粮食安全。小米是一种多样化的小种子 C4 禾本科植物，考虑到其对气候变化的持久性和对营养食品和饲料日益增长的需求，在保障世界粮食供应方面具有巨大的潜力。随着通过微阵列和下一代测序获得的基因组信息迅速增加，转录组学促进了对非生物胁迫带来的变化的广泛检查和量化。这规定了一种确定重要基因表达的必要方法。这项技术进步旨在破译支撑分子机制/途径的基因表达模式。其他技术，例如全基因组表达分析（可深入了解控制细胞过程的调控网络）、全基因组位置分析（可阐明转录调控蛋白对基因的控制）和基因组选择，可增强小米育种群体中抗逆性预测的可靠性。本综述通过整理小米中对非生物应激反应特有的差异表达基因 (DEG) 和转录因子 (TF)，强调了转录组学对小米改良的影响，这可以为培育具有气候适应力的品种开辟有利的途径和令人着迷的机会。
植物 - 微生物组减轻作物植物的非生物压力
植物相关的微生物包括细菌，古细菌，真菌和病毒的分类学多样化群落，它们与宿主植物建立了不可或缺的生态关系，并构成了植物 - 微生物组。植物微生物组不仅在植物的正常生长和发育中做出贡献，而且在非生物胁迫条件下维持植物稳态中起着至关重要的作用。由于其巨大的代谢潜力，植物 - 微生物组为宿主植物提供了通过各种机制来减轻非生物应激的能力，例如产生抗氧化剂，植物生长激素，生物活性化合物，有害化学物质和毒素，毒素，反应性氧气和其他免费阳性质量和其他X。对植物 - 微生物组的结构和功能的更深入了解以及植物 - 微生物组介导的降低非生物压力的复杂机制将使其用于减轻作物植物的非生物压力的利用和抗胁迫作物的发展。本评论旨在探索植物植物中植物菌，热，盐度和重金属压力的潜力，并找到可持续的解决方案以提高农业生产力。总结了对植物生物体在赋予植物的非生物胁迫耐受性中作用的机理见解，这将有助于新型生物调节剂的发展。涉及候选基因鉴定和靶向基因修饰的高通量现代方法，例如基因组学，转录组学，代谢组学和基于植物 - 微生物基的基因基因工程，并在不断增强的气候抗性农作物的需求中得到了不断增强。
手机监测和检测生物和非生物污染物（...）
开发用于监测有机化学物质（农药，激素）以及水，土壤和空气中的抗菌耐药性细菌和病原体的电子生物传感器；开发基于生物体的生物传感器来检测水和土壤中的有机和无机污染；研究发达生物和设备的环境性能；对污染区域留下的生物的宏基因组学分析，以便能够搜索多个基因簇的各种功能（例如EFSA），以评估发达生物对自然环境的影响。基于生物体的生物传感器将组成能够检测的转基化学发光细菌
非生物压力和植物免疫力 - 气候变化的挑战
植物在自然界中不断受到各种环境压力，这会影响其生长，繁殖，产量和生存。全球变暖和气候变化使背景应力水平加剧，使植物对压力组合的反应成为紧迫的关注点（Mora等，2015； Mankin等，2019）。在未来几十年中，由于温室气体和气溶胶排放方案的不同，适合种植某些植物的地理区域可能会发生重大变化（图1在美国提供了一个特定的例子）。植物需要感知，分类和交流多种压力信号，然后激活下游响应，同时分配资源。因此，需要研究对多种压力暴露的反应，以应对气候变化的巨大挑战。在这个研究主题问题中，已经涵盖了非生物压力和植物免疫力的几个重要方面，这可以提供一些提示，以应对养育不断增长的世界人群的极端挑战。大米，小麦，玉米和马铃薯是世界上消费最广泛的主食，提供了超过60％的全球粮食卡路里，并且在养活不断增长的人群方面发挥了关键作用。鉴于它们对全球粮食安全的重要性，必须了解这些农作物将如何受到气候变化的影响，并制定有效的策略来管理相关风险。Singh等。 此信息对于开发有效的疾病管理实践至关重要，这些疾病管理实践可以改变环境状况，并确保美国和世界各地的小麦生产的可持续性。Singh等。此信息对于开发有效的疾病管理实践至关重要，这些疾病管理实践可以改变环境状况，并确保美国和世界各地的小麦生产的可持续性。提供了有关美国重要小麦疾病的全面摘要，涵盖了其宿主范围，症状，有利的疾病，疾病管理和综合疾病管理策略，同时考虑了未来几十年气候变化的潜在影响。高温会加剧生物应激对植物的影响。最近的研究表明，包括钙调蛋白结合蛋白CBP60G在内的胞质钙信号传导在确保植物对高温的韧性方面起着至关重要的作用（Kim等，2022），以及介导生物和非生物压力和非生物压力的感知（Marcec等人（Marcec et al。，2019年）。Carpentier等。回顾了有关生物胁迫和温度对钙信号传导的总综合作用的当前文献。作者强调了钙信号中的几个分子成分，它们在植物反应中起重要作用
