摘要:在东欧,近乎自然的森林斑块正在减少,并逐渐被非本地植物所取代。树木种植园通常被认为是具有较低保护价值的简单生态系统,尽管该结论主要基于简单的分类多样性指数,它们忽略了功能性和系统发育多样性。In this study, our objective was to compare species composition, diagnostic species, taxonomic, functional, and phylogenetic diversity, as well as naturalness status between two near-natural forest types ( Quercus-Tilia and Populus alba ) and two common plan- tation types (non-native Pinus sylvestris and non-native Robinia pseudoacacia ) in the Deliblato Sands, Serbia.我们的结果表明,在这四个栖息地中,物种组成在四个栖息地中显着差异。每个栖息地都有一些物种明显集中在其中。Quercus-Tilia森林中的大多数诊断物种都是森林专业植物,而Populus Alba森林中的植物物种是与较温暖和更干燥的栖息地相关的物种,而人工林则托有具有更广泛生态耐受性的诊断物种。在四个研究的栖息地中,本地物种丰富度,总物种多样性以及功能性和系统发育多样性相似,这可以通过光制和自然性的综合作用来解释。我们评估了低自然性(即高降解),可以预期减少多样性。但是,较高的光的可用性可能能够弥补这一效果。非本地种植园,特别是罗比尼亚假单胞菌的种植园,是最降解和托管最高的非本地物种丰富度,这意味着它们在生态上是不可能的。根据我们的结果,我们建议应保护近乎自然的森林林分,并应高度重视恢复这些森林的努力。此外,建议继续采取林业策略,该策略涉及在Deliblato Sands中用本地种植园(例如Tilia Tomentosa)代替非本地种植园。
图1:用于使用各种植物物种(杨树,小麦,菠菜)的无叶绿体细胞系统的工作流,用于自动高通量零件表征。通过完整的叶绿体和随后的乳液的分离,是从populus×Canescens(Poplar),Spinacia oleracea(菠菜)和Triticum aestivum(小麦)中产生的无叶绿体细胞提取物。随后构建和测试了标准化植物杆级的14级组装库,包括各种调节元素。通过涉及非接触式液体处理程序(Echo 525,Cobra)的自动工作流程建立了无细胞的反应,以将无叶绿体细胞提取物与DNA模板和纳米型底物相结合。证明了叶绿体细胞提取物的翻译活性,我们首先旨在验证叶绿体CFE系统是否具有足够的
本报告是TeUruRākau将来解决问题的结果,以准备在生物能源行业快速增长后可能需要的决策。由于土地所有者和经理掌握了生物能源生物作物的机会,他们将冒险冒险,在农作物的多年生命中,能源市场可能会发生变化。然后,他们将需要一种已经生长的树木的替代方案 - 一个外界。这项研究是对文献的评论,以确定生物能源树作物的替代用途以及从能量终点切换到另一个应用所需的条件。在研究期间很明显,为了使外部升空的可能性,在每种情况下都需要克服三个障碍:1。新用途有建立的市场吗?2。是否可以用实际术语来处理该作物,包括加工技术和企业的可用性?3。实际上是否可以切换到新用途(包括考虑政权,收获,处理等所需的更改)?对五个树属(Pinus,Eucalyptus,Salix,Populus和Acacia)的每个新应用(原木和木材,纸浆和纸张,替代生化物)进行了三个新应用(原木和木材,纸浆和纸,替代生化物)研究的越15个潜在的外坡道。评估并评论了每个坡道的障碍。在市场或加工方面,这十五种的人通常是由于缺乏知识或规模的,通常是由于缺乏知识或规模的原因(新西兰Aotearoa,Salix,Populus和Acacia)。关于替代性生化外坡道,提取相当少量的高价值化合物引起了一些特殊问题。如果孤立地完成,这将产生大型废物流。相反,这些外坡道可能会添加到其他传统用途中,例如原木或纸浆和纸。在各个部分中给出了每个坡道分类的详细原因。发现了七个外升压是最可行的(下表中的绿色点),满足所有三个条件:•辐射松树到原木和木材•辐射松树到纸浆和纸张•辐射松树到替代生物化学物质•eucalyptus spp。纸浆和纸张•桉树属。替代生化物•杨树到原木和木材•杨树到纸浆和纸。
