收获的明显份额因害虫和疾病而丢失,因此,将这些损失最小化可以解决部分供应限制以养活世界。cisgenesis被定义为将遗传物质从性兼容的供体中插入受体生物体。在这里,我们审查(i)常规植物育种,(ii)结合,(iii)当前基于农药的疾病管理,(iv)培养具有耐受性疾病的结合作物的潜在生态影响,以及(v)种植这种作物的潜在环境影响;分别集中在土豆,但也集中在苹果上,分别对植物疫霉和文杜里亚的抗药性。采用牙齿品种可以通过较低的农药使用为农民和环境提供好处,从而向欧洲绿色交易目标提供了贡献。
摘要J.R. Simplot Company(Simpleot)已就BG25马铃薯衍生的食品进行了咨询(FDA)的咨询。BG25马铃薯经过基因设计,以表达对植物疫霉菌(RPI)蛋白质蛋白AMR3,BLB2和VNT1的抗性,以抗击马铃薯晚期疫病疾病,以及对乙酰蛋白质的抗性,这使乙酰蛋白耐受性耐乙酸盐合成酶(Als) - 抑制了 - 抑制的雄性固醇。stmals用作可选标记。BG25马铃薯还经过基因设计,以抑制马铃薯病毒Y外套蛋白(PVY-CP)的表达,并使用RNA干扰(RNAI)诱导PVY抗性。最后,BG25马铃薯被设计为抑制液泡转化酶(VINV)和多酚氧化酶(PPO)的表达,以分别使用RNAi,分别称为“黑点”,从而降低了还原糖的较低水平,并降低了酶褐变。本文档总结了FDA食品安全与应用营养中心(CFSAN,WE)评估与BG25马铃薯的人类食品用途有关的结论和支持数据和信息。FDA的兽医中心总结了其与动物食品用途有关的评估。
摘要 马铃薯作为第四大粮食作物,在全球经济中占有重要地位,但它受到众多害虫以及细菌、病毒和真菌疾病的影响。在这些疾病中,通过蚜虫在植物之间传播的马铃薯 Y 病毒 (PVY) 会造成严重的产量损失,但据我们所知,PVY 在欧洲的经济影响尚未量化。我们的经济研究涵盖了 2004 年至 2017 年之间的 13 年时间,基于对从瑞士和欧盟马铃薯行业各利益相关者以及田间试验获得的统计、经济和农艺数据的分析。在瑞士,PVY 对种子和商品生产造成的经济损失估计分别约为 2000 和 200 瑞士法郎/公顷。对于欧盟,每年的损失估计为 1.87 亿欧元,其中种子和商品损失分别为 9600 万欧元和 9100 万欧元。这些损失主要是由于种薯生产中化学处理的成本和成品薯产量下降。然而,根据文献,这些重大损失低于马铃薯晚疫病(致病疫霉菌)造成的损失,后者被认为是欧洲最具经济损失的马铃薯病害。
(RxLR) 基序,这是易位所必需的 [2,5]。RxLR 效应物递送到宿主细胞中的方式存在争议;关于 RxLR 基序与宿主质膜脂质结合和细胞自主摄取的说法受到了质疑 [4]。有证据表明 RxLR 基序是蛋白水解加工的位点,在分泌过程中被切割和去除 [5]。与卵菌效应物相比,真菌细胞质效应物缺乏与易位相关的明显氨基酸基序。然而,卵菌和真菌效应物中保守的结构折叠被认为有助于效应物递送 [4]。有趣的是,真菌病原体稻瘟病菌 [ 6 ] 和卵菌晚疫病菌 [ 7 ] 的细胞质效应物都是通过非常规蛋白分泌 (UPS) 途径从这些病原体中输出的,也就是说,尽管它们具有分泌信号肽,但它们的输出对抑制剂布雷菲德菌素 A 不敏感,因为抑制剂布雷菲德菌素 A 会阻断细胞内囊泡运动,从而阻止通过内质网 (ER) 和高尔基体的常规分泌。分泌途径可能是决定这些病原体向宿主输送的关键步骤。事实上,有证据表明,通过 UPS 途径从丝状病原体中输出细胞质效应物的情况非常普遍 [ 4 ]。除了了解细胞质效应物的分泌之外,一个关键问题是:它们如何进入植物细胞?
