摘要:基于统计数据的分析,计算了2010 - 2020年波兰大麦的平均面积和大麦的平均收率。大麦是波兰种植的最重要的谷物之一。在这些年中,其栽培面积平均占920,595公顷,平均产量为3.66 mg∙ha -1。大麦是一种谷物,主要是春季谷物。这些年中春季物种下的平均面积占该谷物总面积的95%(875,771公顷),春季品种的平均产量为3.60 mg∙ha -1。为了估计温室气体(GHG)和氨(NH 3)的排放,分析了所选大麦培养技术的无机肥料的排放源(无机肥料,燃料消耗),通过产量水平有所不同,并开发了变异的模型生产技术以获得预测的产量。计算了单个温室气体(N 2 O,CH 4和CO 2)的排放,并根据每种气体的温室电位(GWP - 全球变暖潜力)进行重新计算,以便能够比较被分析的变体的温室气体排放的总量。耕种技术的温室气体排放量为134.53至136.48 kg CO 2 EQ,1 mg产量。考虑到土壤状况和气候区,使用了更准确的层2方法来估计NH 3排放。矿物质肥料的施用估计的氨排放量为1 mg的收率为0.99 kg至2.35 kg。
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。
总结绿色革命是基于gibberellin(GA)激素系统的遗传修饰,其基因突变降低了GA信号,赋予了较短的身材,从而使植物适应现代农业条件。具有较短身材的强大GA相关突变体通常会降低鞘总序长度,因此由于干旱条件下的幼苗出现而产生的折现收益率增长。在这里,我们将Gibberellin(GA)3-氧化酶1(GA3OX1)作为大麦的替代半弱基因,它结合了植物高度的最佳降低,而无需限制了红细胞和幼苗的生长。使用大型大麦加入收集的大型领域试验,我们表明天然的Ga3ox1单倍型将植物高度适中降低5-10厘米。我们使用了CRISPR/CAS9技术,生成了几种新型GA3OX1突变体,并验证了GA3OX1的功能。我们表明,改变的GA3OX1活性改变了活性GA同工型的水平,因此,鞘总成长度平均增加了8.2 mm,这可以提供必不可少的适应性以在气候变化下保持产量。我们透露,CRISPR/CAS9诱导的GA3OX1突变将种子休眠增加到理想水平,这可能会使麦芽产业有益。我们得出的结论是,选择HVGA3OX1等位基因为开发具有最佳身材,更长的鞘翅目和其他农艺特征的大麦品种提供了新的机会。
CRISPR、Cas12a、CPF1、大麦、诱变、单子叶植物、基因组编辑摘要我们报告了首次成功、高效使用大麦中的 Lb Cas12a,并描述了两种新型 Cas12a 变体的开发和应用。总共我们使用二十种不同的指南比较了五种编码序列 (CDS) 变体,包括两种新型变体和两种指南架构,针对 5 种不同的靶基因。我们发现不同 CDS 版本 (0-87%) 和指南架构 (0-70%) 之间的编辑效率存在很大差异,并且表明我们的两个新型 CDS 版本在该物种的测试中大大优于其他版本。我们展示了产生的突变的遗传性。我们的研究结果强调了优化单个物种的 CRISPR 系统的重要性,并可能有助于在其他单子叶植物中使用 Lb Cas12a。正文 毛螺菌科细菌 Cas12a (Lb Cas12a) 可能是继化脓性链球菌 Cas9 (Sp Cas9) 之后植物基因组编辑中第二广泛使用的可编程核酸酶,并且具有一些潜在优势。首先,由于其对 TTTV PAM 的要求与 NGG 的 Sp Cas9 要求不同,它可用于 GC 沙漠,而 GC 沙漠通常存在于内含子、UTR 和启动子区域中。其次,Lb Cas12a 通常比 Sp Cas9 产生更大的缺失,这可能在缺失研究中有用。第三,虽然 Sp Cas9 在靶标的 PAM 近端切割产生平端,但 Lb Cas12a 在 PAM 远端区域切割产生粘端;这两个特征可能解释了使用 Lb Cas12a 实现的基因靶向发生率更高 (Wolter 和 Puchta,2019)。已知在植物中起作用的三种版本的 Lb Cas12a 针对一个大麦靶标进行了测试。首先,是水稻优化的编码序列 (CDS) (Os Cas12a) (Tang et al., 2017);其次是人类优化的 CDS (Hs Cas12a),在双子叶植物中具有功能 (Bernabé-Orts et al., 2019);第三是拟南芥优化的 CDS,包含 D156R“耐高温”突变 (tt At Cas12a) (Schindele and Puchta, 2020)。我们还创建了两个新版本,携带 D156R 突变的 Hs Cas12a (tt Hs Cas12a) 和携带 8 个内含子的 tt At Cas12 (tt At Cas12+int)。这些内含子之前曾显著提高过 Sp Cas9 的效率(Grutzner 2021),因此我们使用相同的在线工具(NetGene2 - 2.42 - Services - DTU Health Tech)在我们的 tt At Cas12+int 设计中为拟南芥选项获得了较高的剪接置信度。
