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利用诱发的遗传变异改良水稻和高粱以应对干旱
自 20 世纪 20 年代以来，诱发突变就已用于作物育种。目前，联合国粮食及农业组织 (FAO) 和原子能机构管理的数据库中记录了 3400 多种突变作物品种。通过改进和调整优化突变密度的技术，可以提高作物品种育种的有效性。这还涉及提高筛选大量突变种群或品系的效率，无论是表型还是基因型。鉴于这些目标，粮农组织/原子能机构粮食和农业核技术联合中心启动了一项为期五年的协调研究项目，题为“通过诱发突变育种提高水稻和高粱的抗旱能力”。该项目汇集了发达国家和发展中国家的研究人员，旨在通过诱发突变提高水稻和高粱种质的抗旱能力，并开发和调整筛选技术，以实现可持续粮食安全。
从气候变化角度看意大利银冷杉种源的干旱响应
从气候变化的角度来看，地中海森林生态系统的恢复力与其应对干旱和气温升高的能力密切相关。这种能力可能受到物种或种源之间和种源内的遗传差异的影响。在不断变化的环境中，管理指南应权衡与当地和/或非当地种源相关的风险，以促进对恢复力强的森林遗传资源的有效保护和可持续管理。在本研究中，我们分析了托斯卡纳-艾米利亚亚平宁国家公园天然林和人工林中银冷杉 (Abies alba) 对干旱的生长反应，比较了该物种在意大利三个种源的生长表现：(a) 西阿尔卑斯山 - (b) 北亚平宁山 (当地) - (c) 南亚平宁山。干旱严重程度由标准化降水蒸散指数 (SPEI) 定义。我们通过评估气候-生长关系并应用基于树木年轮宽度的干旱“恢复力指数”(RRR) 进行了树木年轮学分析。人工林的平均生长速度比高度破碎的天然林更快，对严重干旱的恢复力更强，对严重干旱的恢复率也显著更高。冷杉种源的平均生长速度没有差异，而亚平宁南部种源的恢复力 (rec) 和恢复力 (resl) 明显优于西阿尔卑斯山种源，尤其是在中度 (rec + 5 – 15%, resl + 13 – 15%) 和极端 (rec + 20% %, resl + 22%) 干旱年份。当地种源表现出中间行为。与西阿尔卑斯山种源相比，南部和当地种源对干旱的恢复力更强，在气候变化应对战略的背景下，它们是非常重要的森林遗传资源。最后，根据 SPEI6 确定的年份计算的 RRR 指数趋势通常显示种源和再生模式之间的差异大于 SPEI12 确定的年份，这可能是由于生长季节山区反复发生的短期干旱增加所致。这些结果提供了有关气候变化下不同银冷杉种源的干旱反应的重要信息，强调了在森林管理和规划中考虑森林繁殖材料遗传背景的重要性。得益于与国家公园和当地森林管理者的密切合作，这些结果可能会得到具体的应用，例如，通过正确评估国家公园森林中种源辅助迁移的实用性，以及更好地管理剩余的银冷杉天然林。
加深的地下水位增加了泥炭苔藓与周期性干旱的脆弱性
fi g u r e 2（a）建模最大光合作用（p max），（b）所有原点的呼吸（r）peatland Type×地下水位（WT）历史组合，以及（C和D）在实验过程中的温室环境。p max（a）和r（b）值估算，然后平均。每条线代表每个测量运动中两个物种的CO 2通量值（n = 4）。在周期性干旱（虚线）进行的中co症测量了五次：干旱前，峰值干旱，然后在树周的恢复期间每周一次。对照中的中焦点没有周期性干旱（实线）进行了三次：干旱前，峰值干旱和恢复3周后。每个源subsite（原点泥炭型×WT历史组合）均以不同的颜色表示。线类型将控制与干旱处理的中孔分开。（c）用两个DHT22传感器在中心水平上测量空气湿度，其值平均。使用两个Pino-Tech土壤观察到10个传感器测量土壤水分，每个传感器中有一个经过干旱和对照中的中验。土壤水分传感器未校准泥炭土壤，而是描述时间变化。（d）用两个DHT22传感器在中孔水平上记录空气温度，其值平均。土壤温度是使用两个中心中的DS18B20传感器测量的，并且还将这两个传感器的记录值进行平均。室内测量活动（表2）标有灰色阴影，干旱时期的启动和结束是用灰色虚线标记的。
土壤微生物组的移植，以增强萨尔维亚官方的干旱反应。
