这项工作是根据创意共享归因于非商业4.0国际许可证的许可。摘要土壤是由许多生物和非生物因素形成和影响的。土壤形成的因素是气候,生物,浮雕,母体材料和时间。在本研究中相关文献的支持下,对土壤形成因素进行了审查。本综述提供了土壤形成因素的概述,相关研究结果可能对农业和林业领域的本科生和研究生很有用。气候,生物,救济,父材料和时间是土壤形成的普遍接受的因素。最近,“人类活动”因其作为土壤组成因素而被广泛讨论。土壤形成因素正在相互作用和随着时间的变化,因此可能需要采用系统方法来了解其动态和影响。关键字:气候,生物,浮雕,父材料,时间,土壤形成正确引用:Kafle,G。(2023)。的非生物和生物因素影响地球形成土壤的形成。农业与自然资源杂志,6(1),20-31。doi:https://doi.org/10.3126/janr.v6i1.71850简介
摘要:可持续的农业生产受到了几种生态因素的威胁,例如干旱,极端温度,过度盐,寄生疾病和虫害侵扰。这些具有挑战性的环境因素可能对许多国家的未来农业生产产生不利影响。在现代农业中,仅传统的农作物繁殖技术就不足以达到可持续性的人口粮食需求的增加。分子遗传学和相关技术的进步是选择新作物物种的有前途的工具。通过标记辅助选择(MAS)和其他技术的基因金字塔加速了耐用的抗性 /耐受线,在最短的农业可持续性时间内,其精度很高。基因堆叠尚未完全用于生物胁迫的发展和大多数主要培养作物的质量改善。这篇综述强调了基因金字化技术,这些技术已成功部署在现代农业中,以提高作物对生物和非生物胁迫的耐受性,以改善可持续的作物。
由于生物和非生物胁迫及其意外的组合,全球植物的发展和作物生产率大大降低。迄今为止,采用的各种化学物质(农药,肥料和植物调节剂)和基因工程技术来提高农作物对多种压力的耐受性,对环境产生了负面影响,并且耗时。这加快了努力,以寻找更环保的方法来控制植物压力。壳聚糖是一种生物聚合物,在很大程度上是从几丁质的脱乙酰基中提取的,并且似乎是克服这些问题以寻找更环保的解决方案的可行工具。由于其生物相容性,生态友好和经济性,成为农业中最受欢迎的生物聚合物之一。壳聚糖还通过信号转导途径激活防御机制,并转导过氧化氢和一氧化氮的二级分子以清除活性氧。在承受诸如干旱,盐和热量等非生物胁迫之前的壳聚糖已被证明可刺激植物的生长并增强抗氧化剂酶的产生,次生代谢产物和脱甲酸。在干旱中,它有助于积累OSMO - 细胞剂,以维持植物细胞的水潜力。另一方面,植物对壳聚糖的反应根据其结构,剂量,发育阶段和作物类型而变化。牢记这些事实的目的是为了更新有关壳聚糖的最新研究,其各种来源及其在不同作物中的有效浓度,针对生物性和非生物压力管理的作用机制,以改善农业的作物生产。
遗传和表观遗传调控生物标记在植物抗逆分子机制和作物育种方法中起着至关重要的作用。由于不利的生长条件阻碍了作物产量和全球粮食安全,养活不断增长的全球人口是一项艰巨的任务。为了很好地解开上述机制,科学家们不得不整合多个植物研究领域,因此,他们必须具备丰富的生物信息学知识和工具来管理大数据集。从本质上讲,本主题中包含的常规文章涉及农民和股东面临的现代问题。为了解决这些问题,科学家们采用了多方面的研究方法,涵盖植物生理学、分子生物学、遗传学、表观遗传学和组学等各个领域,以及最先进的植物科学和尖端方法,这些方法由复杂的技术和先进的方法提供支持,包括全基因组关联研究 (GWAS) 和表观遗传学方法,以揭示植物对高温、盐分、干旱和病原体侵袭等胁迫(生物和非生物)的耐受机制。因此,可以将进化的分子技术投入到未来的作物育种策略中,以提高生产力并产生更能抵御环境挑战和抵抗病原体侵袭的新品种。值得注意的是,Kumar 等人通过两种不同的方法揭示了遗传可塑性的分子基础对水稻种植中不同环境条件的关键重要性。本专题汇集了新发现和有用方法来促进植物科学研究。它阐明了表观遗传学变化(例如 DNA 甲基化、组蛋白(去)乙酰化和其他翻译后修饰 (PTM))在基因调控(抑制或诱导)中的作用,以及组学(基因组学、表观基因组学、转录组学、代谢组学、离子组学和蛋白质组学)在检测应激反应基因中的作用。使用
寒冷、干旱、盐碱等非生物胁迫和包括病虫害在内的生物胁迫是影响植物生长、限制农业生产力的主要因素。近年来,随着分子生物学的飞速发展,基因组编辑技术以其高效、可控、定向编辑的特点在植物学和农学中得到了广泛的应用。基因组编辑技术在抗病品种培育方面有着巨大的应用潜力,这些技术在重要禾谷类作物(如玉米、水稻、小麦等)、蔬菜和果树作物的抗性育种中取得了显著成果,其中CRISPR/Cas(成簇的规律间隔的短回文重复序列/CRISPR-associated)为全球作物产量的稳定提供了保障。本文综述了CRISRR/Cas的发展及其在不同重要作物抗性育种中的应用,强调了CRISRR/Cas技术在育种中的优势和重要性,并指出了可能存在的问题。
