事实证明,CRISPR-Cas 编辑系统是功能基因组学研究的有力工具,但它们在许多非模型物种中的有效性仍然有限。在马铃薯和番茄病原菌疫霉菌中,之前开发了一种编辑系统,该系统表达毛螺菌科细菌 Cas12a 内切酶 (LbCas12a) 和来自 DNA 载体的引导 RNA。然而,该方法效率低下。基于编辑受疫霉菌生长和内切酶催化的最佳温度不匹配限制的假设,我们测试了两种策略,将两个目标基因的编辑频率提高了约 10 倍。首先,我们发现 LbCas12a (D156R) 中的突变可以促进编辑,据报道,这种突变可以在更宽的温度范围内扩大其催化活性。其次,我们观察到,在较高温度下瞬时孵育转化组织可以增强编辑效果。这些修改应该使 CRISPR-Cas12a 更适用于研究 P. infestans 及其亲属中的基因和蛋白质功能,特别是在较低温度下生长最佳的物种。
phytophthora Infestans是全球马铃薯最严重的病原体。病原体具有多种有问题的特征,例如混合的繁殖系统,多环境和高遗传可塑性,它容易适应新情况,e。 g。通过发展对杀菌剂的抗性。以前已经报道了杀菌剂,例如金属酰胺类,丙酰果,曼陀酰胺(MPD)和oxathiapoprolin(OTP)。这项研究调查了2023年期间在瑞典领域收集的Infestans分离物,以抵抗MPD和OTP,这是瑞典以前在瑞典没有发现的耐药性。将两种杀菌剂浓度序列的浮叶盘分析用于表型分离株。将任何在先前的研究中引起抗性的SNP连接起来,对MPD的靶基因PICESA3和OTP的ORP1进行了sanger测序。此外,将一些分离株发送给苏格兰的詹姆斯·赫顿研究所进行微卫星基因分型,以研究是否可以将抗性连接到炎症假单胞菌的特定SSR基因型。
番茄(Solanum lycopersicum L.)是热带和亚热带地区的重要作物,但它非常容易受到生物胁迫,尤其是由植物疫霉引起的晚疫病。这种真菌疾病会导致突然爆发,导致严重的作物损失。化学控制仍然是管理这种爆发的重要策略。这项研究评估了以建议剂量喷洒的20种不同杀菌剂的有效性,用于控制晚期番茄和改善番茄的生产。易感番茄品种纳吉纳(Nagina)在体内随机完整块设计(RCBD)下种植。基于在番茄植物上产生的疾病感染的百分比和统计分析结果,结果发现,氯化脂蛋白(13.62%),Cabrio Top(14.91%),Curzate M(15.38%),Ridomil Gold(16.77%),Jalva(17.13%),Jalva(17.13%),Nanok(17.13%),Nanok(19.2%),以及34%(199.2%),和34 and and and,and and and and and and and and and and and and(and)针对p的杀菌剂。İnfestans。其他杀菌剂,例如共同仿制(21.1%),Flumax(21.54%),Alliette(23.81%),得分(24.35%),成功40 WSP(25.13%)和旋律应得的(28.82%)也表现出有效的结果。然而,杀菌剂如拉力赛(32.23%),cytrol(34.28%),刺激性(37.46%),evito(37.52%),什叶州(43.63%),TOPAS(45.83%)和倾斜度(48.59%)在疾病中的有效性较小。这些发现突出了使用氯糖蛋白,Cabrio Top,Curzate M,Ridomil Gold,Jalva,Nanok和Antracol的重要性,是高效杀真菌剂来对抗晚期疫病。这种靶向方法可确保在最有效地预防疾病暴发,减少杀菌剂的总体使用和成本时,可以应用它们。
