摘要:小麦是世界上最重要的主食作物之一,其遗传改良对于满足不断增长的人口的全球需求至关重要。然而,气候变化加剧的环境压力和耕地面积的不断恶化使得满足这一需求变得非常困难。鉴于此,小麦对非生物胁迫的耐受性已成为遗传改良的一个关键目标,这是一种在不增加耕地面积的情况下确保高产的有效策略。与现代农业相关的遗传侵蚀,即高产小麦品种是高选择压力的产物,这降低了整体遗传多样性,包括可能有利于适应不利环境条件的基因的等位基因多样性。这使得传统育种成为一种效率较低或速度较慢的产生新抗逆小麦品种的方法。无论是挖掘不适应的大型种质库的多样性,还是产生新的多样性,都是主流方法。基因工程的出现为创造新的植物变异提供了可能性,其应用为传统育种提供了强有力的补充。转基因和基因组编辑等基因工程策略为改善栽培品种具有重要农学意义的环境耐受性提供了机会。至于小麦,全球有数个实验室已成功培育出具有增强的非生物胁迫耐受性的转基因小麦品系,而且最近,用于小麦基因组内靶向变异的 CRISPR/Cas9 工具也取得了显著改进。鉴于此,本综述旨在提供基因工程应用的成功案例,以改善小麦对干旱、盐分和极端温度的适应性,这些是最常见和最严重的事件,导致全球小麦产量损失最大。
Treg 代表具有抑制能力的 CD4 + CD25 + 细胞的独立 T 细胞谱系 4,5,其在胸腺中生成 (tTreg) 并控制对自身抗原的耐受性,或来自外周 CD4 + T 细胞 (pTreg) 并控制对外来抗原的免疫反应。6-8 通过主转录因子叉头框蛋白 P3 (FoxP3) 的转基因表达以及体外 CD3/CD28、IL-2、雷帕霉素和 TGF- β 的刺激,可以将幼稚 CD4 + T 细胞诱导成为 Treg,也称为 iTreg。9,10 tTreg 的发育和抑制功能由 FoxP3 决定;11 FoxP3 介导的 Treg 编程至关重要,因为 FoxP3 的功能丧失突变会消除 Treg 抑制能力,导致外周耐受性的丧失和严重的自身免疫。 12,13 tTreg 具有更稳定的表观遗传程序 14,并且相当不易回复为效应 CD4 + T 细胞,因为它们在 Treg 特异性去甲基化区域 (TSDR) 上表现出表观遗传稳定状态。15 这与 pTreg 和 iTreg 形成对比,后者缺乏 TSDR 去甲基化 16,具有转化为致病 CD4 + T 细胞亚群的固有风险。Treg 作用于多种促炎细胞,包括 T 细胞
图 3 每个支架的 RDE 类别热图以及每个基因的系统发育背景。每个单元格内的值等于每个基因启动子序列中给定类别的 RDE 出现次数。根据 Kruskal-Wallis 和 Dunn 检验结果,RDE 的光照类别相对于所有其他类别都显著丰富。ABA 类别 RDE 相对于除光照以外的所有其他类别都显著丰富。温度类别 RDE 最不普遍,并且与其他类别相比,发生次数并不显著
I. 引言 高速有线收发器已经采用了四级脉冲幅度调制 (PAM4) 通信,以实现更高的带宽 (BW) 效率 [1]–[4]。尽管 PAM4 信令比不归零 (NRZ) 数据具有更长的符号周期,但它仍然带来了许多电路设计挑战,尤其是在接收器 (RX) 中。因此,典型的 RX 选择前端模数转换器 (ADC) 和大量数字域中的信号处理 [1]–[4]。如第 II 部分所述,这种基于 ADC 的解决方案面临着自身的问题。另一种可能性是“模拟”PAM4 RX,其中三个主要功能,即线性均衡、时钟和数据恢复 (CDR) 以及判决反馈均衡器 (DFE),都在模拟域中实现。受此方法可能降低功耗和复杂性的启发,本文讨论了 CDR 电路。在这种情况下,连续时间线性均衡器 (CTLE) 和 DFE 可补偿通道缺陷,为 CDR 提供适度开放的视野。我们建议