通过 CO2 电解进行非生物糖合成
摘要 尽管通过多种催化策略在废弃 CO 2 的回收利用方面取得了稳步进展，但每种方法都有明显的局限性，阻碍了糖等复杂产品的生成。在本文中，我们提供了一份路线图，评估了与最先进的电化学工艺相关的可行性，这些工艺可用于将 CO 2 转化为乙醇醛和甲醛，这两者都是通过福尔马糖反应生成糖的基本成分。我们确定即使在低浓度下，乙醇醛也在糖形成过程中作为自催化引发剂发挥着关键作用，并确定甲醛生产是一个瓶颈。我们的研究证明了在化学复杂的 CO 2 电解产物流中成功进行的福尔马糖反应的化学弹性。这项工作表明，CO 2 引发的糖是快速生长和可转基因大肠杆菌的适当原料。总之，我们介绍了一个由实验证据支持的路线图，该路线图突破了 CO2 电转化可实现的产品复杂性的界限，同时将 CO2 整合到维持生命的糖中。
作物抗非生物胁迫性状的基因操作
非生物胁迫是农业生产的主要限制因素，对农业生产构成严重威胁。传统育种在上个世纪显著提高了作物的生产力，但由于非生物胁迫的多基因特性，传统育种已达到其最大能力。或者，生物技术方法可以提供新的机会来生产能够适应快速变化的环境并在严重的环境胁迫条件下仍能获得高产的作物。在过去的几十年里，许多与胁迫相关的基因已被鉴定和操纵以产生抗胁迫植物，这可能导致世界上大多数国家的粮食产量进一步增加。本综述重点介绍了使用转基因技术和基因编辑技术提高植物非生物胁迫耐受性的最新进展，并强调了在人口不断增加但可用于粮食生产的土地和水资源不断减少以及气候变化迅速对农业不利的世界中，使用基因工程来确保粮食和纤维供应的潜力。
促进细菌和非生物因子的植物生长的作用
根结线虫（Meloidogyne spp。，rkn）是全球最具破坏性的内寄生虫线虫之一，通常导致作物生长和产量的降低。洞悉宿主-RKN相互作用的动力学，尤其是在不同的生物和非生物环境中，对于设计新型的RKN缓解措施可能是关键的。植物促进生长细菌（PGPB）涉及不同的植物生长增强活动，例如生物铜质化，病原体抑制和全身耐药性的诱导。我们总结了有关PGPB和非生物因素（例如土壤pH，质地，结构，水分等）作用的最新知识。在调节RKN-host相互作用中。rkn直接或间接地受到不同PGPB的影响，相互作用中的非生物因子相互作用以及对RKN感染的宿主反应。我们强调了（i）PGPB直接和间接影响RKN-宿主相互作用的三方（host-rkn-pgpb）现象； （ii）宿主对根际PGPB的选择和富集的影响； （iii）土壤微生物如何增强RKN寄生虫； （iv）宿主在RKN-PGPB相互作用中的影响，以及（v）非生物因子在调节三方相互作用中的作用。此外，我们讨论了不同的农业实践如何改变相互作用。最后，我们强调将三方互动知识纳入集成的RKN管理策略的重要性。
非生物胁迫如何影响植物中的基因表达 -
当前的环境和气候变化对植物 - 病因相互作用的结果有明显的影响，进一步强调了非生物应力强烈影响各级生物相互作用。例如，生理参数（例如植物结构和组织组织）以及原发性和专业的代谢受环境限制的影响，并且这些结合使单个植物成为给定病原体的或多或少适合的宿主。此外，非生物应力会影响植物防御和病原体毒力的及时表达。的确，几项研究表明，温度的变化以及水和矿物营养物的可用性会影响植物防御基因的表达。毒力基因的表达（已知对于疾病爆发至关重要）也受环境条件的影响，可能会修饰现有的病原体，并为新兴的病原体铺平道路。在这篇综述中，我们总结了我们当前对植物和相互作用病原体一侧转录水平上生物相互作用的影响的知识。我们还对非生物和生物胁迫的四种不同组合进行了元数据分析，该组合鉴定了197个常见的调制基因，其基因本体论术语中具有强烈富集的基因。我们还描述了选定的防御相关基因的多元素特定响应。