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World File Search SystemQTN
量子和拓扑纳米光子学 (QTN)
非平衡系统中的非互易过程正引起整个科学研究领域（从社会学到化学、材料科学和纳米技术）日益增长的兴趣，包括最近的一项研究，即非互易相互作用可能在生命起源（即物质到生命的转变）中发挥了关键作用。最近，一种新型光子纳米光机械超材料结构被证明表现出由光的非互易力驱动的向时间晶体状态的转变。这种晶体是一种新的活性物质形式，活性物质被定义为由非平衡成分组成的物质，它们将能量源转化为功，例如以运动的形式。这种形式的时间晶体活性物质打破了时间平移对称性、遍历性和
社论：植物复杂性状遗传解析的统计方法进展
在实际数据分析中，最常用的全基因组关联研究（GWAS）方法往往会遗漏一些重要的位点和性状遗传力。针对这些挑战，Li等（2022a）基于压缩方差分量混合模型建立了一种创新方法3VmrMLM。在3VmrMLM中，数量性状核苷酸（QTN）、QTN与环境互作（QEI）和QTN与QTN互作（QQI）检测中的所有效应都被压缩到一个效应相关向量中，而所有多基因背景都被压缩到一个向量相关的多基因背景中。该方法特别适用于杂合基因型比例较高的物种，如人类、森林、菊花和草原。3VmrMLM能取代现有的方法吗？答案是否定的，尽管3VmrMLM表现出优于现有方法的优势。对于以加性效应为主导的位点的检测，现有方法仍然适用，如在水稻、小麦和大豆中观察到的。由于 GWAS 基于历史重组的连锁不平衡，因此方法之间存在互补性（Zhang et al., 2019 ）。然而，现有方法在检测显性效应和小等位基因替换效应方面面临挑战（Zhang et al., 2023 ）。在分析真实数据时，通货膨胀因子或分位数-分位数图是评估方法性能的常用指标。然而，这对于我们的 mrMLM 和 3VmrMLM 方法（Zhang et al., 2020 ; Li et al., 2022a ）并不重要，因为它们的全基因组扫描旨在选择潜在相关的标记，而不是识别
fpls-15-1376061 (1).pdf - 肯特学术资料库
白粉病是草莓生产中最严重的疾病之一。迄今为止，很少有商业草莓品种被认为具有完全抗性，因此必须实施广泛的喷药计划来控制病原体。在这里，我们进行了一项大规模田间试验，以确定不同草莓基因型的叶片和果实组织的白粉病抗性状况。这些表型数据用于识别与组织特异性白粉病抗性相关的数量性状核苷酸 (QTN)。总共发现六个稳定的 QTN 与叶面抗性有关，其中一个位于 7D 染色体上的 QTN 与抗性增加 61% 相关。与叶片结果相反，没有与果实抗病性相关的 QTN，在草莓果实上观察到高水平的抗性，果实和叶片症状之间没有观察到遗传相关性，表明组织特异性反应。除了识别基因位点之外，我们还证明了基因组选择可以快速提高基因型的叶面抗性，并有可能捕获种群中存在的 50% 以上的遗传叶面抗性。迄今为止，草莓中强抗白粉病的育种一直受到天然抗性的定量性质以及缺乏有关该性状的遗传控制知识的阻碍。这些结果解决了这一不足，为社区提供了可用于基因组知情育种的大量信息，实施该育种可以提供对抗白粉病的天然抗性策略。
透视图：利用肠道微生物群预测对饮食，益生元和益生菌干预措施的个性化反应
白粉病是草莓生产中最有问题的疾病之一。迄今为止，很少有商业草莓品种被认为具有完全耐药性，因此，必须实施广泛的喷雾计划来控制病原体。在这里，使用大规模的场实验来确定各种草莓基因型面板中叶片和水果组织的白粉病耐药性状态。该表型数据用于识别与组织粉状霉菌耐药性相关的定量性状核苷酸（QTN）。总共发现六个稳定的QTN与叶面耐药性相关，其中1个QTN在7D染色体上与耐药性增加61％有关。与叶子的结果相反，没有QTN与抗果疾病抗性有关，并且在草莓果实上观察到了高度的耐药性，在水果和叶面症状之间未观察到遗传相关性，表明组织特异性反应。除了遗传基因座的鉴定之外，我们还证明了基因组选择可以导致跨基因型的叶面耐药性快速增长，并有可能捕获人群中存在的遗传叶子抗性的50％。迄今为止，自然抵抗的定量性质和与性状的遗传控制有关的知识的定量性质阻碍了草莓中强大的白粉病耐药性的繁殖。这些结果通过为社区提供可用于基因组知情育种的大量信息来解决这一短缺，实施可能会提供一种自然的抵抗策略来打击白粉病。
