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血管囊特异性转录因子ptrscz1及其同源物调节木毛果中的木质部活性，并影响木质部发育
结果：过表达PtrSCZ1或其同源性PTRSCZ3（OE-PTRSCZ1，OE-PTRSCZ3）导致了增强的CAMBIUM活性，茎直径增加和较大的木质部比例。基于PTRSCZ1和PTRSCZ3的基于CRISPR的突变体与OE-PTRSCZ1和OE-PTRSCZ3植物相反。这表明PTRSCZ1和PTRSCZ3冗余地促进了形成性和二次生长，从而导致trichocarpa的径向增长增加。PTRSCZ1和PTRSCZ3的过度表达和敲除显着影响了CAMBIUM（PTRWOX4A，PTRWOX4B，PTRWOX13A，PTRWOX13A，PTRPXYA，PTRPXYA，PTRVCM1和PTRVCM1和PTRVCM2）的关键调节因子的表达。这表明PTRSCZ1和PTRSCZ3可以通过调节这些关键的形成型木材形成这些关键的相关转录因子来在形成性分裂活性中起作用。
改进的欧洲山杨染色体规模基因组组装和群体遗传学资源。
图 1 P. tremula v2.2 基因组概览。(A) P. tremula 1 号染色体 47.1 Kbp 区域的比较，显示 P. tremula v2.2 基因模型和 P. tremula v1.1 基因组和转录本的复制，在 PlantGenIE 中的 JBrowse 工具中呈现。绿松石色区域突出显示了 P. tremula v1.1 中包含基因的较长支架的示例。(B) P. tremula 和 P. trichocarpa 之间的同源性和结构重排。点表示两个物种之间的同源序列。红色表示同源序列之间的相同方向，蓝色表示相反方向。(C) 使用 PlantGenIE 中的 Venn 工具创建的维恩图，显示 P. tremula 特定区域中的基因交集和从同源性分析中识别出的 P. tremula 特定基因。
几乎无间隙，高度连续的参考基因组，用于populus ussuriensis的双倍线，使高级基因组研究
抽象的人群物种，尤其是trichocarpa，长期以来一直是基因组研究的模型树，这是由于完全测序的基因组。然而，高杂合性和重复区域的存在，包括丝粒和核糖体RNA基因簇，剩下了59个未解决的间隙，占三分法P. trichocarpa基因组的3.32％。在这项研究中，改进了愈伤组织诱导方法，以从P. ussuriensis花药中得出双倍的单倍体（DH）愈伤组织。利用长阅读测序，我们成功地组装了一个几乎没有间隙的，端粒到telomere（T2T）P。ussuriensis基因组，跨越了412.13 MB。该基因组组件仅包含7个间隙，其重叠n50长度为19.50 MB。注释显示该基因组中有34,953个蛋白质编码基因，比trichocarpa多465个。值得注意的是，中心区域的特征是高阶重复序列，我们在所有DH基因组染色体中鉴定了和注释的中心粒区域，这是杨树的第一个。衍生的DH基因组表现出与毛thocarpa的高共线性，并显着填补了后者基因组中存在的空白。此T2T P. ussuriensis参考基因组不仅会增强我们对基因组结构的理解，并在杨树属内的功能增强了我们的功能，而且还为杨树基因组和进化研究提供了宝贵的资源。
毛果杨体外转化的全基因组关联研究和网络分析支持多种植物激素途径和串扰的关键作用
许多植物物种和基因型对转化和再生 (TR) 的适应性存在很大差异，这对基因工程在研究和育种中的应用提出了挑战。为了帮助了解这种变异的原因，我们使用 1204 棵野生黑杨树种群进行了关联作图和网络分析。为了对愈伤组织和嫩枝 TR 进行精确和高通量的表型分析，我们开发了一种计算机视觉系统，可以交叉引用互补的红、绿、蓝 (RGB) 和荧光高光谱图像。我们使用单标记和组合变异方法进行了关联作图，然后对已发表的多组学数据集进行了上位性和整合的统计检验，以确定可能的调控中心。我们报告了 409 个与编码序列 5 kb 范围内的关联有关的候选基因，上位性测试表明其中 81 个候选基因是彼此的调节因子。与蛋白质 - 蛋白质相互作用和转录调控相关的基因本体术语被过度使用。除了长期确定对 TR 至关重要的生长素和细胞分裂素通路之外，我们的结果还强调了应激和伤害通路的重要性。这些通路内和跨通路的潜在信号调节中心包括生长调节因子 1 (GRF1)、磷脂酰肌醇 4-激酶 β 1 (PI-4K β 1) 和 OBF 结合蛋白 1 (OBP1)。
计算机视觉支持的 GWAS 识别出大量毛果杨植物再生的候选调控因子
