摘要 - 西葫芦是葫芦科家族,富含营养。在印度尼西亚,西葫芦的培养仍然很低,西葫芦具有开发的潜力。需要改进耕作技术,以确保西葫芦的最佳生长和产量。研究gberellin和氮肥对西葫芦植物生长和产量的研究。于2023年7月至2023年10月在印度尼西亚东爪哇省的Batu市进行。这项研究是使用带有两个因素的随机完整块设计的阶乘实验,第一个因素是gibberellin浓度,三个治疗水平(0、150和300 ppm),第二个因素是氮肥的剂量,具有5个治疗水平(50、100、100、100、150、200、200和250 kg/ha)。使用方差分析(ANOVA)分析了观察数据结果,并在5%的误差水平下持续诚实的显着差异测试HSD。确定观察变量之间的关系模式,进行了回归测试。结果表明,吉布雷蛋白和氮肥对西葫芦植物生长和产量的显着影响。植物长度,叶子数量,叶子面积,新鲜重量,干重,水果数量和果实重量的增加。氮肥导致植物长度,叶子数量,叶子面积,新鲜重量,干重,水果数量,水果重量和叶绿素指数的增加。这项研究的结果表明,吉布雷蛋白和氮肥在增加西葫芦植物的生长和产量中的阳性作用。基于这项研究的结果,建议最佳的吉伯林蛋白和氮为150 ppm和150-250 kg/ha。
芽顶分生组织(SAM)的生长对于射击建筑构造至关重要。植物激素吉布林蛋白(GA)在协调植物生长方面起着关键作用,但它们在SAM中的作用仍然是未知的。在这里,我们通过工程设计了一种DELLA蛋白来开发出比例的GA信号传导生物传感器,以抑制其在GA文字响应中的主要调节功能,同时在GA传感时保留其降解。我们证明了这种基于降解的生物传感器可以准确地报告GA水平和发育过程中感知的细胞变化。我们使用此生物传感器来绘制SAM中的GA信号传导活性。我们表明,高GA信号传导主要发现位于节间体的前体之间的细胞中。通过增益和功能丧失方法,我们进一步证明了气体调节细胞分裂平面的方向以建立节间的典型细胞组织,从而有助于SAM中的节节性规范。
全球气温上升导致温室内芒果 ( Mangifera indica L. ) 的种植面积扩大,尤其是在韩国南部。然而,芒果树过度的营养生长会阻碍生殖生长和果实生产,对温室种植构成挑战。花芽分化过程中赤霉素 (GA) 水平过高会阻碍这一过程,减少开花和结果。这项先导研究调查了已知的 GA 抑制剂多效唑 (PBZ) 和调环酸钙 (Pro-Ca) 对温室条件下生长的芒果树花芽分化和穗发育的影响。设立了两个处理组:PBZ 一次和两次(22.9% 悬浮浓缩液中 1,500 ppm)以及 Pro-Ca 一次和两次(20% 悬浮浓缩液中 500 ppm)。处理于 2022 年 7 月进行,在夏季修剪后枝条变硬后进行,恰逢花芽分化诱导期(2022 年 11 月中旬至 2023 年 1 月中旬)。在此期间,平均温度和平均相对湿度分别为 13.4°C 和 62%。通过七个阶段观察到生殖生长变化。PBZ 一次和两次处理最快达到第 2 阶段(花芽起始),其次是 Pro-Ca 一次和两次,以及对照组,均在四天内完成。值得注意的是,处理和对照之间的结果没有显著差异。关于穗特征,PBZ 两次产生的穗最长,而 Pro-Ca 两次产生的穗最短。然而,所有组的穗宽度保持相似。研究结果表明,PBZ 两次、Pro-Ca 一次和 Pro-Ca 两次处理可有效促进花芽分化并根据生长特性提高穗质量。此外,随后的 GC-MS 分析和热图分析发现,所有样品(包括对照组和处理组)中都存在八种关键代谢物,这些代谢物均与芒果开花反应有关。总体而言,GA 抑制剂在诱导花芽分化方面表现出良好的效果。
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。
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。
摘要:水稻SLR1基因编码DELLA蛋白(具有DELLA氨基酸基序的蛋白质),其功能丧失突变通过抑制植物生长而使植物矮化。我们利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术在水稻中靶向突变DELLA/TVHYNP结构域,生成具有半显性矮化表型的slr1-d突变体。在31株转基因植株中获得了16个遗传编辑株系。深度测序结果表明,突变体在SLR1基因的TVHYNP结构域靶位点有6种不同的突变类型。同源编辑植株在T1代中选择了没有通过分离转录的T-DNA(T-DNA)的个体。slr1-d7和slr1-d8植株导致对赤霉素(GA)不敏感的矮化表型,叶片皱缩,节间缩短。通过 RNA-seq 进行的全基因组基因表达分析表明,在编辑的突变体植物中,两个与 GA 相关的基因 GA 20 OX 2(赤霉素氧化酶)和 GA 3 OX 2 的表达水平有所增加,这表明 GA 20 OX 2 充当了 GA 12 信号的转换器。这些突变体植物需要改变 GA 反应,至少部分是由于植物激素信号系统过程的缺陷,并阻止了细胞伸长。新的突变体,即 slr1-d7 和 slr1-d8 系,是有价值的半显性矮化等位基因,具有利用 CRISPR / Cas9 系统在水稻中进行分子育种的潜在应用价值。
