摘要:高氮利用效率(NUE)或耐低氮的作物育种被认为是减少氮肥过量使用造成的成本、碳足迹和其他环境问题的理想解决方案。作为谷物作物的模型植物,大麦具有许多优点,包括适应性好、生育期短、抗逆性强或耐逆性强。因此,提高大麦 NUE 的研究不仅有利于氮高效大麦育种,而且还将为其他谷物作物的 NUE 改良提供参考。本文总结了大麦对氮营养反应的理解、NUE 或耐低氮性的评估、与提高 NUE 相关的 QTL 定位和基因克隆以及氮高效大麦育种方面的最新进展。此外,还介绍了可用于揭示大麦 NUE 的分子机制或提高大麦 NUE 育种的几种生物技术工具,包括 GWAS、组学和基因编辑。本文还讨论了揭示提高其他作物氮利用效率的分子机制的最新研究思路,从而为提高大麦的氮利用效率提供了更好的理解,并为该领域的未来研究提供了一些方向。
摘要:黑色素蛋白是通过长时间和强烈的加热在食品中生产的最终的maillard反应产物(蛋白质 - 碳水化合物复合物)。我们评估了大麦麦芽中黑色素蛋白消费对肠道菌群的影响。七十只小鼠分为五组,在那里对照组消耗非黑素蛋白麦芽饮食,而其他组则以25%的增量为25%至100%的黑色素麦芽糖。粪便进行采样,并使用V4细菌16S rRNA扩增子测序和短链脂肪酸(SCFA)确定菌群。发现黑色素蛋白增加会导致肠道微生物蛋白质发散显着,并支持持续的SCFA产生。dorea,振荡杆菌和静脉曲张的相对丰度减少了,而乳酸杆菌,帕拉索氏菌,阿克氏菌,双杆菌和barnesiella则增加了。双杆菌属。和Akkermansia spp。在消耗黑色素素量最高的小鼠中显着增加,这表明益生元的潜力显着。
摘要:小麦和大麦是全球种植的主要谷物作物,是世界三分之一人口的主食。然而,由于巨大的生物应力,年产量显着降低了30-70%。最近,在控制小麦和大麦病原体中,有益细菌的加速使用已获得突出。在这篇综述中,我们合成了有关有益细菌的信息,具有针对主要大麦和小麦病原体的保护能力,包括法式毛,tritici tritici和pyremophora teres。通过总结对参与植物 - 病原体相互作用的分子因素的一般见解,我们在一定程度上证明了有益细菌与植物防御小麦和大麦疾病有关的手段。在小麦上,许多杆菌菌株主要降低了法付乳杆菌和Z. tritici的疾病发生率。相比之下,在大麦上,一些假单胞菌,杆菌和帕拉伯克霍尔德属的效率。已针对P. teres建立。尽管描述了这些菌株的几种作用模式,但我们强调了芽孢杆菌和假单胞菌次级代谢产物在介导直接拮抗作用并诱导对这些病原体的抗性中的作用。此外,我们提出了确定有益细菌/分子的作用方式,以增强基于溶液的作物保护策略。此外,在众多实验之间存在明显的不一致,这些实验证明了抑制疾病的影响,并将这些成功转化为商业产品和应用。显然,谷物疾病保护的领域留下了很多供探索和发现的东西。
我没有可能在我自己完成论文的这一刻到达。我非常感谢我的汤姆·萨福德(Tom Safford),希瑟·达比(Heather Darby),米歇尔·米勒(Michelle Miller),马修·霍夫曼(Matthew Hoffman)的支持委员会,最重要的是,我的委员会主席兼顾问analena bruce。感谢您对该项目的每项贡献,以重要的方式塑造它,并指导我成为一名周到的研究人员。Analena,感谢您的不懈支持,鼓励我遵循好奇心,并在每一步的每一步都提供指导。我对与您合作的经历感到非常感激,我仍然可以记得我觉得自己在您的实验室中获得职位的那一天的怀疑。感谢我令人愉快的实验室同伴辛迪·郑和奥利维亚·伯顿(Cindy Zheng)和奥利维亚·伯顿(Olivia Burton)以及实验室博士后汉娜·斯托克斯·拉莫斯(Hannah Stokes-Ramos)创造了一个快乐而支持的学习和工作场所。您对该项目的各种迭代和阶段的反馈对于建立我的信心非常宝贵。我感谢我的ANFS朋友为我加油并为有时忘记我们的工作提供好的公司。我亲爱的家人和甜蜜的伴侣扎克(Zach)花了几个月的时间倾听我的想法,看着我被这个项目所吸收。感谢您的日常鼓励和相信我。我很幸运。
诱变育种在培育大麦优良品种方面发挥了重要作用,可以提高性状的改善。这一过程需要将种子暴露在化学药品或辐射等诱变剂中以引发突变,从而可能产生新的有利性状 (Patial 等人,2014;Patial 等人,2008)。随后,选择突变植物并进行杂交或自交以稳定诱发的性状。这种方法已被证明在培育抗病高产大麦品种方面特别有效。一个著名且众所周知的例子是“Golden Promise”大麦品种,它是在 20 世纪 50 年代通过应用伽马辐射培育出来的。这种广受欢迎的大麦品种因其矮小和高产而声名鹊起,使其成为酿酒和农业用途的理想选择。