结果：我们的结果表明，对三种根瘤菌的接种并没有增强植物总生物量，而它显着影响了植物建筑，生态生理学和代谢反应。与JP根瘤菌组接种的接种导致根生物量显着增加，从而导致较小的叶子和较高的叶子数。这些形态学的变化表明，改善了取水和温度调节策略。此外，在接种了来自PJ和PL的微生物组的植物中观察到了不同的气孔电导模式，表明对干旱胁迫的反应发生了改变。代谢组分析表明，根瘤菌的移植显着影响了S. officinalis的叶片代谢组。所有三个根瘤菌促进了酚类化合物，萜类化合物和生物碱的积累，已知在植物防御和应激反应中起着至关重要的作用。五个分子（Genkwanin，β-离子酮，苏莫醇，β-贝氏蛋白贝苯胺A-甲基酯和cinnamoyl-beta-d-d-葡萄糖苷）通常积聚在接种的鼠尾草叶片中，与微生物组无关。此外，根据特定的接种根瘤菌组观察到独特的代谢改变，强调了植物 - 微生物相互作用的专业性质，并可能将这些特定分子用作监测有益微生物的募集的生物标志物。
新热带树中的干旱耐受性特征与植物层真菌群落的组成相关
与植物相关的微生物已显示可帮助植物应对干旱。但是，基本机制知之甚少，并且关于哪种微生物分类单元和功能主要涉及的不确定性。我们在新热带雨林和识别的叶面微生物中探讨了这些问题，这些生物可能在树木的干旱耐受性中发挥作用。我们的目标是（i）测试新热带树中的干旱耐受性特征与其叶面真菌和细菌群落的多样性和组成之间的关系，以及（ii）与干旱耐受性特征相关的叶片微生物分类或负相关。我们的结果表明，叶真菌群落而不是细菌群落的组成与干旱耐受性有关。我们识别27
在早期生长阶段1
doi：10.5935/1806-6690.20250040主编：JosuéBispoda Silva教授 - josue.bispo.bispo@ufms.br *for Suoltunence for Fornecore for Fornecore for Geuredence for Gualligention for Publication 12/08/2024;批准于2010年7月10日获得批准1摘自硕士对第一作者的论文提取的文章，该作者提交给农学的研究生课程 - 农作物科学，马托·格罗索（Mato Grosso do Sul（UEMS），a aquidauana），阿奎达阿纳（UEMS），阿斯奎达瓦纳 - MS，巴西2号州立大学2号州立大学Mato grosso do sul（uems），aquidaana -ms@aquidauana -ms，jiovms，ji ovan， 0009-0002-0414-8136），steiner@uems.br（OrcID ID ID 0000-0001-9091-1737）3Maranhão州立大学（UEMA）（UEMA） （UEMS），Cassilândia-MS，巴西，Jorge.aguilera@uems.br（Orcid ID ID 0000-0002-7308-0967）5 Mato Grosso Do Sul（UFMS）联邦大学
标题：微生物接种对干旱胁迫期间鼠尾草幼苗的上下文依赖性影响1
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社论：系统生物学和合成生物学与植物抗旱或避旱的关系
干旱胁迫长期以来一直是农作物生产的制约因素，而气候变化和随之而来的农业用蓝色水资源减少则加剧了这一问题。大多数现有的粮食和经济作物都易受干旱胁迫的影响，干旱胁迫会造成农作物产量的大幅下降。因此，在不久的将来，我们开发出更能适应气候、更耐热、更耐旱的作物的能力将变得越来越重要。自然界中，植物进化出了两种重要的机制来克服干旱胁迫的影响：（1）避旱，通过最大限度地减少水分流失和优化水分吸收，使植物在缺水的环境中保持相对较高的组织含水量；（2）耐旱，通过维持细胞膨压（由渗透调节和细胞弹性引起）和提高原生质抗性，使植物能够忍受低组织含水量（ Basu et al.，2016 ）。