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矿物质受精通过植物土壤相互作用降低了山地草原系统中土壤多功能性的抗旱性
图1。土壤对干旱和受精的多功能反应，有或没有植物。星星表示干旱和正常气候治疗之间的显着差异。np =无植物，p =植物存在，f =受精，nf =无施肥。灰色=未植入的土壤，绿色=种植土壤，浅色=未施用的土壤，深色=受精的土壤。
通过信号网络的组合工程在水限制下改善植物的耐受性和生长
摘要农业是迄今为止我们星球上最大的消费者，占所有淡水提取的70％。气候变化和不断增长的世界人口增加对农业的压力更有效地使用水（“每滴更多农作物”）。水效力（WUE）和作物的干旱耐受性是复杂的特征，这些特征是由许多相互作用的生理过程确定的。在这里，我们描述了一种组合工程方法，以优化涉及控制应力耐受性的信号网络。筛选了大量联合转化的植物线，我们确定了钙依赖性蛋白激酶基因的组合，这些基因赋予了增强的干旱胁迫耐受性和在水限制条件下的增长。将该基因组合的靶向引入植物中提高了植物在干旱下的生存，并在有限的条件下增强了生长。我们的工作为工程复杂的信号网络提供了有效的策略，以在不利的环境条件下改善植物性能，这不取决于对网络功能的事先理解。
合成小麦在干旱条件下作为面粉质量的新来源：与溶剂保留能力的关联
合成的六倍体线被认为是通过引入新基因（生物和非生物胁迫）在常见小麦探测过程中丢失的新基因（生物和非生物胁迫）来改善面包小麦的。在两个生长季节期间，研究了一个99个合成和普通小麦的面板，以在两个不同的水分条件（水应力和正常）下的质量和谷物相关性状和干旱耐受性。结果表明，大多数性状的变化不同，表明合成的六倍体小麦衍生的线（SHW-DL）面板包含有价值的小麦耐受性改善的基因。干旱应力降低了形态学特征和产生，但蛋白质（Pro），快速混合测试（RMT）和溶剂保留能力（SRC）特征增加。合成小麦系具有更高的谷物产量，麸质，淀粉受损，可用的苯烷，整体供水能力以及麸质强度（麸质和胶质素强度），与常见的小麦相比，它们更适合面包烘烤。结果表明，溶剂保留能力具有很强的能力来区分小麦基因型的质量。相关性分析表明，可以通过产生更受损的淀粉，更高的水吸收，硬度和较低的麸质强度以及Zeleny（Zel）来实现高屈服品种的遗传改善。将讨论使用单变量和多元方法选择上等基因型。将讨论使用单变量和多元方法选择上等基因型。
野豌豆：一种耐旱、高蛋白、被忽视的豆科作物，具有作为可持续食物来源的潜力
预计到 2050 年，全球蛋白质需求将增长 50%。为了满足不断增长的需求并确保可持续性，需要温室气体排放低的蛋白质来源，而富含蛋白质的豆科植物种子有可能做出重大贡献。随着气候变化，像野豌豆 ( Vicia sativa ) 这样的豆科植物将供不应求，它们生长在边际种植区，耐旱，能适应多变的年度天气模式。野豌豆种子中存在的 γ-谷氨酰-β-氰基丙氨酸 (GBCA) 毒素无法消除，这阻碍了它几十年来作为人类和动物食品的利用，使这种高度适应性的物种成为“孤儿”豆科植物。然而，野豌豆基因组和转录组数据的可用性以及 CRISPR-Cas 基因组编辑技术的应用为消除 GBCA 毒素限制奠定了基础。在不久的将来，我们预计零毒素野豌豆品种将成为全球蛋白质需求的重要贡献者。
矿物质受精通过植物土壤相互作用降低了山地草原系统中土壤多功能性的抗旱性
增加的干旱威胁着土壤微生物群落及其在农业土壤中控制的多种功能。这些土壤通常被矿物营养物质受精，但尚不清楚这种施肥如何改变土壤多功能性（SMF）的能力，以维持干旱，以及植物土质相互作用如何影响这些效果。在这项研究中，我们使用山草原土壤来测试矿物营养素（氮和磷）添加的互动效应，并在中间有和没有植物（Lolium Perenne）的SMF上进行了干旱，并在中含有植物中（Lolium Perenne）。我们根据与土壤微生物在其生物量中储存碳（C），氮（N）和磷（P）的能力相关的8个微生物特性计算了SMF，并通过有机物解聚，矿化，硝化，硝化物和否定性加工来处理这些元素。