在水稻培养中,半枯萎和粘性质地的特征分别是优化产量潜力和晶粒质量的关键。Xiangdaowan(XDW)大米以其出色的芳香特性而闻名,由于其高的身材和高淀粉糖含量而面临挑战,导致住宿耐药性不佳和次优烹饪属性。为了解决这些问题,我们采用了CRISPR/CAS9技术来精确地编辑XDW大米中的SD1和WX基因,从而发展具有所需半昏迷和麸质特征的稳定的遗传纯合线。SD1-WX突变型线表现出降低的gibberellin含量,植物高度和淀粉糖含量,同时保持了几乎不会改变发芽率和其他关键的农艺性状。重要的是,我们的研究表明,外源性GA 3的应用通过补偿内源性Gibberellin的缺乏有效地促进了生长。基于此,开发了半昏昏欲睡的精英大米(Oryza sativa L.)线,对大多数农艺性状没有太大影响。此外,比较转录组分析揭示了差异表达的基因(DEG)主要与膜的锚定成分,过氧化氢分解代谢酶分解代谢酶活性,过氧化物酶活性,萜烯合酶活性和寄生虫相关。此外,将二萜类化合物的生物合成催化为gibberellins的生物合成富集并显着下调。这项全面的研究提供了一种有效的方法,可以同时提高水稻植物的身高和质量,为耐药和高质量的水稻品种的发展铺平了道路。
合成转录因子有望成为阐明基因表达与表型之间关系的工具,因为它允许对基因表达进行可调改变,而无需对所研究的基因座进行基因组改变。然而,植物转化需要数年时间、高成本和技术技能,限制了它们的使用。在这项工作中,我们开发了一种名为 VipariNama (ViN) 的技术,其中基于烟草脆裂病毒的载体用于快速部署基于 Cas9 的合成转录因子并在植物体内重新编程基因表达。我们证明 ViN 载体可以在数周内在本氏烟、拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 和番茄 (Solanum lycopersicum) 中系统地、持续地激活或抑制多个基因。通过探索包括 RNA 支架、病毒载体集合和病毒工程在内的策略,我们描述了如何提高调控的灵活性和有效性。我们还展示了这种转录重编程如何对代谢表型产生可预测的变化,例如本氏烟草中的赤霉素生物合成和拟南芥中的花青素积累,以及发育表型,例如本氏烟草、拟南芥和番茄中的植物大小。这些结果证明了如何使用基于 ViN 载体的赤霉素信号不同方面的重编程在几周内设计一系列植物物种的植物大小。总之,ViN 将产生表型的时间从一年多缩短到几周,为合成转录因子支持的假设检验和作物工程提供了一种有吸引力的转基因替代方案。
在绿色革命期间,使用Gibberellin相关的矮小基因显着提高了谷物产量。黄铜固醇(BRS)在调节农艺性状和压力抗性中起着至关重要的作用。已经很好地证明了与BR相关基因在作物改善中的潜力,将BRS定位为下一次农业生物技术革命的关键目标。但是,BRS对植物产生了多效性影响,因此为其应用带来了机会和挑战。最近的研究提出了利用BR调节分子进行作物改进的有希望的策略,例如探索功能特定的基因,鉴定有益的等位基因,诱导有利的突变以及优化的空间激素分布。必须有效地实施这些策略,以促进我们对植物中BR的作用的理解。
提供了靶基因的基因活性(GA20OX3和GA20OX5的mRNA水平)以及玉米MON 94804中主要的生物活性胆红素(GA1和GA4)的水平,以分析对植物代谢的影响。结果表明,靶基因在GE植物中几种组织中的表达降低,e。 g。在茎上,丝绸和谷物,叶子和草料。efsa(2024a)没有提到申请人发表的论文(Paciorek等,2022)发现,量化了同一基因家族成员(GA20OX1)生产的其他吉布贝林素变体。该基因不会被GA20OX_SUP抑制,并且是玉米基因组中最接近GA20OX3和GA20OX5的同源基因。在某些组织中,GA20OX1的表达偏离了对照,这被解释为调节某些GA基因表达水平的GA依赖反馈回路的补偿机制。
