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通过植物育种提高农作物的产量是耗时且费力的，而新颖的等位基因组合的产生受染色体链接块和连锁拖拉的限制。减数分裂重组对于通过父母等位基因的重组创造新的遗传变异至关重要。同源染色体之间的遗传信息交换发生在跨界（CO）位点，但CO频率通常很低且分布不均。这种偏见在重组“冷”区域中引起了连锁 - 拖拉的问题，其中不希望的变化仍然与有用性状相关。在植物中，编程的减数分裂特异性DNA双链断裂，由SPO11复合物催化，启动重组途径，尽管只有〜5％导致COS的形成。为了研究Spo11-1在小麦减数分裂中的作用，作为操纵的前奏，我们使用CRISPR/CAS9在六链球菌的所有三种SPO11-1同种植物中生成编辑。显示植物在所有六个Spo11-1副本中都表现出色，无法接受染色体突触，缺乏COS且无菌。相比之下，在营养生长和生育方面，携带三种野生型同源物中任何一个副本的线条与未经编辑的植物都无法区分。然而，对编辑植物的细胞遗传学分析表明，同种异体产生COS和突触动力学的能力有所不同。此外，我们还表明，携带六个编辑的小麦突变体的转化是用TASPO11-1B基因编辑的SPO11-1副本，恢复突触，CO形成和生育能力，因此为这种具有重要意义的作物的重组提供了一种途径。
Raffan等人PBJ 2021.pdf -Rothamsted存储库下载
本文已被接受以进行出版和进行完整的同行评审，但并未通过复制，排版，分页和校对过程，这可能会导致此版本与记录版本之间的差异。请引用本文为doi：10.1111/pbi.13573
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随着越来越多的研究将牲畜农业与更快的全球变暖，更高的健康成本和更高的土地要求联系起来，通常建议将基于植物的饮食的急剧转变为有效的全能解决方案。隐含地，这一论点是基于以下假设：当前分配给动物生产系统的资源的重新分配将自动导致对人类食用作物的有效培养，而没有负面的环境，健康或社会经济后果。实际上，这种假设的有效性值得仔细检查，因为农场采用新的农业系统的能力是多方面的，并且有背景。通过对文献的跨学科综述，我们在这里讨论了意外后果的例子，这些后果可能是由于草原转化为可耕种的生产，包括对产量稳定性，生物多样性，土壤生育能力以及其他可能产生的不利影响。我们认为，这些问题中的几乎没有被认为是当前粮食安全辩论的一部分，并呼吁对供应方约束进行仔细检查。
农业中的CRISPR -CAS -Rothamsted存储库下载
CRISPR-CAS基因组编辑技术正在快速开发，而新的分子工具（例如CRISPR核酸酶）正在定期使用。作为本研究主题的一部分，Bandyopadhyay等。提供了CAS12A的全面概述，CAS12A是一种CRISPR核酸酶，以前称为CPF1。在他们的评论文章中，作者涵盖了Cas12a的结构和机械方面，与Cas9相比，Cas9是最常用的CRISPR核酸酶。他们还强调了Cas12a的用途，目的是改善各种农作物中的农业重要特征。El-Mounadi等人提供了CAS9基因组编辑应用的概述。谁向读者介绍了Cas9活性的机制，其向植物细胞传递的方法（即转化技术），提供了使用CRISPR-CAS9改善作物性状的示例，并触摸了与基因组编辑相关的生物安全和调节方面。A number of countries (e.g., the USA, Brazil, Argentina, and Japan) have already exempted genome edited crops, which do not carry transgenic DNA or novel combination of genetic material (i.e., not similarly achievable through conventional breeding), from being regulated similarly to Genetically Modified Organisms (GMOs) as genetically engineered (GE) organisms ( Schmidt et al., 2020）。尽管上述国家通过了立法，允许在没有GE监管的情况下培养基因组编辑的农作物，但有关该问题的公众对话和政策发展正在发展。对于日本，Tabei等人。在2019年5月至2019年10月期间分析有关基因组编辑的食品及其标签的Twitter对话。分析表明，有54.5％的相关推文是与使用基因组编辑的农作物生产的食物相反的陈述，而只有7％是有利于它的陈述。其余38.5％的推文是被认为是中性的陈述。尽管由于Twitter用户之间的偏见，该分析不一定代表更广泛的日本社会，但该研究强调了关于基因组问题在日本和世界其他地区进行基因组问题的持续公开对话的重要性。