fi g u r e 1在疫霉菌中核酸内切酶的表达表达。(a)五个代表性菌株的免疫印迹,用编码编码绿色荧光蛋白(GFP)标记的核酸酶的催化型核酸酶,PSNLS-DCAS9-GFP的质粒转化,用抗GFP探测。nc1和nc2是阴性对照,即分别表达另一种蛋白质和未转化的1306的菌株。蛋白质的预期大小为194 kDa。(b)表达PSNLS-DCAS9-GFP的转化剂的荧光显微照片,显示蛋白质在菌丝内的核的定位。GFP,明亮的场和合并的通道被上下显示,比例尺等于10 µm。 (c)用抗Cas12a探测的质粒转化的菌株的免疫印迹。nc是未转化的祖细胞菌株。从图像中删除了T9和NC之间的一个空车道。蛋白质的预期大小为153 kDa。(d)表达PSNLS-CAS12A-GFP的转化剂的共聚焦图像,显示左侧的菌丝,右侧显示孢子囊。GFP,明亮的场和合并的通道被上下显示,比例尺等于10 µm
我们研究了1C进化枝中植物疫霉及其近亲的进化史。我们使用了来自1C进化枝中69个植物菌属分离株的整个基因组序列数据,并进行了一系列基因组分析,包括核苷酸介入性评估,最大似然树,网络评估,最新共同祖先和迁移分析的时间。我们始终确定了两种墨西哥植物疫霉菌的明显且后来的分歧,第1页。mirabilis和p。ipomoeae,来自p。Infestans和其他1C进化枝种。phytophthora Infestans与来自南美的其他1C进化枝种类表现出较新的分歧。Andina和p。 betacei。 在1C进化枝中的形成和p的演变。 Infestans发生在安第斯山脉中。 p。 Andina – p。 betacei – p。 Infestans形成了一个物种复合物,具有模糊的物种边界,物种之间的杂交以及与共同血统的短时间。 更重要的是,现代墨西哥和南美p之间的区别。 Infestans证明较少离散,表明随着时间的推移,人群之间的基因流动。 混合分析表明,这些人群之间存在复杂的关系,暗示了这些区域之间的潜在基因流动。 历史p。 从1845 - 1889年收集的 Infestans是第一个与所有其他p分歧的人。 Infestans人群。 现代南美人口下一步,墨西哥人口以后的血统。 Infestans。Andina和p。betacei。在1C进化枝中的形成和p的演变。Infestans发生在安第斯山脉中。p。Andina – p。 betacei – p。 Infestans形成了一个物种复合物,具有模糊的物种边界,物种之间的杂交以及与共同血统的短时间。 更重要的是,现代墨西哥和南美p之间的区别。 Infestans证明较少离散,表明随着时间的推移,人群之间的基因流动。 混合分析表明,这些人群之间存在复杂的关系,暗示了这些区域之间的潜在基因流动。 历史p。 从1845 - 1889年收集的 Infestans是第一个与所有其他p分歧的人。 Infestans人群。 现代南美人口下一步,墨西哥人口以后的血统。 Infestans。Andina – p。betacei – p。Infestans形成了一个物种复合物,具有模糊的物种边界,物种之间的杂交以及与共同血统的短时间。更重要的是,现代墨西哥和南美p之间的区别。Infestans证明较少离散,表明随着时间的推移,人群之间的基因流动。混合分析表明,这些人群之间存在复杂的关系,暗示了这些区域之间的潜在基因流动。历史p。Infestans是第一个与所有其他p分歧的人。Infestans人群。现代南美人口下一步,墨西哥人口以后的血统。Infestans。两个人群均来自历史p。基于p的发散时间。来自其最亲密的亲戚的Infestans,p。Andina和p。 Betacei在安第斯山脉地区,我们认为安第斯山脉是p的原产地。 Infestans,现代全球化有助于p之间的混合。 今天来自墨西哥,安第斯山脉和欧洲的人口。Andina和p。Betacei在安第斯山脉地区,我们认为安第斯山脉是p的原产地。 Infestans,现代全球化有助于p之间的混合。 今天来自墨西哥,安第斯山脉和欧洲的人口。Betacei在安第斯山脉地区,我们认为安第斯山脉是p的原产地。Infestans,现代全球化有助于p之间的混合。今天来自墨西哥,安第斯山脉和欧洲的人口。今天来自墨西哥,安第斯山脉和欧洲的人口。