植物再生是植物繁殖的一个重要方面，也是转基因植物生产的关键步骤。然而，不同基因型和物种的再生能力差异很大，其分子基础在很大程度上是未知的。全基因组关联研究 (GWAS) 等关联作图方法早已证明能够帮助揭示植物性状变异的遗传基础；然而，这些方法的性能取决于表型分析的准确性和规模。为了对模型树杨树的植物愈伤组织和芽再生进行大规模 GWAS，我们开发了一个涉及语义分割的表型组学工作流程，以量化再生植物组织随时间的改变。我们发现得到的统计数据高度非正态分布，因此采用了变换或排列以避免违反 GWAS 中使用的线性模型的假设。我们报告了超过200个统计学上支持的数量性状基因位点（QTL），其中基因包含或接近顶级QTL，包括细胞粘附、应激信号和激素信号通路的调控因子，以及其他多种功能。我们的研究结果鼓励植物再生过程中激素信号转导模型除了通常考虑的生长素和细胞分裂素途径外，还应考虑应激相关信号（例如涉及茉莉酸和水杨酸）的关键作用。我们鉴定的假定调控基因和生物学过程为理解植物再生的生物学复杂性提供了新的见解，并可能成为改善顽固基因型和物种再生和转化的新方法。
populus次级的原子，大分子模型...
植物二级细胞壁（SCW）由三个主要生物聚合物的异质相互作用组成：cellu-损失，半纤维素和木质素。有关特定分子间相互作用和SCW上部结构的高阶架构的详细信息仍然模棱两可。在这里，我们使用固态核磁共振（SSNMR）测量值来推断有关气管木中所有三个主要生物聚合物的结构构型，分子间相互作用以及相对接近的精致细节。为了增强这些发现的效用，并能够评估有机体中基于物理的环境中的假设，NMR可观察物被阐述为植物SCW内生物聚合物组件的原子，大分子模型。通过分子动力学模拟，我们定量评估了原子模型的几种变体，以确定通过SSNMR测量结果证实的结构细节。
基于 CRISPR/Cas9 的杨树基因激活和碱基编辑
5 浙江农林大学林业与生物技术学院，亚热带森林培育国家重点实验室，杭州 311300 * 通讯作者。电子邮件：mucherow@ornl.gov；chenj@ornl.gov；yangx@ornl.gov † 这些作者对本文贡献相同 注意：本稿件由 UT-Battelle, LLC 根据与美国能源部签订的合同号 DE-AC05-00OR22725 撰写。美国政府保留；出版商在接受文章发表时，承认美国政府保留非排他性、已付费、不可撤销的全球许可，可以为美国政府目的出版或复制本稿件的已出版形式，或允许他人这样做。能源部将根据 DOE 公共访问计划 ( http://energy.gov/downloads/doe-public-access-plan ) 向公众提供这些联邦资助研究的成果。
简单、高效、开源的 CRISPR/Cas9 策略用于欧洲山杨多位点基因组编辑
尽管 CRISPR/Cas9 系统已成功用于作物育种，但其在林木中的应用仍然有限。本文，我们描述了一种基于 Golden Gate MoClo 克隆的杂交杨树（Populus tremula × alba INRA 克隆 717-1B4）的有效基因编辑策略。为了测试系统生成单基因突变体的效率，设计了两个单向导 RNA (sgRNA)，并将其与 Cas9 表达盒一起整合到 MoClo Tool Kit 2 级二元载体中，以突变 SHORT ROOT (SHR) 基因。此外，我们还通过表达一个针对 YUC4 基因单个位点的 sgRNA 和另一个针对 PLT1 基因的 sgRNA 来测试其同时在两个基因中引入突变的效率。为了对该方法进行稳健评估，我们重复了该策略，使用独立的构建体同时靶向 LBD12 和 LBD4 基因。我们通过农杆菌介导的叶片转化产生了毛状根。测序结果证实了 PtaSHR 靶位点发生了 CRISPR/Cas9 介导的突变。检测到了双等位基因和纯合敲除突变。跨越两个靶位点的缺失和小插入/缺失是最常见的突变。在测序的 22 个 SHR 等位基因中，有 21 个发生了突变。表型表征表明，具有 SHR 基因双等位基因突变的转基因根缺乏明确的内胚层单细胞层，表明其基因功能保守，类似于拟南芥 Arabidopsis thaliana (L.) Heynh 中的同源物。测序结果还揭示了该系统产生双突变体的高效性。在评估的四个转基因根中，有三个 ( yuc4/plt1 ) 和两个 ( lbd12/lbd4 ) 检测到了 yuc4/plt1 和 lbd12/lbd4 根中两个基因的双等位基因突变。最常见的突变是单个靶位点的小片段缺失或单个核苷酸插入。这种 CRISPR/Cas9 策略是一种快速、简单且标准化的基因编辑工具，可用于评估基因在杨树根部径向细胞分化等重要发育程序中的作用。
CRISPR-Cas9 编辑咖啡酰莽草酸酯酶 1 和 2 显示了它们在 Populus tremula × P. alba 木质化中的重要性和部分冗余