随着可用于研究不同植物谱系的基因组资源越来越多，这些植物在抗旱或避旱方面表现出不同的策略和差异 ( Yin et al., 2014; Abraham et al., 2016; Yang et al., 2017; Chen et al., 2018 )，系统生物学以基因组规模的分子及其相互作用分析 ( Westerhoffiand Palsson, 2004 ) 为特征，正成为将基因与抗旱或避旱性状联系起来的一种流行方法。系统生物学研究产生的与干旱胁迫反应相关的基因的知识可以为构建合成生物学的生物部件文库提供信息，合成生物学旨在设计或重新设计生物过程 ( Cook et al., 2014 )。合成生物学在创造具有增强的抗旱或抗旱能力的转基因植物方面具有巨大潜力（Borland 等人，2014 年；De Paoli 等人，2014 年；Llorente 等人，2018 年）。本研究主题包括三篇以景天酸代谢 (CAM) 系统生物学为主题的文章，作为植物适应缺水条件的模型策略，以及四篇与使用合成生物学和基因工程方法对植物抗旱或抗旱进行遗传改良有关的文章。
提高了Festuca ovina L的干旱耐受性。使用植物生长促进细菌
摘要：许多生态因素会影响植物的生存和生长能力，其中干燥对干旱和半干旱地区的植物生长有很大的限制。响应特定的环境压力，植物可以使用最有效的细菌来支持和促进其生长和发育。今天，促进根瘤菌（PGPR）的植物生长被广泛用于减轻植物生长的干旱压力。在这项研究中，干旱对Festuca ovina L.发芽，生长和营养吸收的影响在阶乘测试中使用PGPR进行了四个水状态下的完全随机设计。土壤含水量保持在100％FC（现场容量），70％FC（FC），50％FC和30％FC。用氮杂杆菌Vinelandii，Pantoea grogomerans + Pseudomonas putida和生物肥料的混合物接种处理。的结果表明，当分别使用A. vinelandii和P. grogomerans + P. p. putida时，干旱应激的影响显着降低（P <0.05），但是，生物肥料的综合治疗对种子发芽的影响要比单个应用更大。P. agromerans + P. p.utida在30％FC的条件下导致茎，根长度和植物干生物量的增加。在30％的FC条件下，观察到最高的营养摄取量是对生物肥料的综合治疗。因此，使用分别应用或组合使用的A. vinelandii和P. groclomerans + P. p.putida，通过增加的发芽指数，干重，茎长和根长度来增加对卵藻中干旱胁迫的耐受性。由于PGPR对干旱条件下植物的生长特征的有益作用以及干旱压力的负面影响的减少，因此建议使用氮杂杆菌和假单胞菌进行接种。pgpr作为一种负担得起的环保方法，可以改善水压缩牧场中的草料生产。
基因型依赖性菌群和叶片代谢在遇到干旱胁迫的橄榄幼苗中的反应
摘要：在压力或最佳条件下，植物培养了一个特定的共生微生物行会，以增强包括代谢调节在内的关键功能。尽管植物基因型在微生物选择中的作用有充分的文献证明，但该基因型特异性微生物组装在维持宿主稳态方面的潜力仍未得到充分研究。在这项研究中，我们旨在评估与植物增长促进根瘤菌（PGPR）的橄榄基因型对微生物接种对微生物接种的特异性（PGPR），以查看先前与本地或质量微生物的抗压植物是否会在叶子中表现出任何变化。在受控和压力条件下测试了两个突尼斯精英品种，Chetoui（干旱敏感）和Chemleli（耐旱）。叶片样品，以鉴定未靶向的代谢产物。根和土壤样品用于提取使用16S rRNA扩增子测序的细菌群落分析的微生物基因组DNA。分别将分数分析，聚类分析，热图，Venn图和Krona图表应用于代谢和微生物数据。结果表明，在应力和接种条件下，Chetoui品种的叶子代谢组的动态变化。在最佳状态下，PGPR财团引起了敏感变化的代谢模式的明显变化，与在耐旱的品种中观察到的植物化学相一致。这些变化涉及脂肪酸，生育酚，苯酚，甲氧基诺酚，硬霉素，三萜和糖。另一方面，表现出可比代谢谱的化学品种似乎不受应力和接种的影响，可能是由于其耐受能力。微生物在治疗中的分布明显不均匀。测试的幼苗遵循各种特定于选择有益的土壤细菌以减轻压力的策略。仅在两个品种的最佳条件下才检测到一种高度丰富的湿型接种物，这使得植物基因型的水分历史成为塑造微生物群落的选择性驱动器，从而预测大型生态系统中微生物活性的有用工具。