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提高非生物胁迫耐受性的转基因育种方法：最新进展和未来展望
摘要：近年来，全球气候变化迅速，人口不断增加，导致非生物胁迫发生率增加，农作物产量下降。环境胁迫，如温度、干旱、营养缺乏、盐度和重金属胁迫，是农业面临的主要挑战，它们导致农作物生长和产量大幅下降。非生物胁迫是一种非常复杂的现象，涉及植物细胞的各种生理和生化变化。暴露于非生物胁迫的植物表现出活性氧 (ROS) 水平的提高，这种物质具有高活性和毒性，会影响叶绿素的生物合成、光合能力以及碳水化合物、蛋白质、脂质和抗氧化酶的活性。转基因育种为实现植物遗传改良提供了一种合适的常规育种替代方案。在过去的二十年里，基因工程/转基因育种技术在操纵基因以诱导转基因植物所需特性方面取得了显著进展。转基因方法使我们能够识别参与特定植物过程的候选基因、miRNA 和转录因子 (TF)，从而能够全面了解影响植物耐受性和生产力的分子和生理机制。这种现象的准确性和精确性确保了未来植物改良的巨大成功。因此，转基因育种已被证明是改善作物非生物胁迫的一种有前途的工具。本综述重点介绍了转基因育种在提高植物非生物胁迫耐受性和生产力方面的潜在和成功应用、最新进展和未来前景。
遗传资源和精准基因编辑可有针对性地提高大麦对非生物胁迫的耐受性
摘要：非生物胁迫，主要是干旱、高温、盐碱、寒冷和涝渍，对谷物作物产生不利影响。它们限制了全球大麦的生产并造成了巨大的经济损失。多年来，人们已鉴定出大麦在各种胁迫下的功能基因，随着现代基因编辑平台的引入，抗逆性基因改良也发生了新的转变。特别是，成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 9 (Cas9) 是一种用于精确突变和性状改良的强大而多功能的工具。在这篇综述中，我们重点介绍了主要大麦生产国受胁迫影响的地区及其相应的经济损失。我们整理了大约 150 个与抗逆性相关的关键基因，并将它们组合成一个物理图谱，用于潜在的育种实践。我们还概述了精确碱基编辑、主要编辑和多路复用技术在有针对性性状修饰中的应用，并讨论了当前的挑战，包括高通量突变体基因分型和基因型依赖性在遗传转化中的应用，以促进商业育种。所列出的基因可以抵消干旱、盐度和营养缺乏等主要压力，相应基因编辑技术的潜在应用将为大麦改良以提高其气候适应能力提供参考。
遗传资源和精确的基因编辑，以靶向改善大麦非生物胁迫耐受性
摘要：非生物胁迫，主要干旱，热，盐度，冷和水槽，对谷物作物产生不利影响。他们限制了全球大麦生产，并造成巨大的经济损失。在大麦中，多年来已经确定了各种应力下的功能基因，并且随着现代基因编辑平台的引入，对压力耐受性的遗传改善已经发生了新的转变。尤其是，簇状的定期间隔短的短质体重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白9（CAS9）是一种可靠且多功能的工具，用于精确的突变创造和性状改进。在这篇综述中，我们强调了受压力影响的地区以及主要大麦生产商之间的相应经济损失。我们将约150个与应激耐受性相关的关键基因整理成一个物理图，以进行潜在的繁殖实践。我们还概述了针对目标性状修改的精确基础编辑，主要编辑和多重技术的应用，并讨论了当前的挑战，包括高通量突变体基因型和基因型依赖性在遗传转化中以促进商业繁殖。列出的基因抵消了诸如干旱，盐度和营养缺乏等关键应力，并且各个基因编辑技术的潜在应用将提供对大麦改善气候弹性的洞察力。
回顾机器和深度学习：人工智能在植物生物和非生物胁迫管理中的应用
1 宜宾学院农林与食品工程学院，四川省宜宾 644000 2 政府学院大学植物学系，巴基斯坦旁遮普省费萨拉巴德 38000 3 卡拉奇大学数学系，巴基斯坦信德省卡拉奇 75270 4 PMAS 干旱农业大学，拉瓦尔品第 44000 巴基斯坦旁遮普省拉瓦尔品第 5 北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100091 6 内蒙古农业大学林学院，呼和浩特 010019 7 田纳西大学农业研究所林业、野生动物和渔业系、可再生碳中心，田纳西州诺克斯维尔 37996，美国 8 橡树岭国家实验室生物科学部生物科学联合研究所，田纳西州橡树岭 37831，美国 9 化学与生物工程系田纳西大学诺克斯维尔分校生物分子工程系，美国田纳西州诺克斯维尔 37996
综述如何操纵抗坏血酸的生物合成、循环和调控途径来提高植物对非生物胁迫的耐受性