摘要 木质素是位于细胞壁的芳香族聚合物，可为木质组织提供强度和疏水性。木质素单体通过苯丙烷途径合成，其中咖啡酰莽草酸酯酶 (CSE) 将咖啡酰莽草酸转化为咖啡酸。在这里，我们探讨了两种 CSE 同源物在杨树 (Populus tremula 9 P. alba) 中的作用。报告系显示 CSE1 和 CSE2 启动子赋予的表达相似。CRISPR-Cas9 产生的 cse1 和 cse2 单突变体具有野生型木质素水平。尽管如此，CSE1 和 CSE2 并非完全冗余，因为两个单突变体都积累了咖啡酰莽草酸。相比之下，cse1 cse2 双突变体的木质素减少了 35%，并导致相关的生长损失。降低木质素含量意味着在糖化程度有限的情况下，纤维素转化为葡萄糖的转化率增加了四倍。双突变体的酚类分析显示，代谢变化很大，除了咖啡酰莽草酸外，还包括对香豆酰、5-羟基阿魏酰、阿魏酰和芥子酰莽草酸的积累。这表明 CSE 具有广泛的底物特异性，这已通过体外酶动力学得到证实。总之，我们的结果表明，在羟基肉桂酰-莽草酸水平上，苯丙烷类途径中存在一条替代途径，并表明 CSE 是改善生物精炼植物的有希望的目标。
通过1 NHEJ缺乏而不是Populus中的HDR因子过表达高效的CRIS介导的同源重组2 3 Ali Movahedi1§
Highly efficient CRISPR-mediated homologous recombination via 1 NHEJ deficiency rather than HDR factors overexpression in Populus 2 3 Ali Movahedi 1§* , Hui Wei 1§ , Zhong-Hua Chen 2 , Weibo Sun 1 , Jiaxin Zhang 3 , Dawei Li 1 , Liming 4 Yang 1* , and Qiang Zhuge 1* 5 6 1 College of Biology and the Environment,中国南部7号的可持续林业共同创新中心，森林遗传学与生物技术主要实验室，教育部，南京林业大学8号，南京210037，210037，9 2霍克斯伯里环境学院，霍克斯伯里环境学院，西悉尼悉尼大学，10佩里斯大学，新南威尔士州佩里斯2751，新南威尔士州2751，澳大利亚11 3 n and NANJ and nanj andial andical Instriciting andical Sciention and nan Junan Junlan andical Instriciting Synormitics Squartring Synormitics Squarnion，NAN NAN NAN NAN NAN SACEITIC 210046，中国13 14 15 *应将信件发送给Qiang Zhuge，Ali Movahedi和Liming Yang：生物学与环境学院16，南部17中国可持续林业中心共同创新中心，中国森林遗传学与生物技术的主要实验室，教育部，Nanjing 18 Forestry University，Nanjing 18 Forestry University，Nanjing University，Nanjing University，Nanjing 210037。电子邮件：qzhuge@njfu.edu.cn; 19 ali_movahedi@njfu.edu.cn; yangliming@njfu.edu.cn;传真：+86 25 85428701 20 21§这些作者同样作为第一作者22 23 22 23 24跑步标题：高效通过XRCC4 Poplar中的XRCC4缺乏效率25 26 26 27 27 27 27 28 29 28 29 30 31 32 33 33 34 35 33 35 36 37 37 38 39 39 38 39 38 39 39 38 39 38 39 38 39 38 39电子邮件：qzhuge@njfu.edu.cn; 19 ali_movahedi@njfu.edu.cn; yangliming@njfu.edu.cn;传真：+86 25 85428701 20 21§这些作者同样作为第一作者22 23 22 23 24跑步标题：高效通过XRCC4 Poplar中的XRCC4缺乏效率25 26 26 27 27 27 27 28 29 28 29 30 31 32 33 33 34 35 33 35 36 37 37 38 39 39 38 39 38 39 39 38 39 38 39 38 39 38 39