摘要:高氮利用效率(NUE)或耐低氮的作物育种被认为是减少氮肥过量使用造成的成本、碳足迹和其他环境问题的理想解决方案。作为谷物作物的模型植物,大麦具有许多优点,包括适应性好、生育期短、抗逆性强或耐逆性强。因此,提高大麦 NUE 的研究不仅有利于氮高效大麦育种,而且还将为其他谷物作物的 NUE 改良提供参考。本文总结了大麦对氮营养反应的理解、NUE 或耐低氮性的评估、与提高 NUE 相关的 QTL 定位和基因克隆以及氮高效大麦育种方面的最新进展。此外,还介绍了可用于揭示大麦 NUE 的分子机制或提高大麦 NUE 育种的几种生物技术工具,包括 GWAS、组学和基因编辑。本文还讨论了揭示提高其他作物氮利用效率的分子机制的最新研究思路,从而为提高大麦的氮利用效率提供了更好的理解,并为该领域的未来研究提供了一些方向。
过量的氮会促进水稻非生产性分蘖的形成,从而降低氮利用效率 (NUE)。通过平衡氮吸收和生产性分蘖的形成来开发高 NUE 水稻品种仍然是一个长期挑战,但这两个过程如何在水稻中协调仍然难以捉摸。在这里,我们将转录因子 OsGATA8 确定为水稻氮吸收和分蘖形成的关键协调因子。OsGATA8 通过抑制铵转运蛋白基因 OsAMT3.2 的转录来负向调节氮吸收。同时,它通过抑制分蘖的负调节因子 OsTCP19 的转录来促进分蘖的形成。我们将 OsGATA8 -H 确定为高 NUE 单倍型,具有增强的氮吸收和更高比例的生产性分蘖。OsGATA8- H的地理分布及其在历史种质中的频率变化表明其适应肥沃的土壤。总体而言,这项研究为NUE的调控提供了分子和进化方面的见解,并有助于培育具有更高NUE的水稻品种。
摘要:氮是植物生长的重要营养素。但是,过度使用氮肥不仅增加了生产成本,而且对环境产生了负面影响。这项研究的目的是在不同的氮施用速率下量化两个马铃薯品种中每个生长阶段的源清单特征和长度。这清楚地表明了氮效果品种的源汇协调特性以及高氮的使用效率(NUE)的源链接协调机制。现场实验是在2019年,2020年和2021年进行的,使用分套件设计,其氮施用速率为(0; 150 kg·ha-1; 300 kg·ha-1)作为主要情节和品种(j,氮,氮的范围,nitrogen-nitrogen-nitrogen-nitrogen-nitraint yousifient younjiaiafient youjiaiafient younjiaiafient youjiaiafient youjiaiafientifife)。结果表明,在300 kg·ha -1时jizhang 12的产量和nue平均比Youjia 70的收益率分别高90.73%和75.15%。jizhang 12的NUE和氮利用率平均增加,n应用降低为68.66%,24.53%降低,高于Youjia 70的NUE和氮效率,高于62.89%和10.86%的Youjia 70。对源和下沉的定量分析表明,jizhang 12的较高源和水槽容量分别为23.45 g和51.85 g,最大的源和水槽活性平均为0.28 g·植物-1·d -1·D - 1
摘要以高氮利用效率(NUE)的谷物作物的开发是全球农业的优先事项。除了传统的植物育种和基因工程外,植物微生物组的使用还提供了另一种改善作物nue的方法。可以深入了解与多高粱线不同的细菌群落,设计了一个现场实验,比较了足够且缺乏氮(N)下的24种多样的高粱双色线。Amplicon sequencing and untargeted gas chromatography–mass spectrometry were used to characterize the bacterial communities and the root metabolome associated with sorghum genotypes varying in sensitivity to low N. We demonstrated that N stress and sorghum type (energy, sweet, and grain sorghum) significantly impacted the root-associated bacte rial communities and root metabolite composition of sorghum.我们发现高粱和细菌的丰富性和多样性之间存在正相关。高NUE线中的较大α多样性与主要细菌分类群假单胞菌的丰度降低有关。响应低N胁迫,在根代谢产物和根际细菌群落之间检测到了多个强相关性。这表明由于低N引起的高粱微生物组的变化与宿主植物的根代谢产物有关。综上所述,我们的发现表明,根代谢产物的宿主遗传调节在定义与根高粱基因型的根相关微生物组方面发挥了作用,而高粱基因型的NUE和对低N胁迫的耐受性有所不同。