为了研究SMF响应的基础机制，我们表征了使用16S和18S rRNA扩增子测序的土壤化学计量和微生物群落组成的提示变化。我们的结果表明，在植物存在时，受精会降低SMF干旱的耐药性，但在未种植的山地草原土壤中观察到了相反的情况。我们的分析表明，这是由于植物的相互作用，受精和干旱造成了与高SMF相关的四种耦合特性：高土壤水分，低蛋白质C限制，高细菌多样性和低细菌革兰氏革兰氏阳性阳性：革兰氏阳性：革兰氏负比例。总的来说，我们的结果表明，减少矿物肥料在山地草原中的植物生产可以提高土壤在干旱期间保持其多功能性的能力。最后，我们的研究清楚地证明了植物在SMF对全球变化的复杂反应中的重要性，并表明结合化学计量和微生物多样性评估是一种强大的方法，可以解散基本机制。
元素定量性状基因座分析和候选基因挖掘玉米中与干旱耐受性相关性状的候选基因挖掘（Zea Mays L.）
摘要：干旱是对全球玉米产量的严重负面影响的主要非生物压力之一。了解玉米中干旱耐受性的遗传结构是朝着繁殖耐旱的品种和针对性的遗传资源剥削的关键步骤。在这项研究中，与谷物产量成分，开花时间和植物形态有关的511定量性状基因座（QTL）在干旱条件下以及干旱耐受性指数是从27项发表的研究中收集的，然后预测在IBM2 2008年的IBM2 2008年邻居参考图中的荟萃分析。总共确定了与玉米干旱耐受性相关的83个元QTL（MQTL），其中20个确定为核心MQTL。与先前发布的QTL相比，MQTL的平均置信区间大大降低。通过来自基因组关联研究的共定位标记 - 特性关联证实了几乎一半的MQTL。基于与干旱耐受性有关的水稻蛋白的比对，在玉米MQTL附近发现了63个直系同源基因。此外，在20个核心MQTL区域和玉米与同源基因中发现了583个候选基因。基于候选基因的KEGG分析，发现植物激素信号通路显着富集。信号通路可以对干旱耐受性产生直接或间接影响，并与其他途径相互作用。总而言之，这项研究提供了对玉米干旱耐受性的遗传和分子机制的新见解，以对繁殖中这种重要特征的更具针对性的改善。
恶劣环境下维持花生产量和营养品质：抗旱抗热的生理和分子基础
1 新墨西哥州立大学克洛维斯农业科学中心，美国新墨西哥州拉斯克鲁塞斯，2 印度达尔瓦德农业科学大学生物技术系，3 美国阿拉巴马州奥本市奥本大学作物、土壤与环境科学系，4 美国威斯康星州麦迪逊市美国农业部农业研究局蔬菜作物研究中心，5 美国威斯康星州麦迪逊市威斯康星大学园艺系，6 美国阿拉巴马州奥本市奥本大学生物系统工程系，7 美国阿拉巴马州塔斯基吉市塔斯基吉大学植物与土壤科学系，8 美国爱荷华州立大学生物技术系，美国爱荷华州艾姆斯市，9 印度特伦甘纳邦帕坦切鲁国际半干旱热带作物研究所 (ICRISAT)
鉴定了与种子发育过程中甘蓝纳普斯干旱反应相关的转录模块，并通过早期生物胁迫缓解
图1甘蓝纳普斯的种子发育（cv。在各种压力条件下）。A.种子水含量（虚线）和种子发育过程中的干重（DW，实线）的演变。未成熟的种子。热时间在增长12（GDD）中给出。数据表示为每种处理的五种种子的三个生物学重复的平均值±SE。B.平均值（实线）在八个（C和WS）或四个（PB和PB + WS）中的土壤水电位（MBAR）的标准偏差（虚线）上，在20天的窗口上构成了干旱胁迫的应用。C。在不同条件下生长的梅氏芽孢杆菌植物的成熟叶片中RD20（QRT-PCR）的相对表达水平（每个生物学众多代表）。D.在WS应用开始时评估具有Clubroot症状的植物数量（4个众多植物）或农作物周期结束时（4个众议员30植物）。c，控制； WS，缺水； PB，P。Brassicae接种； PB + WS，P。Brassicae接种和水短缺；众议员，生物复制。
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。
广泛分布的植物物种的系统地理学揭示了隐秘的遗传谱系以及对变暖和干旱条件的平行表型反应
注：聚类是指系统发育分析中显示的 S . vulgaris 种群的遗传聚类关系（图 2）。显著影响以粗体表示。对于二元数据（发芽、开花、存活），采用二项分布；对于计数数据（花、叶、枝的数量），采用泊松误差分布。