摘要：干旱、盐度和极端温度等非生物胁迫是全球农作物生产力的主要限制因素，预计气候变化将加剧这些因素。活性氧 (ROS) 的过量产生是许多非生物胁迫的常见后果。抗坏血酸，也称为维生素 C，是植物细胞中最丰富的水溶性抗氧化剂，可以直接作为 ROS 清除剂对抗氧化应激，或通过抗坏血酸-谷胱甘肽循环（植物细胞中的主要抗氧化系统）对抗氧化应激。因此，通过工程改造具有增强抗坏血酸浓度的作物有可能促进广泛的非生物胁迫耐受性。已经采用了三种不同的策略来增加植物中的抗坏血酸浓度：(i) 增加生物合成，(ii) 增强循环，或 (iii) 调节调节因子。在这里，我们回顾了植物中抗坏血酸生物合成、循环和调节的遗传途径，包括迄今为止用于增加模型和作物物种中抗坏血酸浓度的所有代谢工程策略的总结。然后，我们重点介绍利用基因组编辑工具来增加作物中抗坏血酸浓度的非转基因策略，例如编辑控制 GDP-L-半乳糖磷酸化酶基因翻译的高度保守的上游开放阅读框。
表1。世界上橡木衰落的分布，包括橡木物种和生物/非生物因子
Loranthus europseus (plant / midgetoe) Biscogniaxia Mediterranea (Fungus) Obolarina Peaches (Fungus), Krawtzewii (Fungus) epicoccum black (fungus) Chaetomium (fungus) Kalmusia variispora (fungus) Petriella dirty (fungus) NeocaMarosporium Obiones （真菌）Sordaria Fimicola（真菌）Paecilomyces Fair（真菌）Phaeoacremonium Tuscanicum（Fungus）Ocean（真菌）Armillaria Mellea（真菌）Dematophora sp。 div> （蘑菇）fusarium sp。 div> （蘑菇）替代属。 div> （蘑菇）植物菌（卵骨）pythium（Oomycetes）Megopis scabrigornis（昆虫）（昆虫）acmaeodera（昆虫）laimaphelenchus（nematode）l. hyrcanus（nematode）l. B. Roseae亚种 div> 玫瑰（细菌）stenotrophomonas一个友好（细菌） div> div>Loranthus europseus (plant / midgetoe) Biscogniaxia Mediterranea (Fungus) Obolarina Peaches (Fungus), Krawtzewii (Fungus) epicoccum black (fungus) Chaetomium (fungus) Kalmusia variispora (fungus) Petriella dirty (fungus) NeocaMarosporium Obiones （真菌）Sordaria Fimicola（真菌）Paecilomyces Fair（真菌）Phaeoacremonium Tuscanicum（Fungus）Ocean（真菌）Armillaria Mellea（真菌）Dematophora sp。 div>（蘑菇）fusarium sp。 div>（蘑菇）替代属。 div>（蘑菇）植物菌（卵骨）pythium（Oomycetes）Megopis scabrigornis（昆虫）（昆虫）acmaeodera（昆虫）laimaphelenchus（nematode）l. hyrcanus（nematode）l. B. Roseae亚种 div>玫瑰（细菌）stenotrophomonas一个友好（细菌） div> div>
回顾机器和深度学习：人工智能在植物生物和非生物胁迫管理中的应用
1 宜宾学院农林与食品工程学院，四川省宜宾 644000 2 政府学院大学植物学系，巴基斯坦旁遮普省费萨拉巴德 38000 3 卡拉奇大学数学系，巴基斯坦信德省卡拉奇 75270 4 PMAS 干旱农业大学，拉瓦尔品第 44000 巴基斯坦旁遮普省拉瓦尔品第 5 北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100091 6 内蒙古农业大学林学院，呼和浩特 010019 7 田纳西大学农业研究所林业、野生动物和渔业系、可再生碳中心，田纳西州诺克斯维尔 37996，美国 8 橡树岭国家实验室生物科学部生物科学联合研究所，田纳西州橡树岭 37831，美国 9 化学与生物工程系生物分子工程，田纳西大学诺克斯维尔分校，诺克斯维尔，田纳西州 37996，美国 * 通讯地址：sarazafar@gcuf.edu.pk (Sara Zafar)；zuhair@uaar.edu.pk (Zuhair Hasnain)；abbas2472@hotmail.com (Manzar Abbas)