这个特刊,《树木遗传学和基因组学》的最新进展突出了森林树生物学的尖端研究。它专注于遗传学,基因组学和分子育种,将现代工具(例如CRISPR-CAS9,GWAS和多媒体)整合在一起,以优化对林业和生态系统弹性至关重要的特征。关键主题包括自适应性状(例如,耐旱性,营养利用效率)中的基因功能,对非生物压力的压力弹性(例如盐度,重金属毒性,极端温度)以及对增强物种存活,生物多样性保护和碳序列的气候适应性。我们还鼓励研究树木中的养分富集,以恢复土壤健康,促进可持续的农林业和改善生态系统服务。我们欢迎对模型(例如,Populus,Eucalyptus)和非模型树种的贡献,涵盖了基本发现和生物技术创新。本期特刊为树遗传学的最新进步及其对林业,保护和可持续性的影响提供了宝贵的见解。
目前,CRISPR/Cas9 的使用是植物(包括生物量作物杨树)精确基因组工程的首选方法。在杨树中传递 CRISPR/Cas9 及其成分的最常用方法是通过农杆菌介导的转化,除了所需的基因编辑事件外,还会导致稳定的 T-DNA 整合。在这里,我们探索了通过 DNA 包被的微粒轰击将基因编辑试剂传递到模型树 Populus tremula x P. alba 中,以评估其开发无转基因、基因编辑树的潜力,以及其在特定靶位整合供体 DNA 的潜力。使用优化的转化方法,有利于再生暂时表达所传递供体 DNA 上基因的植物,我们再生了不含 Cas9 和抗生素抗性编码转基因的基因编辑植物。此外,我们报告了供体 DNA 片段在 Cas9 诱导的双链断裂处频繁整合,为靶向基因插入提供了机会。
* 通信作者:cjtsai@uga.edu † 资深作者。‡ 现地址:GreenVenus, LLC, Wimauma, Florida 33598, USA § 现地址:SoundHound Inc., Boulder, Colorado 80302, USA C.-JT 和 WPB 构思了研究并设计了实验;WPB 进行了所有实验并分析了数据;SAH 提供了生理和代谢分析方面的指导;JR、TWH 和 RZ 提供了生物信息学支持;BNV 和 NJ 进行了 SEM 分析;JWJ、KWB、RJS、YY、SS、JG 和 JS 贡献了 Populus tremula x P. alba INRA 717-1B4 草图基因组;NLE 和 TJT 进行了蜡成分分析; WPB 和 C.-JT 撰写了该文章,并得到了 SAH 的参与。根据《作者须知》(https://academic.oup.com/plphys/pages/general-instructions)中所述的政策,负责分发与本文所述研究结果相关的材料的作者是:Chung-Jui Tsai (cjtsai@uga.edu)。
抽象的森林碳动态建模用于估算匈牙利的短旋转碳库存生物能源种植园,对于更好地理解黑色蝗虫(Robinia pseudoacacia)和Poplar(Populus sp。)大气中的二氧化碳固执。研究目的是估算潜在的碳库存,并描述地面上方和下方的短旋转型生物能源种植园的碳分布。各种来源用于获取用于开发森林碳动态模型的参数化数据。CO2FIX建模v.3.2在数据分析中用于估计生物质,土壤,收获的木料和生物能源室中的碳库存。建模已经存在了45年。在这项研究中,模拟期结束时黑色蝗虫和杨树的总碳库存分别为64.13和131.08 mgc.ha -1。黑色蝗虫和杨树上方和地下的平均碳分配分别为0.76、19.76、1.80和21.67 mgc.ha -1。总而言之,在短旋转旋转式生物能源种植园中,杨树的表现优于黑色蝗虫。地面碳分配下方的分配要比地面上方高得多。因此,应通过环保土壤管理在地下分配下进行更多关注。