从不同温度下,大麦种子提取物对1M盐酸在1M盐酸中腐蚀的作用是从它们作为绿色抑制剂在清洁和降水过程中的潜在用途的角度研究的。使用50%乙醇/水(VOL)溶液进行提取。使用了两种提取方法:浸泡和超声。通过通过电化学方法(Potentiodynalicallization(Tafel曲线)和电化学耐药性光谱)研究吸附和腐蚀过程来研究抑制剂的抑制作用机制。研究结果没有表明提取方法对抑制行为没有影响,抑制作用作为浓度的函数显示,抑制效率的抑制效率显着提高到浓度为400 ppm,然后在这两种方法中都与其无关。然而,浸泡方法的抑制效率在800 ppm时(87.01%,而超声方法为80%)。对该提取物的抑制机制的研究表明化学吸附的可能性。抑制活性随温度增加。抑制活性随温度增加。
摘要:whirly1是一种小型植物特异性的ssDNA结合蛋白,双重位于叶绿体和核中,讨论是作为一种逆行信号,可作为逆行信号传递从叶绿素传递到细胞核的应激信号,并在那里触发与压力相关的基因表达。在这项工作中,我们调查了使用两条过表达线(OEW1-2和OEW1-15)在大麦的干旱应力反应中的功能。Whirly1的过表达延迟了原发性叶片中与干旱应力相关的发作。干旱应激的两个脱甲酸(ABA)依赖性标记基因HVNCED1和HVS40,其在干旱治疗期间诱导的野生型中的表达并未在过表达线中诱导。此外,叶片中的ABA浓度与干旱相关的浓度增加在Whirly1过表达线中被抑制。分析Whirly1功能获得的影响对核基因表达与干旱相关的重编程的影响,进行了RNASEQ进行比较野生型和过表达线的影响。群集分析揭示了一组高度上调的基因,该基因响应野生型的干旱,而不是在Whirly1过表达线中。是许多胁迫和脱落酸(ABA)相关的基因。与野生型相比,在OEW1系中上调的另一个簇包含上调的基因。这些与原代新陈代谢,叶绿体功能和生长有关。我们的结果表明,Whirly1充当枢纽,平衡与压力相关和发育途径之间的权衡。测试Whirly1的功能获得的功能是否影响与压力相关基因表达的表观遗传控制,我们分析了启动子不同区域和HVNCED1和HVS40的转录起始位点的干旱相关组蛋白修饰。有趣的是,在Whirly1过表达线中,两个基因的构想标记水平(H3K4ME3和H3K9AC)显然降低了。我们的结果表明,被讨论以作为逆行信号的Whirly1会通过差异组蛋白的修饰在干旱过程中影响与ABA相关的核基因表达的重编程。
普遍的气候变化情景预计会导致灌溉水的供应量较小,从而导致农作物生产力低下和粮食安全损害。大麦是一种气候强壮的农作物,通常在印度边际土地的低投入条件下种植。气候变化也有望增加土壤的盐水和大麦的作用,而大麦的作用高度盐度耐受作物对于不仅要确保群众的粮食安全,而且还要确保营养安全至关重要。大麦由于碳水化合物,蛋白质和Öber的独特成分而表现出巨大的营养潜力,除了微量营养素的良好平衡。目前,生产总大麦的65-70%被用作动物饲料,25-30%用于麦芽作用,而总生产的约5%被用作人类食品目的,并且在该国室内地理位置上也是如此。但是,大麦的作用被预计在不仅作为工业农作物,而且是主要的谷物主食和牲畜饲料非常重要。因此,到目前为止,育种对大麦的繁殖效果不佳,因此预计在作物改善计划中将优先考虑大麦的改善。
(未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者此版本于 2022 年 2 月 26 日发布。;https://doi.org/10.1101/2022.02.25.481987 doi:bioRxiv preprint
真核翻译起始因子 4E (EIF4E) 是许多植物物种中马铃薯病毒感染的已知易感因子。大麦黄花叶病毒病是由大麦黄花叶病毒 (BaYMV) 和大麦温和花叶病毒 (BaMMV) 引起的,可导致冬大麦产量损失高达 50%。秋季,幼小的大麦植株的根部被土传的根瘤寄生虫 Polymyxa graminis L. 感染,该寄生虫是病毒载体。病毒建立并系统性扩散到植物上部后,叶子上首先出现黄色花叶。在植物进一步发育的过程中,该病会导致叶子坏死,并且更易受霜冻伤害。由于 HvEIF4E 基因的 rym4 和 rym5 等位基因变体,超过三分之二的欧洲冬大麦品种对 BaYMV 和 BaMMV 具有抗性。然而,几种 BaYMV 和 BaMMV 菌株已经克服了 rym4 和 rym5 介导的抗性。因此,大麦育种需要新的抗性等位基因。因此,我们在 BaMMV/BaYMV 易感冬大麦品种“Igri”中通过 Cas9 内切酶对 EIF4E 基因进行了定向诱变。产生了小插入,导致翻译阅读框发生移位,从而导致 EIF4E 功能丧失。突变发生在原代突变体中已经处于纯合状态。它们的后代被证明总是纯合的并且完全抵抗 BaMMV 的机械接种。EIF4E 敲除植物表现出正常的生长习性并产生谷物,但产量受损。