霜霉病抗性 6 (DMR6) 蛋白是一种 2-氧戊二酸 (2OG) 和 Fe(II) 依赖性加氧酶,参与水杨酸 (SA) 代谢。SA 被认为是一种非生物胁迫耐受性增强剂,在番茄中发现 DMR6 的失活会增加其水平并诱导对多种病原体的抗病性。通过应用 CRISPR/Cas9 技术,我们生成了 Sldmr6-1 番茄突变体并测试了它们对干旱和晚疫病的耐受性。野生型番茄品种‘San Marzano’及其 Sldmr6-1 突变体被剥夺了 7 天的水。WT植物表现出严重的枯萎,而T 2 Sldmr6-1突变体叶片肿胀,并保持较高的土壤相对含水量。生态生理测量表明,Sldmr6-1突变体采取了节水行为,通过降低气孔导度来降低蒸腾速率。在干旱胁迫下,同化率也降低,导致气孔下腔中的CO 2浓度没有改变,并提高了水分利用效率。此外,在Sldmr6-1突变体中,干旱胁迫诱导抗氧化相关基因SlAPX和SlGST的上调以及参与ABA分解代谢的SlCYP707A2基因的下调。最后,我们首次在番茄中强调,Sldmr6-1 突变体对晚疫病的病原菌致病菌的敏感性降低。
最新发现表明,真菌可以占据环境RNA,然后可以通过环境RNA干扰沉默真菌基因。这一发现促使开发用于植物疾病管理的喷雾诱导的基因沉默(SIGS)。在这项研究中,我们旨在确定在各种真核微生物中SIG的效率。我们首先检查了多种致病性和非致病真菌和卵形病原体中RNA摄取的效率。我们观察到了真菌植物病原体中有效的双链RNA(dsRNA)摄取,果仁酸酯,硬化菌核,根瘤菌索拉尼,索拉尼菌,尼日尔和佛罗里达州的黄瓜和佛罗里西亚果皮,但在浓度较弱真菌,Trichoderma Virens。对于卵植物病原体,植物疫霉菌,RNA吸收有限,并且在不同的细胞类型和发育阶段有所不同。靶向毒力相关基因的DSRNA局部应用在具有高RNA摄取效率的高效率的病原体中显着抑制了植物性疾病症状,而DSRNA在低RNA效率效率低的病原体中的应用不会抑制感染。我们的结果表明,在真核微生物物种和细胞类型之间,DSRNA摄取效率各不相同。SIG在植物性疾病管理方面的成功可以在很大程度上取决于病原体的RNA摄取效率。
木瓜蛋白酶样免疫蛋白酶 (PLCP) 是作物保护的有希望的工程目标,因为它们在番茄、玉米和柑橘等主要作物的植物免疫中发挥着重要作用 (Misas-Villamil 等人,2016 年)。病原体分泌的 PLCP 抑制剂种类繁多,凸显了这些蛋白酶在防御各种病原体方面的重要性。例如,番茄中质外体免疫 PLCP 疫霉菌抑制蛋白酶 1 (Pip1) 的消耗会导致对细菌、真菌和卵菌番茄病原体的超敏性 (Ilyas 等人,2015 年)。然而,Pip1 在野生型番茄中的免疫力并不理想,因为 Pip1 在感染过程中受到多种病原体分泌的抑制剂的抑制,例如来自卵菌晚疫病原体 Phytophthora infestans 的胱抑素样 EpiC2B (Tian 等人,2007)。在这里,我们测试了是否可以通过将 Pip1 改造成 EpiC2B 不敏感的蛋白酶来增加基于 Pip1 的对晚疫病的免疫力。为了指导 Pip1 诱变,我们使用 AlphaFold-Multimer 生成了 EpiC2B-Pip1 复合物的结构模型 (Evans 等人,2022)。该结构模型代表了胱抑素 (EpiC2B) 的三部分楔与木瓜蛋白酶 (Pip1) 的底物结合槽之间的经典相互作用。该模型表明,由于 Pip1 与 EpiC2B 的相互作用表面大于底物结合槽,因此可以对 Pip1 进行工程改造以防止抑制,而不会影响 Pip1 底物特异性(图 1a)。我们选择了九个残基对 Pip1 进行定向诱变,这些残基预计会直接与 EpiC2B 相互作用,但不在底物结合槽中(图 1a)。为了最大程度地破坏蛋白酶-抑制剂相互作用,我们将这些残基替换为带相反电荷的大氨基酸。随后