摘要 测定Cas9对靶位点的切割效率对于基因组编辑非常重要。然而,这种测定只能通过体外方法进行,因为需要纯化Cas蛋白和合成gRNA。在这里,我们开发了一种体内方法,称为植物瞬时CRISPR/Cas编辑(TCEP)来测定Cas9的切割效率。按常规方法构建农杆菌介导的植物转化CRISPR/Cas载体。利用我们建立的瞬时转化方法,Cas9蛋白和gRNA瞬时表达并形成复合物以切割其靶位,从而导致动态DNA断裂。使用qPCR定量断裂的DNA以测量Cas9的切割效率。我们利用TCEP和体外方法研究了白桦和山杨×波利纳植物中Cas9对不同靶位点的切割效率。 TCEP法测定结果与体外法一致,说明TCEP法测定切割效率可靠。另外,利用TCEP法,我们发现热处理和超声处理均能显著提高CRISPR/Cas效率。因此,TCEP法具有广泛的应用价值,不仅可用于分析CRISPR/Cas效率,还可用于确定Cas9切割中涉及的因素。
植物组织再生对于遗传转化和基因组编辑技术至关重要。在再生过程中,表观遗传修饰的变化伴随着细胞命运的转变。然而,两种单倍型中的等位基因特异性 DNA 甲基化如何影响再生过程中的转录动力学仍不清楚。在这里,我们应用跨物种杂交杨(Populus alba × P. glutumoosa cv. 84 K)作为一个系统,在等位基因水平上表征从头芽器官发生过程中的 DNA 甲基化景观。直接和间接芽器官发生均显示全基因组 DNA 甲基化的降低。在基因水平上,与表达基因相比,未表达基因的甲基化程度较高。在 DNA 甲基化水平与基因表达之间表现出显著相关性的基因中,75% 的基因的表达模式与 CG 环境中的 DNA 甲基化呈负相关,而 CHH 环境中的相关性模式则相反。等位基因偏向的DNA甲基化在芽器官发生过程中是一致的,等位基因特异性甲基化区域偏移的概率不到千分之一。等位基因特异性表达分析表明,在再生过程中只有1909个基因表现出相位依赖性的等位基因偏向表达,其中启动子区域转录因子结合位点差异较大的等位基因对表现出较大的等位基因表达差异。我们的研究结果表明,在芽器官发生过程中,两个亚基因组中的转录调控相对独立,这是由顺式作用基因组和表观基因组变异所致。
植物修复技术有可能是管理人类和多氟烷基物质(PFA)的具有成本效益的解决方案。在这项温室研究中,我们使用了通常用于植物修复的两种植物物种评估了PFA的摄取,Salix Miyabeana(Willow)和Populus trichocarpa(Poplar)。我们还评估了市售生长植物激素(萘乙酸(NAA))和微生物修正案对植物生长和PFAS摄取的影响。总体而言,观察到摄取,具体取决于全氟碳链的长度和功能组。90天后,在PFAS污染土壤中生长的植物中单个PFA的吸收范围为柳树的0.02%至35%的干重(DW),而Poplar的含量为0.4 - 29%。在植物中,短链PFA(即C 4 - 7个全氟烷基羧酸盐(PFCA)和C 4 Pertluoroallocalyl磺酸盐(PFSA))主要积聚在地上生物量中,而固定的更长的同源物(C 8 - 14 PFCA,C 6 - 8 PFCA,C 6 - 8 PFSA)主要累积了roots的累积。对于激素和微生物修正案,柳树和杨树都没有统计学上的显着趋势(p> 0.05)。有趣的是,微生物群落的组成并未基于PFAS暴露,而是基于植物物种的转移。90天后,柳树和杨树的PFA质量平衡均接近100%(p> 0.05),除PFBA,PFPEA,PFPEA,PFOS和FOSA外,所有PFA都接近。这些结果表明,虽然柳树和杨树有可能从土壤中提取短链PFA,但植物修复可能比提取的区域内稳定PFA(即提供液压控制)可能更有效。