(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
摘要 绿色革命基于赤霉素 (GA) 激素系统的遗传改造,通过“矮化”基因突变降低 GA 信号,使植物矮化,从而使植物适应现代农业条件。矮化的强 GA 相关突变体往往胚芽鞘长度缩短,由于干旱条件下幼苗出苗效果不佳,导致产量降低。这里我们提出赤霉素 (GA) 3-氧化酶 1 (GA3ox1) 作为大麦的另一种半矮化基因,它既能最佳地降低植物高度,又不限制胚芽鞘和幼苗的生长。通过对大量大麦种质进行大规模田间试验,我们发现天然的 GA3ox1 单倍型可适度降低植物高度 5 – 10 厘米。我们使用 CRISPR/Cas9 技术,生成了几个新的 GA3ox1 突变体并验证了 GA3ox1 的功能。我们发现,改变 GA3ox1 活性会改变活性 GA 异构体的水平,从而使胚芽鞘长度平均增加 8.2 毫米,这可以为在气候变化下保持产量提供必要的适应性。我们发现 CRISPR/Cas9 诱导的 GA3ox1 突变将种子休眠期增加到理想水平,这可能有利于麦芽行业。我们得出结论,选择 HvGA3ox1 等位基因为开发具有最佳身高、更长胚芽鞘和额外农艺性状的大麦品种提供了新的机会。
角质层是覆盖地上植物器官的保护层。我们研究了蜡在建立大麦 ( Hordeum vulgare ) 角质层屏障中的作用。大麦蜡质突变体 cer-za.227 和 cer-ye.267 显示蜡负荷减少,但受影响的基因以及蜡变化对屏障功能的影响仍然未知。测量了 cer-za.227 和 cer-ye.267 中的角质层蜡和通透性。通过批量分离 RNA 测序分离突变体基因座。通过基因组编辑产生了新的 cer-za 等位基因。CER-ZA 蛋白在酵母和拟南芥 cer4-3 中表达后进行了表征。Cer-za.227 携带编码酰基辅酶 A 还原酶 (FAR1) 的 HORVU5Hr1G089230 的突变。 cer-ye.267 突变位于编码 b -酮脂酰辅酶 A 合酶 (KAS1) 的 HORVU4Hr1G063420 上,与 cer-zh.54 等位。cer-ye.267 中角质层内蜡质含量明显减少。cer-za.227 的角质层失水和通透性与野生型 (WT) 相似,但在 cer-ye.267 中则有所增加。去除角质层外蜡质表明,调节角质层蒸腾作用需要角质层内蜡质,而不是角质层外蜡质。cer-za.227 和 cer-ye.267 之间角质层内蜡质含量的差异减少以及角质层外蜡质的去除表明,角质层屏障功能主要依赖于角质层内蜡质的存在。
Meet the Team Soybeans Conventional Soybean Varieties Traited Soybean Varieties Seed Treatments Seeding Rates Optimum Planting Date Seeds per Foot Row Seeding Depth Maturity Map Yield Potential IP Soybean Program Winter Wheat Varieties Seeding Rates Seeds per Foot Row Seeding Depth Optimum Planting Date Seed Treatments Winter Barley Varieties Spring Cereals Spring Wheat Varieties Oat Varieties Barley Varieties Common Blends植物种群每英尺排的种子每英亩覆盖农作物的种子建议的播种率覆盖作物的好处
北海道Kitahonami(Chuo农业实验站)小麦蜂蜜2022未分开的Kitahonami(Kitami农业实验站)小麦蜂蜜2022未分开的奇霍克小麦小麦(Chuo)小麦(CHUO农业实验站)202222222222NOMENTIMER ERAIMITION Yumechikara(Chuo农业实验站)小麦蜂蜜2022未分离的IWATE县南小麦种子2021 F. Asiaticum niv型雪地chihoku小麦种子2021 F. Graminearum S.str。