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社论：植物非生物胁迫反应和耐受机制：生理、生化和分子干预，第二卷
在气候变化中，极端温度、干旱、盐度和重金属毒性等非生物胁迫严重影响植物的生长和生产力，导致形态发育受损并对植物健康产生负面影响（Hasanuzzaman 和 Fujita，2022；Bhardwaj 等，2023）。这些胁迫会导致植物的形态变化，例如芽和根生长减缓、花药开裂不良、花粉活力丧失、花朵掉落增加、花朵受精减少、种子萎缩和灌浆期缩短。此外，叶片衰老、失绿、坏死、灼伤和脱落进一步加剧了对植物生长的不利影响。 （ Saxena 等人，2019 年；Dumanovic ́ 等人，2021 年；Hasanuzzaman 和 Fujita，2022 年；More 等人，2023 年）。为了抵消这些有害影响，植物采用了各种适应和耐受机制。最近的研究集中于揭示植物对非生物胁迫的反应机制。生理干预，例如由脱落酸 (ABA) 信号通路介导的气孔调节、离子稳态和渗透调节，对于植物适应干旱和盐胁迫至关重要（ Kuromori 等人，2022 年；Li 等人，2020 年）。此外，活性氧 (ROS) 清除酶和抗氧化系统在减轻热诱导的氧化损伤和促进耐热性方面的作用也已得到阐明（Dumanovic ́ 等人，2021 年；Mittler 等人，2022 年）。激素信号通路与抗氧化防御系统、离子稳态和渗透调节的相互作用也已得到强调（Ramegowda 等人，2020 年；Singhal 等人，2021 年）。全基因组转录组研究为转录因子、microRNA 和应激反应蛋白等应激反应基因提供了宝贵的见解（Liu 等人，2022 年）。CRISPR-Cas9 技术已成功应用于开发抗非生物胁迫作物，这得益于用于设计合适 CRISPR/Cas9 的生物信息学工具
鹰嘴豆 (Cicer arietinum L.) 抗非生物胁迫和适应气候变化的育种综合综述
摘要：鹰嘴豆是世界上最重要的豆类作物之一，是极好的蛋白质来源。它在雨养条件下生长，平均产量为 1 吨/公顷，远低于最佳条件下 6 吨/公顷的潜力。高温、低温、干旱和盐度的综合影响会影响物种的生产力。在这方面，回顾了几种赋予对非生物胁迫耐受性的生理、生化和分子机制。近 100,000 个鹰嘴豆种质的大量收集是育种计划的基础，通过常规育种，如种质引进、基因/等位基因渗入和诱变，已经取得了重要进展。同时，分子生物学和高通量测序的进展使得能够开发出针对鹰嘴豆属的特定分子标记，从而促进产量成分和非生物耐受性的标记辅助选择。此外，转录组学、蛋白质组学和代谢组学已使我们能够识别与鹰嘴豆对非生物胁迫的耐受性相关的特定基因、蛋白质和代谢物。此外，在转基因植物和使用基因编辑获得耐旱鹰嘴豆的研究中也取得了一些有希望的结果。最后，我们提出了一些未来的研究方向，这些研究方向可能有助于在气候变化的情况下获得对非生物胁迫具有耐受性的鹰嘴豆基因型。
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TCP基因家族成员在植物生长和发育中发挥了多种功能，并以在该家族中发现的第一个三个家庭成员的命名，即TB1（Teosinte分支1），细胞增多菌（CYC）和增殖的细胞因子1/2（PCF1/2）。氮（N）是饲料产量的关键元素；但是，氮肥的过度应用可以增加农业生产成本和环境压力。因此，发现低N耐受基因的发现对于上燕麦种质和生态保护的遗传改善至关重要。燕麦（Avena sativa L.）是世界上的主要草饲料之一，但尚未对TCP基因的全基因组分析及其在低氮应激中的作用。这项研究使用生物信息学技术确定了燕麦TCP基因家族成员。它分析了他们的系统发育，基因结构分析和表达模式。结果表明，ASTCP基因家族包括49个成员，大多数ASTCP编码的蛋白是中性或酸性蛋白。系统发育树将ASTCP基因家族成员分类为三个亚家族，并且每个亚科具有不同的保守结构域和功能。此外，在ASTCP基因的启动子中检测到了多个与非生物应激，光反应和激素反应有关的启动子。从燕麦鉴定出的49个ASTCP基因在18个燕麦染色体上分布不均。这项研究为其他OAT属中TCP基因家族的未来深入研究提供了重要的基础，并揭示了改善基因利用率的新研究思想。实时定量聚合酶链反应（QRT-PCR）的结果表明，在低氮应激下，ASTCP基因在各种组织中具有不同的表达水平，这表明这些基因（例如ASTCP01，ASTCP03，ASTCP2222222222222222，和ASTCP38）在增长和发展中具有多个生长。总而言之，这项研究分析了ASTCP基因家族及其在全基因组水平低氮应激中的潜在功能，这为进一步分析燕麦中ASTCP基因的功能奠定了基础，并为探索燕麦中出色胁迫耐受性基因的理论基础提供了理论基础。