对玉米中与内核大小相关特征的遗传结构和基因资源进行系统研究
摘要：谷物产量是玉米中最关键和最复杂的定量性状。内核长度（KL），内核宽度（kW），内核厚度（KT）和与核大小相关的数百 - 内核重量（HKW）是玉米中与产量相关性状的必不可少的组成部分。通过广泛使用定量性状基因座（QTL）映射和全基因组关联研究（GWAS）分析，已经发现了数千个QTL和定量性状核苷酸（QTN）来控制这些性状。但是，只有其中一些被克隆并成功地用于育种计划。在这项研究中，我们详尽地收集了与四个性状相关的基因，QTL和QTN，进行了QTL和QTN的聚类识别，然后将QTL和QTN簇合并以检测共识热点区域。总共确定了与内核大小相关性状的31个热点。他们的候选基因被预测与调节内核发展过程的众所周知的途径有关。可以进一步探索识别的热点，以进行细化和候选基因验证。最后，我们提供了高产和优质玉米的策略。这项研究不仅会促进因果基因的克隆，还可以指导玉米的繁殖实践。
通过GWAS分析揭示候选基因
基因组工具促进了繁殖计划中有效选择改进的遗传材料。在这里，我们专注于两个苹果水果质量特征：形状和大小。我们利用了从355种基因型的收获中收集的11种水果形态参数的数据，该基因型是Apple Refpop Collection的355个基因型，该基因型是欧洲培养苹果中存在的遗传变异性的代表性样本。然后使用FARMCPU和BLINK模型将数据用于全基因组关联研究（GWAS）。分析确定了59个与果实的大小和形状性状相关的SNP（35个带有farmcpu和45张眨眼），负责71 QTN。这些QTN分布在所有染色体上，除了染色体10和15。由27个SNP识别的三十四个QTN与大小特征相关，而37个由26个SNP识别的QTN与形状属性有关。含有最相关的SNP的单倍嵌段的定义，其中包括卵形家族蛋白MDOFP17和MDOFP4的基因，该基因在9.7kb的Haploblock上，在11.7kb的Haplobock中。RNA-seq数据显示，这些基因在长方形品种“ skovfoggoggoggoggoggoggoggoggoggoggoggoggoggoggoggoggog”中的表达低或无效，并且在平坦的“ Grand'mere”中表达更高的表达。基因本体富集分析支持OFP和激素在形状调节中的作用。总而言之，对Apple RefPop收藏的这种全面的GWA分析揭示了有希望的遗传标记和与苹果水果形状和大小属性相关的候选基因，从而提供了有价值的见解，从而可以提高未来繁殖计划的效率。
大豆抗豆象基因座的全基因组关联图谱
大豆是全球重要的工业、食品和经济作物。尽管大豆在现在和未来的经济中具有重要意义，但其生产却受到破坏性仓储害虫豆象 ( Callosobru- chus chinensis ) 的严重阻碍，造成了相当大的产量损失。因此，鉴定与大豆抗豆象相关的基因组区域和候选基因至关重要，因为它有助于育种者开发具有更高抗性和品质的大豆新品种。在本研究中，使用全基因组关联研究的 mrMLM 模型的 6 种多位点方法来剖析 100 种不同大豆基因型在 4 个性状上的豆象抗性的遗传结构：成年豆象羽化百分比 (PBE)、体重减轻百分比 (PWL)、中位发育期 (MDP) 和 Dobie 易感指数 (DSI)，使用 14,469 个单核苷酸多态性 (SNP) 标记进行基因分型。使用最佳线性无偏预测因子 (BLUP)，通过 mrMLM 模型鉴定了 13 个数量性状核苷酸 (QTN)，其中 rs16_14976250 与 1 个以上的抗豆象性状相关。因此，已鉴定的与抗性状相关的 QTN 可用于标记辅助育种，以准确快速地筛选抗豆象的大豆基因型。此外，对 Phytozome 大豆参考基因组进行的基因搜索鉴定了 27 个潜在候选基因，这些基因位于最可靠 QTN 上游和下游 478.45 kb 的窗口内。这些候选基因表现出与各种大豆抗性机制相关的分子和生物学功能，因此可以纳入农民偏爱的易受豆象侵害的大豆品种中。
在热应力下鉴定面包小麦的谷物质量定量性状核苷酸