内生菌可以生活在植物组织中,而不会引起宿主的明显症状(Hardoim等,2015)。内生真菌在研究中引起了极大的关注,因为它们不仅提供了多种药物的骨干的生物活性次级代谢产物(SMS)的新来源,而且还可以保护宿主植物免受生物和非生物胁迫的影响,从而对作物食品安全和安全构成严重威胁。因此,内生真菌对医学,农业和工业以及经济产生了相当大的影响。先前的研究(Torkamani等,2014; Tashackori等,2018; Salehi等,2019)呈现了真菌引起剂的显着潜力,以及在Corelus Avellus Avellus Avellus Avellus Avellus Crunture中的Paclitaxel Biosynthesis增量的内生性真菌和植物细胞的共处。在这个研究主题中,Zhang等人。表明,接种内生菌的根促进了巴黎多形根茎中多晶林的产生,抗病毒,镇痛,抗菌和抗炎性剂的产生,可能是由于下游细胞色素p450 p450和udp-glycosylthers composen composen composen composen composen composen composen comply cons comply comply consement consyla consyla。Santra和Banerjee将内生弯曲的Eragrostidis描述为有效的抗微生物生产者。这种分离的产生的挥发性有机化合物(VOC)可以通过防止危险植物病的生长来用作可持续农业的工具。此外,许多研究表明,大多数trichoderma spp。可以生物合成生物活性化合物并显示出引起植物性疾病的线虫和真菌的拮抗作用(Yao等人此外,曲线曲霉产生的生物活性代谢产物可以是传统抗生素的有力替代品,并有效地遏制了人群中由多种耐药的革兰氏阴性阳性和革兰氏阴性细菌病原体引起的致命疾病。)。这些生物活性化合物包括细胞壁降解酶和二级代谢产物,可以有效地降低植物性疾病,促进作物耐药性并增强植物的生长(Yao等人。)。Gangaraj等。表明,尼日尔曲霉产生了不同的抗菌代谢物,并且对包括番石榴枯萎病等的土壤传播疾病的生物防治具有很高的潜力。几个
甜菜是一种蔗糖含量高的作物,以产糖而闻名,最近被认为是一种新兴的生物乙醇生产原料。这种作物也被用作牛饲料,主要是在动物青饲料稀缺的时候。用这种作物生产生物乙醇和氢气是清洁能源的重要来源。环境压力(非生物/生物)严重影响这种作物的生产力。在过去的几十年里,人们已经利用新一代测序、基因编辑/沉默和过表达方法研究了甜菜中生物和非生物应激反应的分子机制。这些信息可以通过 CRISPR/Cas 9 技术有效利用,以减轻甜菜种植中非生物和生物应激的影响。这篇综述强调了 CRISPR/Cas 9 技术在甜菜非生物和生物应激管理中的潜在用途。已知参与响应碱性、寒冷和重金属胁迫的甜菜基因可通过 CRISPR/Cas 9 技术进行精确修改,从而增强甜菜对非生物胁迫的适应力,同时最大程度地减少脱靶效应。同样,CRISPR/Cas 9 技术可通过靶向易感性相关基因来帮助产生抗虫甜菜品种,而结合 Cry1Ab 和 Cry1C 基因可提供对鳞翅目昆虫的防御。总体而言,CRISPR/Cas 9 技术可能有助于增强甜菜对恶劣环境的适应性,确保可持续的高产生产。
DNA甲基化(DNAM)已在陆地植物中对环境变化进行了深入的研究,但在海洋植物中,其时间尺度的动态变化仍未开发。海草posidonia oceanica是地球上生长最慢的植物中的最慢,特别容易受到海洋变暖和局部人为压力的影响。在这里,我们分析了从富营养化的沿海地区收集的植物中DNAM变化的动力学(即oli-gotrophic,ol;富营养化,欧盟),并暴露于非生物压力源(营养,温度升高及其组合)。全球DNAM(%5-MC)的水平和DNAM参与的关键基因的表达在一次,两周和五周后评估。结果表明,根据环境刺激,暴露时间和植物的起源,植物之间存在明显的不同。%5-MC的水平在最初的压力暴露期间较高,尤其是在OL植物中,该植物上调了几乎所有涉及DNAM的基因。相反,欧盟的植物显示出较低的表达水平,在长期暴露于压力源的情况下,特别是对温度的影响。这些发现表明,在压力暴露期间,DNAM在大洋洲P. Oceanica中是动态的,并强调了环境表观遗传变化可能与调节适应和表型差异有关,具体取决于当地条件。
非生物应力,包括干旱,盐度,冷,热和重金属,可广泛减少全球农业生产。传统的育种方法和转基因技术已被广泛用于减轻这些环境压力的风险。在作物应激响应基因和相关的分子网络中,发现工程核酸酶作为遗传剪刀,以进行精确的操纵,为可持续的非生物压力条件铺平了道路。在这种情况下,基于基于基于基因的基因编辑工具的定期间隔间隔短的短质重复cas(CRISPR/CAS),由于其简单性,可及性,适应性,灵活性和广泛的适用性而进行了革新。该系统具有巨大的潜力,可以增强对非生物压力的耐受性。在这篇综述中,我们总结了有关理解植物中非生物应激反应机制的最新发现以及CRISPR/CAS介导的基因编辑系统的应用,以增强对多种压力的耐受性,包括干旱,盐度,寒冷,冷,热和重金属。我们提供了有关基于CRIS/CAS9的基因组编辑技术的机械见解。我们还讨论了不断发展的基因组编辑技术的应用,例如素数编辑和基础编辑,突变图书馆生产,不含转基因和多重多重,以迅速提供适合非生物应力条件的现代作物品种。
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