fpls-14-1247680.pdf - Rothamsted 存储库下载
简介：多酚氧化酶 (PPO) 是一种双活性金属酶，可催化醌的产生。在植物中，PPO 活性可能有助于抗生物胁迫和次生代谢，但对食品生产商来说是不利的，因为它会导致产品在收获后加工过程中变色和风味特征发生变化。在小麦 (Triticum aestivum L.) 中，在碾磨过程中从谷物的糊粉层释放出的 PPO 会导致面粉、面团和最终产品变色，从而降低其价值。同源组 2 染色体上的 PPO1 和 PPO2 旁系同源基因的功能丧失突变导致小麦粒中的 PPO 活性降低。然而，有限的自然变异和这些基因的接近性使得通过重组选择极低 PPO 小麦品种变得复杂。本研究的目标是编辑 PPO1 和 PPO2 的所有副本，以大幅降低优良小麦品种中的 PPO 籽粒活性。
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抽象的植物细胞经常遇到正常生长和发育的一部分，或响应诸如洪水等环境压力的一部分。近年来，我们对低氧反应基因表达的多层控制的理解已大大增加。在此更新中，我们对调节对低氧水平的反应的表观遗传，转录，翻译和翻译后机制进行了广泛的看法。我们强调了翻译后修饰（包括磷酸化），次级信使，转录级联反应以及来自线粒体和网状网状（ER）的逆行信号如何如何控制转录因子活性和低氧基因转录的控制。我们讨论了通过专注于主动和抑制性的染色质修饰和DNA甲基化的表观遗传机制，以调节对氧气供应减少的反应。我们还描述了当前对紧密调节mRNA翻译以协调缺氧下有效基因表达的共同和转录机制的知识。最后，我们在该领域提出了一系列杰出的问题，并考虑了如何对低氧触发的监管层次结构的分子起作用的新见解，这可能为开发洪水的作物铺平道路。
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Rothamsted Research 是一家担保有限公司，注册办事处：如上所述。在英格兰注册编号 2393175。注册慈善机构编号 802038。增值税编号 197 4201 51。由 John Bennet Lawes 于 1843 年创立。
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1 约翰·英纳斯中心，诺里奇研究园区，诺里奇，英国；2 伯明翰大学生物科学学院，伯明翰，英国；3 约翰·宾厄姆实验室，剑桥，英国；4 澳大利亚堪培拉联邦科学与工业研究组织、农业与食品部 (CSIRO)；5 意大利菲奥伦佐拉达尔达基因组学和生物信息学研究中心农业研究与经济理事会；6 欧洲分子生物学实验室，欧洲生物信息学研究所，威康基因组园区，欣克斯顿，英国；7 罗瑟姆斯特德研究中心，哈彭登，英国；8 昆士兰大学昆士兰农业与食品创新联盟，圣卢西亚，澳大利亚；9 诺丁汉大学植物与作物科学系，萨顿博宁顿校区，拉夫堡，英国； 10 意大利博洛尼亚大学农业与食品科学系（DISTAL）；11 加拿大萨斯卡通萨斯喀彻温大学作物发展中心；12 墨西哥埃尔巴丹国际玉米和小麦改良中心（CIMMYT）
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1 植物科学系，罗瑟姆斯特德研究中心，哈彭登 AL5 2JQ，英国 § 现地址：约翰·英纳斯中心，诺维奇研究园，诺维奇 NR4 7UH，英国 *通讯地址：vladimir.nekrasov@rothamsted.ac.uk 电话：+44 (0)1582 938 292 FH ORCID：0000-0002-0215-3209；VN ORCID：0000-0001-9386-1683 关键词：CRISPR、Cas9、植物、基因组编辑、Golden Gate、MoClo