内布拉斯加大学林肯分校非生物胁迫耐受性博士后职位，Univers 的 Walia 实验室提供博士后职位
内布拉斯加大学林肯分校非生物胁迫耐受性博士后职位 内布拉斯加大学林肯分校 Walia 实验室现提供博士后职位，研究水稻和玉米的耐热和耐旱机制。该职位将利用全植物生理学、表型组学和分子方法，专注于谷物对耐热和耐旱胁迫反应的分子和遗传学表征。该项目的目标是从分子层面理解发育事件与非生物胁迫之间的相互作用。具有基因编辑、突变体分析、种子生物学、分子相互作用和/或表达分析方面的经验者优先考虑。应聘者必须拥有植物生物学、分子生物学或植物遗传学或密切相关领域的博士学位。有出版作品证据并对使用分子和功能基因组学方法有浓厚兴趣的候选人将优先考虑。薪水与经验和资历相称。感兴趣的候选人请通过电子邮件向 Harkamal Walia 博士（hwalia2@ unl.edu）申请。请在您的电子邮件中包含以下内容：(1) 简历和 (2) 3 位推荐人的联系信息。如需更多信息，请访问：https://www.unl.edu/psi/harkamal-walia ; https://agronomy.unl.edu/walia ; https://www.unl.edu/psi/ ;
个人简历 Madhusudhana Reddy Janga 农作物非生物胁迫耐受性基因组学研究所 (IGCAST) 助理教授
• 5325 转基因与植物细胞遗传学，德克萨斯理工大学。“染色体和基因组织、DNA 结构和复制” • PLNT_SCI_4550/7550，植物生物技术，密苏里大学。“植物组织培养和转化方法” • 植物生物技术 (AGRO/BIOTC 460)：宾夕法尼亚州立大学。“植物组织培养和转化方法”。• 高级植物遗传学 (2021FS BIO_SC 8300)：跨学科植物组 (IPG)，密苏里大学。“农杆菌介导的植物转化” • 高级植物遗传学 (2020FS BIO_SC 8300)：跨学科植物组 (IPG)，密苏里大学。“农杆菌介导的植物转化” • 高级分子遗传学 (NRE-763)，阿拉巴马农工大学生物与环境科学系 (BES)。(高级基因组工具和 NGS 技术在植物遗传学中的应用、分子工具：通过 RNAi 和基因组编辑技术进行基因沉默、植物转化技术、转基因植物：对非生物和生物胁迫的抗性、转基因植物的发展和放松管制) • 人类疾病遗传学 (CPHD-725)，南达科他大学桑福德医学院。(孟德尔疾病：显性和隐性疾病及案例示例) 研究资金 年份 状态 机构 角色 总资金 我的部分 2023 待定 USDA-ARS，Scab 计划
通过 CRISPR 基因组编辑对水果和蔬菜作物进行基因改良，提高其对生物和非生物胁迫的抵抗力
环境变化和人口增长是农作物生产和整个粮食安全的主要问题。为了解决这个问题，研究人员一直致力于改良谷物和豆类，并在本世纪初取得了相当大的进展。然而，如果没有蔬菜和水果，谷物和豆类加在一起不足以满足人类生活的饮食和营养需求。生产优质的蔬菜和水果极具挑战性，因为它们易腐烂、保质期短，而且在收获前后会遇到非生物和生物压力。通过引入外来基因来生产转基因作物，可以生产出优质、延长保质期和抗逆性、改变开花和果实成熟的时间的转基因作物，这种方法非常成功。然而，一些生物安全问题，如转基因异交风险，限制了它们的生产、营销和消费。现代基因组编辑技术，如 CRISPR/Cas9 系统，在这种情况下提供了一个完美的解决方案，因为它可以生产无转基因的转基因植物。因此，这些基因编辑植物可以轻松满足农作物生产和消费的生物安全规范。本综述重点介绍了 CRISPR/Cas9 系统在成功产生非生物和生物胁迫抗性方面的潜力，从而提高了蔬菜和水果的质量、产量和整体生产力。
在同域后生动物、浮游生物和非生物表面检测 Diadema antillarum scuticociliatosis Philaster 进化枝并评估其潜在的重新出现