摘要:氮肥利用率低是限制植物生长发育的主要因素之一,农业上需要施用高剂量的氮肥才能实现高产。然而,大部分氮肥未被植物利用,污染了环境。这种情况可以通过提高植物的氮利用效率 (NUE) 来改善。NUE 是一种由遗传和环境因素之间的多种相互作用驱动的复杂性状,改善 NUE 需要从根本上了解植物氮代谢的关键步骤——吸收、同化和再动员。本综述总结了 20 年来利用生物工程改造氮代谢以增加作物生物量积累和产量的研究。结构和调控基因的表达最常使用过表达策略来改变,但也使用了 RNAi 和基因组编辑技术。木本植物受到特别关注,因为它们具有重要的经济意义,在生态系统中发挥着至关重要的作用,与草本植物有着根本的区别。本综述还探讨了转基因植物的意外影响问题,这些影响包括氮代谢改变,例如早期开花,这是目前很少受到关注的研究课题。文中讨论了使用各种方法在全球气候变化的背景下提高作物氮利用效率的未来前景,这对于可持续农业的发展至关重要。
氮(N)是作物生长和产量所需的主要大量营养素之一。这种养分特别限制了小麦的产量,在根区土壤地层中具有低N的干燥和肥沃的农业生态学中。此外,印度和南亚的大多数农民都很狭窄至边际,投资昂贵的氮肥能力微不足道。因此,巨大的需要识别有效使用氮的线路。A set of 50 diverse wheat geno- types consisting of indigenous germplasm lines (05), cultivars released for commercial culti- vation (23) and selected elite lines from CIMMYT nurseries (22) were evaluated in an alpha- lattice design with two replications, a six-rowed plot of 2.5m length for 24 agro morphologi- cal, physiological and NUE related traits during two consecutive crop seasons in在两个不同的N水平的50%-n50(T1)和100%-N100(T2)的N-耗尽的精度域,建议的N,即100 kg/ha。方差分析显示,所有研究性状的基因型之间存在显着的遗传变异。在n含量降低的水平下观察到约11.36%的屈服降低。观察到了NUE性状和产量成分性状之间的显着相关性,这表明N重新启动向晶粒的关键作用在提高产量水平中。在基于低N水平下的屈服能力下鉴定的N-启发性基因型之间,UASBW13356,UASBW13358,UASBW13354,UASBW13357和KRL1-4显示出对N应用的固有基因型可塑性。具有更高产量和高中性鼻子的基因型可以用作边缘农业生态生物的N有效基因型的父母。从当前研究中确定的低N耐受性基因型可以进一步用于鉴定负责NUE的基因组区域及其在小麦育种计划中的部署。在不同的氮水平下,印度和全球来源(主要是CIMMYT)的24个特征的全面数据对于支持NUE的育种应该很有用,因此对印度和南亚的小型和边缘农民提供了很大的帮助。
在植物功能基因组学领域,褚成才研究组对多种水稻地方品种的NUE相关性状进行了评估,并通过GWAS鉴定了OsTCP19启动子中与分蘖对氮的反应(TRN)相关的变异,表明OsTCP19在适应不同地理区域局部土壤条件下发挥的重要作用(Liu et al., Nature , 2021)。左建如研究组证明了Ghd7和ARE1的优良等位基因组合在低氮条件下提高了NUE和籽粒产量,定义了基于Ghd7–ARE1的氮利用调控机制,为水稻NUE的遗传改良提供了有用的靶点(Wang et al., Mol Plant , 2021)。王永红研究组与合作者描述了造成水稻GNP多样性的新型遗传变异,揭示了调控农学重要基因表达的潜在分子机制,并为通过操纵含有顺式调控元件的IR序列来提高水稻产量提供了一种有希望的策略(Wu et al., Mol Plant , 2021)。姚善国研究组与合作者揭示了LARGE2- APO1/APO2模块介导控制水稻穗大小和粒数的新型遗传和分子机制,表明该模块是改良作物穗大小和粒数的一个有希望的靶点(Huang et al., Plant Cell , 2021)。
在HSC学习数学 /物理 /化学的学生将出现,以进行补救生物学理论与实践。在HSC学习物理 /化学 /生物学(植物学 /动物学)的学生将出现在补救数学课程中。*非大学考试(NUE)
摘要:在对不同的遗传工具和基因组方法的基本描述之后,与现代作物育种最相关(例如,QTL映射,GWAS和基因组选择; tomicksick,QPCR和RNA-SEQ; QPCR和RNA-SEQ; TRENSENESIS和GENE编辑),该论文在赖斯(Rapen)和基因编辑中介绍了相关的介绍其历史和主要的成就,并将其介绍为米兰的介绍,并在米兰的范围内进行了整个趋势,并介绍了麦片的趋势。植物对面临主要非生物限制的反应,包括营养局限性,干旱和耐热性以及氮气使用效率(NUE)。在这些主要农作物中某些遗传方法的时间和发展程度方面存在显着差异。也考虑了与它们独特的基因组复杂性有关的根本原因。基于书目记录,耐旱性和相关主题(即用水效率)是迄今为止分子工具在所考虑的育种目标中最丰富的。耐热性通常比大米和小麦中的NUE更重要,而玉米的耐热性相反。