Biostimulans是可以改善养分可用性,养分吸收,营养利用效率和对非生物胁迫的耐受性的产品,目的是增加植物的生长和产量。在过去的几十年中,生物刺激物的兴趣和市场增长,预计将具有较大的复合年增长率。每年市场上的产品数量增加,销售机构将其促进其收益率上升和盈利。本论文旨在研究产物泡(Azotobacter salinestris Cect 9690)产品对不同温度和N级别春季小麦的N蓄能的影响。这项研究是作为锅实验进行的,在该实验中,在Ultuna的BioCentrum气候室中培养了有没有供应泼妇的春季小麦。该实验具有三因素的分开图设计,其温度状态为主要图,N速率和泼妇处理作为子图。两个温度方案之间的泼妇治疗的影响有所不同。在高温下,与未经处理的对照相比,在泼妇处理的植物中,具有显着的较高的N蓄能,对应于4,09 kgn/ha。另一方面,在低温下,与维克兰处理过的小麦相比,未经处理的对照中的N蓄能明显高出5,90 kgn/ha。在任何温度下,N级和泼妇处理之间均无显着相互作用。必须研究细菌在不同环境条件下的工作方式。参数(例如土壤类型,pH,温度和品种)可以影响细菌的作用,并且重要的是要了解这些参数与细菌之间的相互作用是如何工作的。这项研究的结果表明,需要进行更多的研究来保证氮杂杆菌的n固定。
卵菌是一类丝状微生物,其中包括对粮食安全和自然生态系统的最大威胁之一。然而,这些生物的致病机制和发育的大部分分子基础仍有待了解,这主要是由于缺乏有效的基因操作方法。在本研究中,我们开发了针对两种重要的卵菌物种 Phytophthora infestans 和 Plasmopara viticola 的改良转化方法,这两种物种给农业生产带来了毁灭性的损害。作为研究的一部分,我们通过在农杆菌中原核表达 AtVIP1(VirE2 相互作用蛋白 1)建立了一种改良的农杆菌介导转化 (AMT) 方法,AtVIP1 是拟南芥的一个 bZIP 基因,是 AMT 所必需的,但在卵菌基因组中不存在。使用新方法,我们提高了两种 P . infestans 菌株的转化效率。我们进一步使用改良的 AMT 方法获得了 P . viticola 的阳性 GFP 转化子。通过将此方法与 CRISPR/Cas12a 基因组编辑系统相结合,我们成功进行定点诱变,并在两个马铃薯致病疫霉基因中产生了功能丧失的突变。我们编辑了一个 MADS-box 转录因子编码基因,发现 MADS-box 的纯合突变导致孢子形成不良和毒力显著降低。同时,我们针对马铃薯致病疫霉中单拷贝无毒力效应基因 Avr8 进行了定点突变,编辑后的转化子对携带同源抗性基因 R8 的马铃薯具有毒性,这表明 Avr8 的缺失导致病原体成功逃避宿主的免疫反应。总之,本研究报告了一种改进的遗传转化和基因组编辑系统,为加速卵菌和其他微生物的分子遗传学研究提供了一种潜在的工具。