3ADON type Miyagi Prefecture Minori wheat barley seeds 2020 Not isolated Shunrai Barley seeds 2020 Not isolated White fiber Mochi barley seeds 2020 Not isolated Aoba's love Wheat seeds 2020 Not isolated Summer golden Wheat seeds 2020 Not isolated White wheat Wheat seeds 2020 Not isolated Ibaraki Prefecture Shunrai (Tsukuba City) Barley seeds 2022 F. asiaticum NIV type Shunrai (Tsukuba Mirai City) Barley seeds 2022 F. asiaticum NIV type Kashima mugi barley seeds 2022 F. asiaticum NIV type Glitter Mochi-like barley seeds 2022 F. asiaticum NIV type Nagano Prefecture White fiber Mochi-like barley seeds 2021 Not separated Shunrai大麦种子2021 F.亚洲NIV型白色小麦小麦种子2021 F. graminearum s.str。15ADON type Yumeseiki Wheat seeds 2021 Not separated Yumekaori Wheat seeds 2021 Not separated Mie Prefecture Ayahikari (Ano-cho, Tsu City) Wheat ears 2022 F. asiaticum NIV type Ayahikari (Ishi-cho, Tsu City) Wheat ears 2022 F. asiaticum 3ADON type Ayahikari (Inabe City)小麦耳朵2022 F. Asiaticum 3adon型Ayahikari(Nishi-Kurobe-Cho,Matsusaka City)小麦耳朵2022 F. Asiaticum 3adon型Ayahikari型Ayahikari型(Nishi-Kurobe-Cho)(Nishi-Kurobe-Cho,Matsususaka City) (Matsusaka City,Hozu-Cho)小麦耳朵2022 F. Asiaticum niv型Ayahikari(Matsusaka City,Matsusaka City)小麦洞2022 F. Asiaticum 3adon型Ayahikari型Ayahikari(Ureashino Kurono-Cho,Matsususaka City,Matsusaka City)phopiatiain typeiatiain typeiain hole astiain hole astiat a hole asson asson asson as as as as as as as as a sy as as 202222222222222222222222222222222222。 (Matsusaka City Yokohashicho)小麦洞2022 F. Asiaticum 3adon型Ayahikari(Matsusaka City,Matsusaka City)小麦洞2022 F. Asiaticum 3adon型Ayahikari型Ayahikari(Kuramoto type) (北部库拉莫托)小麦洞2022 F.亚洲niv型Ayahikari(Minamikawaji,Tsu City)小麦耳朵2022 F. Asiaticum 3adon型Satono Sora sora sora sora(Ooizumi,ooizumi,ooizumi,kiso misaki town)weat typ.aimaki sorai sorai sorai sora,satono sorai sorai sorai sorai sora,小麦耳朵2022 F. Asiaticum 3adon型Satono Sora(Nagashima镇的白鸡)小麦耳朵2022 F. Asiaticum 3adon型Tamamizumi R(Iga City,Iga City,Iga City)小麦耳朵2022 F. Asiaticum Niv型Tamamizizumi tamamizumi fir.202222222222222。 3adon型tamamizumi r(Dego,Iga City)小麦耳朵2022 F.亚洲3adon型纤维雪(Entokuin,iga,Iga)小麦孔2022 F. asiaticum niv niv型tamamizumi type tamamizumi r(saimyoji,saimyoji,saimyoji,saimyoji,iga)小麦孔2022未分离tamamizumi r(Yamabata,Iga)小麦孔2022未分离的库曼托县Minaminokaori小麦种子2020未分离haruka nijo大麦种子2020年未分开