热应激是影响全球小麦产生和生产力的关键因素。在这项研究中，在500种研究的种质系中，分析了126种小麦基因型在十二个不同的环境条件下生长的小麦基因型。使用五个生化参数，包括谷物蛋白含量（GPC），谷物淀粉糖含量（GAC），谷物总溶解糖（TSS），晶粒铁（FE）和六含锌（Zn）含量分析（六）多型GWAS（M），使用35 K单核苷酸多态性（SNP）基因分型测定和性状数据（包括谷物蛋白含量（GPC），谷物淀粉糖含量（GAC），谷物总糖（TSS），六个多型GWAS（M）含量GWAS（M），这揭示了与晶粒质量参数相关的67个稳定的定量性状核苷酸（QTN），解释了在热应激条件下的3％至44.5％的表型变化。通过考虑至少三个GWAS模型和三个位置的共识结果，最终的QTN被降低至16个，其中12个是新的发现。值得注意的是，分别通过高素质等位基因聚合酶链反应（KASP）方法验证了两个分别与晶粒Fe和Zn相关的新标记，即AX-94461119（AX-94461119（染色体2A）和AX-95220192（染色体7D）。候选基因，包括含P环的核苷三磷酸水解酶（NTPases），Bowman-Birk型蛋白酶抑制剂（BBI）和NPSN13蛋白。这些基因可以作为增强质量特征和未来小麦改善计划中耐热性的潜在目标。
植物基因组学——增进我们对植物的了解
近年来，植物基因组学取得了重大进展，研究人员能够识别负责植物生长、发育和逆境反应的基因和基因组区域。2019 年植物基因组学特刊汇集了 57 篇论文，深入探讨了植物基因组学的各个方面，包括基因发现、数量性状位点（QTL）鉴定、基因组预测、基因组编辑、植物叶绿体基因组测序和比较分析、microRNA 分析和比较基因组学。这些研究广泛采用结合生物信息学和转录组分析的综合研究方法来识别响应各种生物和非生物逆境的基因 [ 1 , 2 ]。该方法包括（1）从参考基因组及其注释中全基因组识别所研究的基因家族，对已识别基因进行生物信息学分析，如染色体分布、基因结构、相似性和重复、保守结构域和基序分析以及系统发育分析； (2) 使用来自 Illumina RNA-Seq 测序和/或实时 PCR 分析的转录组数据，对不同胁迫处理下不同发育阶段的不同组织进行表达谱分析，并研究响应研究性状的基因沉默。使用这种方法，在 22 篇论文中，研究了已报道的各种基因家族，以识别响应非生物胁迫、果实成熟、种子发育、种子产量和花粉发育的基因，涉及 12 多个物种，例如番茄、小麦、桉树、烟草、葡萄、拟南芥、番茄、木薯、芜菁、陆地棉、谷子和西瓜。这些基因家族包括2-氧代戊二酸依赖性双加氧酶（2OGD）、细胞分裂素氧化酶/脱氢酶（CKX）、钙依赖性蛋白激酶（CPK）、核转运蛋白β、VQ、水通道蛋白、赤霉酸刺激的拟南芥（GASA）、YABBY转录因子、B3结构域转录因子、多聚半乳糖醛酸酶（PG）和果胶甲酯酶（PME）、MADS-box转录因子、WRKY转录因子、teosinte-branched 1/cycloidea/增殖（TCP）转录因子、III类过氧化物酶（POD）、糖苷水解酶家族1β-葡萄糖苷酶、RNA编辑因子、蛋白磷酸酶（PP2C）、LIM、油菜素类固醇信号激酶（BSK）和查尔酮合酶（CHS）。微小RNA（miRNA）是一类小RNA分子，在基因表达中发挥着重要的调控作用。两篇论文探讨了miRNA在不同植物物种中的作用。第一篇论文开发了一种人工miRNA前体系统，可以在拟南芥和水稻中高效克隆和沉默基因。该系统可以成为这些作物功能基因组学研究的宝贵工具[3]。第二篇论文鉴定并描述了亚麻籽（一种重要的油料作物）正在发育的种子中的miRNA[4]。结果表明，miRNA 在种子发育过程中发挥着重要作用，可以作为作物改良的靶标。总体而言，这些研究有助于我们了解 miRNA 在植物生长发育中的调控作用，并有望应用于作物改良。GWAS 已广泛用于识别与植物重要性状相关的 QTL 或数量性状核苷酸 (QTN)。本期的一篇精彩论文是关于与西瓜驯化相关的瓜氨酸变异的 GWAS 匹配单倍型网络 [ 5 ]。该论文确定了控制瓜氨酸合成的基因组区域，瓜氨酸是一种非蛋白氨基酸，在植物的生长发育中起着至关重要的作用。