马铃薯是第三大重要粮食作物,但种植面临众多疾病和不利的非生物条件的挑战。为了对抗疾病,经常使用杀菌剂是很常见的。通过基因组编辑敲除易感基因可能是提高抗性的持久选择。DMR6 已被描述为几种作物中的易感基因,根据数据显示,基因功能中断后抗性增加。在马铃薯中,Stdmr6-1 突变体已被描述为在受控条件下对晚疫病病原菌 Phytophthora infestans 具有更高的抗性。在这里,我们展示了连续四年在 P. infestans 种群复杂的地区对 CRISPR/Cas9 突变体进行的田间评估,结果表明对晚疫病的抗性增强,而不会影响产量或块茎质量。此外,对田间试验中马铃薯块茎的研究表明,对普通疮痂病的抗性增强,突变株系在受控条件下表现出对早疫病病原菌 Alternaria solani 的抗性增强。早疫病和疮痂病是马铃薯抗性育种中难以攻克的病害,因为抗性基因非常稀少。Stdmr6-1 突变体所描述的广谱抗性可能进一步扩展到某些非生物胁迫条件。在干旱模拟或盐度的受控实验中,Stdmr6-1 突变体植物受到的影响小于背景品种。总之,这些结果表明 Stdmr6-1 突变体有望成为未来可持续马铃薯种植的有用工具,且没有任何明显的权衡。
摘要:番茄晚疫病(LB)的病原菌是致病疫霉菌,是一种毁灭性的疾病,严重影响植物的生产力。植物中易感基因(S)的存在促进了病原菌的增殖;因此,抑制这些基因可能有助于提供广谱和持久的耐受性/抗性。先前对拟南芥和番茄的研究表明,PMR4 易感基因的敲除突变体对白粉病具有耐受性。此外,马铃薯中 PMR4 的敲低已被证明可以赋予对 LB 的耐受性。为了在本研究中验证番茄中的相同效果,将含有四个单向导 RNA(sgRNA:sgRNA1、sgRNA6、sgRNA7 和 sgRNA8)的 CRISPR-Cas9 载体(靶向尽可能多的 SlPMR4 区域)通过农杆菌介导的转化引入两种广泛种植的意大利番茄品种:“San Marzano”(SM)和“Oxheart”(OX)。选择了 35 株植物(26 株 SM 和 9 株 OX)并进行筛选,以确定 CRISPR/Cas9 诱导的突变。不同的 sgRNA 导致的突变频率范围从 22.1% 到 100%,或者精确插入(sgRNA6)或缺失(sgRNA7、sgRNA1 和 sgRNA8)。值得注意的是,sgRNA7 在七种 SM 基因型中诱导了纯合状态下的 − 7 bp 缺失,而 sgRNA8 导致产生十五种具有双等位基因突变( − 7 bp 和 − 2 bp)的 SM 基因型。选定的编辑品系接种了 P. infestans,其中四种在 PMR4 基因座完全敲除的品系与对照植物相比表现出减轻的病害症状(易感性从 55% 降低到 80%)。使用 Illumina 全基因组测序对四种 SM 品系进行测序以进行更深入的表征,而未显示出候选脱靶区域发生任何突变的证据。我们的结果首次表明,pmr4 番茄突变体对致病疫霉菌的易感性降低,证实了 KO PMR4 在提供针对病原体的广谱保护中的作用。
马铃薯是第三大重要粮食作物,但种植面临众多疾病和不利的非生物条件的挑战。为了对抗疾病,经常使用杀菌剂是很常见的。通过基因组编辑敲除易感基因可能是提高抗性的持久选择。DMR6 已被描述为几种作物中的易感基因,根据数据显示,基因功能中断后抗性增加。在马铃薯中,Stdmr6-1 突变体已被描述为在受控条件下对晚疫病病原菌 Phytophthora infestans 具有更高的抗性。在这里,我们展示了连续四年在 P. infestans 种群复杂的地区对 CRISPR/Cas9 突变体进行的田间评估,结果表明对晚疫病的抗性增强,而不会影响产量或块茎质量。此外,对田间试验中马铃薯块茎的研究表明,对普通疮痂病的抗性增强,突变株系在受控条件下表现出对早疫病病原菌 Alternaria solani 的抗性增强。早疫病和疮痂病是马铃薯抗性育种中难以攻克的病害,因为抗性基因非常稀少。Stdmr6-1 突变体所描述的广谱抗性可能进一步扩展到某些非生物胁迫条件。在干旱模拟或盐度的受控实验中,Stdmr6-1 突变体植物受到的影响小于背景品种。总之,这些结果表明 Stdmr6-1 突变体有望成为未来可持续马铃薯种植的有用工具,且没有任何明显的权衡。