EMS 诱变技术在植物非生物胁迫耐受性和发育研究中的应用现状和见解
甲基磺酸乙酯 (EMS) 诱导的诱变是生成遗传资源的有力工具，可用于识别未开发的基因和表征基因的功能，以了解重要农学性状的分子基础。本综述重点介绍当代 EMS 诱变在植物发育和非生物胁迫耐受性研究领域的应用，特别着重回顾突变类型、诱变位点、诱变剂浓度、诱变持续时间、导致胁迫耐受性改变的突变的识别和表征。本文还讨论了 EMS 突变育种与基因工程相结合在未来植物育种和基础研究中的应用。本综述中的集体信息将为如何有效应用 EMS 诱变来提高作物的非生物胁迫耐受性提供良好的见解，并使用下一代测序 (NGS) 进行突变识别。
从垃圾到奢侈品：植物 LncRNA 在非生物胁迫期间对 DNA 甲基化的潜在作用
在阐明植物非编码 RNA 的重要作用方面取得了显著进展。在这些 RNA 中，长链非编码 RNA (lncRNA) 引起了广泛关注，尤其是它们在植物环境胁迫反应中的作用。LncRNA 在不同水平上调控基因表达，其中一种机制是通过募集 DNA 甲基转移酶或去甲基化酶来调节靶基因转录。在这篇小型综述中，我们重点介绍了 lncRNA 的功能，包括它们在 RNA 指导的 DNA 甲基化 (RdDM) 沉默途径中的潜在作用及其在非生物胁迫条件下的潜在功能。此外，我们还介绍并讨论了作物中 lncRNA 的研究。最后，我们提出了对植物育种可能重要的未来研究的路径展望。
社论：田间作物中的非生物压力：气候变化情景下的反应，影响和管理
1级干旱压力管理学校，ICAR-intation intation in Icar-national dyboric压力管理研究所，印度马哈拉施特拉邦Baramati，2号土壤和作物管理部，ICAR - 中国土壤盐度研究所，印度哈里亚纳邦Karnal，印度哈里亚纳邦Karnal，3 W.K. Kellogg Biological Station, Michigan State University, Hickory Corners, MI, United States, 4 Great Lakes Bioenergy Research Center, Michigan State University, East Lansing, MI, United States, 5 Crop Physiology and Biochemistry Division, ICAR-National Rice Research Institute, Cuttack, India, 6 Division of Plant Physiology, ICAR-Indian Agricultural Research Institute, New Delhi, India, 7 Division of Soil科学，孟加拉国孟加拉国农业研究所，孟加拉国，8微生物科，ICAR研究科，原始研究，印度Junagadh，印度朱纳加德1级干旱压力管理学校，ICAR-intation intation in Icar-national dyboric压力管理研究所，印度马哈拉施特拉邦Baramati，2号土壤和作物管理部，ICAR - 中国土壤盐度研究所，印度哈里亚纳邦Karnal，印度哈里亚纳邦Karnal，3 W.K.Kellogg Biological Station, Michigan State University, Hickory Corners, MI, United States, 4 Great Lakes Bioenergy Research Center, Michigan State University, East Lansing, MI, United States, 5 Crop Physiology and Biochemistry Division, ICAR-National Rice Research Institute, Cuttack, India, 6 Division of Plant Physiology, ICAR-Indian Agricultural Research Institute, New Delhi, India, 7 Division of Soil科学，孟加拉国孟加拉国农业研究所，孟加拉国，8微生物科，ICAR研究科，原始研究，印度Junagadh，印度朱纳加德