1 康奈尔大学微生物学系，纽约州伊萨卡 14853，美国 2 伍兹霍尔海洋研究所海洋化学和地球化学系，马萨诸塞州伍兹霍尔 02543，美国 3 佛罗里达大学土壤、水和生态系统科学系，佛罗里达州盖恩斯维尔 32611，美国 4 佛罗里达大学森林、渔业和测绘科学学院，佛罗里达州盖恩斯维尔 32611，美国 5 美属维尔京群岛大学海洋与环境研究中心，美属维尔京群岛圣托马斯 00802 6 南佛罗里达大学海洋科学学院，佛罗里达州圣彼得堡 33701，美国 7 美国地质调查局圣彼得堡海岸与海洋科学中心，佛罗里达州圣彼得堡 33701，美国 8 北伊利诺伊大学生物科学系，伊利诺伊州迪卡尔布 60115，美国 9 范霍尔·拉伦斯坦应用科学大学科学，8901 BV 吕伐登，荷兰 10 瓦赫宁根大学海洋动物生态学组，6708 PB 瓦赫宁根，荷兰 11 蒙大拿州立大学微生物学和细胞生物学系，博兹曼，MT 59717，美国 12 阿鲁巴国家公园基金会，圣克鲁斯，阿鲁巴岛
全基因组 CRISPR 筛选揭示了家蚕细胞活力和抗非生物和生物胁迫所必需的基因
高通量基因筛选是一种强大的方法，可用于在全基因组范围内研究基因功能并识别对某些压力负责的基因。在这里，我们开发了一种 piggyBac 策略，可将汇集的 sgRNA 文库稳定地递送到细胞系中。我们使用这种策略在家蚕细胞中进行基于全基因组成簇的规律间隔短回文重复技术 (CRISPR)-Cas9 的筛选。我们首先构建了一个包含 94,000 个 sgRNA 的单向导 RNA (sgRNA) 文库，该文库靶向 16,571 个蛋白质编码基因。然后，我们使用 piggyBac 转座子在 BmE 细胞中生成敲除集合。我们确定了 1006 个在正常生长条件下对细胞生存至关重要的基因。在已确定的基因中，82.4%（829 个基因）与七种动物物种中的必需基因同源。我们还确定了 838 个基因，它们的缺失促进了细胞生长。接下来，我们分别使用温度和杆状病毒对生物或非生物胁迫进行了针对特定环境的阳性筛选，从每个筛选中确定了几个关键基因和途径。总之，我们的结果为家蚕基因组的功能注释和解释导致各种条件的关键基因提供了一个新颖而通用的平台。这项研究还展示了在非模式生物中进行全基因组 CRISPR 筛选的有效性、实用性和便利性。
CRISPR/Cas 基因组编辑技术用于改良植物以抵抗生物和非生物胁迫：进展、局限性和未来前景
摘要：杂交育种、诱变育种和传统的转基因育种需要花费大量时间来改善所需的特性/性状。CRISPR/Cas 介导的基因组编辑 (GE) 是一种改变游戏规则的工具，它可以在更短的时间内产生所需特性（例如生物和非生物抗性）的变异，提高质量和产量，并且易于应用、效率高、成本低，可以快速改良作物。植物病原体和恶劣的环境在世界范围内造成了相当大的农作物损失。GE 方法的出现为培育多种抗性作物品种打开了新的大门。本文，我们总结了 CRISPR/Cas 介导的 GE 在作物分子育种计划中抗生物和非生物胁迫的最新进展，其中包括修改和改进对真菌、病毒和细菌病原体引起的生物胁迫的基因反应。我们还深入讨论了 CRISPR/Cas 在植物非生物胁迫（除草剂、干旱、高温和寒冷）中的应用。此外，我们讨论了育种者使用转基因工具进行作物改良所面临的局限性和未来挑战，并提出了转基因农业应用未来改进的方向，为培育具有广泛抗生物和非生物胁迫能力的超级品种提供了新思路。
与植物非生物胁迫反应相关的候选基因作为小麦抗旱、抗盐和抗极端温度能力的调控工具：概述
摘要：小麦是世界上最重要的主食作物之一，其遗传改良对于满足不断增长的人口的全球需求至关重要。然而，气候变化加剧的环境压力和耕地面积的不断恶化使得满足这一需求变得非常困难。鉴于此，小麦对非生物胁迫的耐受性已成为遗传改良的一个关键目标，这是一种在不增加耕地面积的情况下确保高产的有效策略。与现代农业相关的遗传侵蚀，即高产小麦品种是高选择压力的产物，这降低了整体遗传多样性，包括可能有利于适应不利环境条件的基因的等位基因多样性。这使得传统育种成为一种效率较低或速度较慢的产生新抗逆小麦品种的方法。无论是挖掘不适应的大型种质库的多样性，还是产生新的多样性，都是主流方法。基因工程的出现为创造新的植物变异提供了可能性，其应用为传统育种提供了强有力的补充。转基因和基因组编辑等基因工程策略为改善栽培品种具有重要农学意义的环境耐受性提供了机会。至于小麦，全球有数个实验室已成功培育出具有增强的非生物胁迫耐受性的转基因小麦品系，而且最近，用于小麦基因组内靶向变异的 CRISPR/Cas9 工具也取得了显著改进。鉴于此，本综述旨在提供基因工程应用的成功案例，以改善小麦对干旱、盐分和极端温度的适应性，这些是最常见和最严重的事件，导致全球小麦产量损失最大。