首先,我要感谢 GKN Aerospace Trollh¨attan 以及我之前的所有经理和同事、公司和人们,正是他们把我塑造成了我梦想中的工程师。让我从许多学科中获取知识,并在我的教育过程中始终通情达理。更具体地说,我要感谢 S¨oren Knuts 和 Hans-Olof Svensson,感谢他们对我和我的论文工作的奉献和兴趣,他们的意见、想法和经验非常宝贵。我还要感谢所有受访者和 GKN 员工在我工作期间的奉献和仁慈。最后,我要感谢吕勒奥理工大学的 Andreas Lundb¨ack 指导我的论文工作并不断为我提供想法。
摘要:鹰嘴豆是世界上最重要的豆类作物之一,是极好的蛋白质来源。它在雨养条件下生长,平均产量为 1 吨/公顷,远低于最佳条件下 6 吨/公顷的潜力。高温、低温、干旱和盐度的综合影响会影响物种的生产力。在这方面,回顾了几种赋予对非生物胁迫耐受性的生理、生化和分子机制。近 100,000 个鹰嘴豆种质的大量收集是育种计划的基础,通过常规育种,如种质引进、基因/等位基因渗入和诱变,已经取得了重要进展。同时,分子生物学和高通量测序的进展使得能够开发出针对鹰嘴豆属的特定分子标记,从而促进产量成分和非生物耐受性的标记辅助选择。此外,转录组学、蛋白质组学和代谢组学已使我们能够识别与鹰嘴豆对非生物胁迫的耐受性相关的特定基因、蛋白质和代谢物。此外,在转基因植物和使用基因编辑获得耐旱鹰嘴豆的研究中也取得了一些有希望的结果。最后,我们提出了一些未来的研究方向,这些研究方向可能有助于在气候变化的情况下获得对非生物胁迫具有耐受性的鹰嘴豆基因型。
乳果糖是一种合成的二糖,由半乳糖和果糖通过 β-1,4-糖苷键连接而成。它是天然乳糖乳糖的异构化产物,乳糖是乳果糖生产的起始物质。由于乳果糖不能在小肠中被酶分解,因此完整的分子到达大肠后被结肠细菌代谢为相应的单糖,然后代谢为短链脂肪酸 (SCFA)、氢和甲烷 [5-7]。乳果糖的天然通便作用主要源于其渗透能力,可导致水分滞留,从而使粪便变软,并具有蠕动激活作用。此外,难消化的二糖在结肠中的代谢会导致腔内气体形成和渗透压增加,同时降低腔内 pH 值,从而缩短肠道转运时间 [1,8]。乳果糖还能有效减少肠道氨的产生,因此可用于预防和治疗肝性脑病 (HE) [5,6]。乳果糖的代谢作用似乎与剂量有关 [6]。虽然较低剂量(2 克/天以上)就能产生益生元作用并增强钙和镁等多种矿物质的吸收,但 10-30 克/天的中等剂量会产生用于治疗便秘的通便作用,而 60-100 克/天的高剂量则具有用于治疗 HE 的解毒作用 [5,6,9]。
冰被认为是世界上的主要粮食作物,提供了世界 20% 的膳食能量。在气候变化情景下,开发包括耐盐在内的非生物胁迫抗性水稻基因型对于可持续水稻生产非常必要。盐分是全球水稻生产最重要的障碍之一,尤其是在沿海地区。水稻受益于新的育种技术,例如 CRISPR 主导的进化、CRISPR-Cas 和基本编辑器,最近已用于水稻以实现成功的基因组测序。通过这种方式,我们可以专注于耐盐水稻的基因组编辑,并根据其传统和先进方法找到最佳来源,以提高其抗性效果以及其可在各地广泛推广的生产力。
气候变化是全球粮食安全的主要威胁。气候变化会直接影响粮食系统,降低作物及其野生近缘种的产量和遗传多样性,从而限制未来培育优良品种的选择,降低作物适应未来挑战的能力。预计未来十年全球地表温度将平均上升 0.3 摄氏度,而《巴黎气候协定》旨在将全球变暖限制在平均 2 摄氏度以下,最好是与工业化前水平相比 1.5 摄氏度。即使《巴黎气候协定》的目标能够实现,预计的气温上升也会增加极端天气事件(包括热浪)发生的可能性,使热应激 (HS) 成为许多作物的主要全球非生物应激因素。热应激在植物营养和生殖发育的所有阶段都会对植物的形态、生理和生物化学产生不利影响。在果菜中,即使是适度的热应激也会降低果实结实率和产量,高温可能会导致果实质量不佳。在本综述中,我们强调了非生物胁迫(尤其是高温胁迫)对番茄等作物的影响,涉及决定植物生长和产量的关键过程。具体来说,我们研究了耐热性所涉及的分子机制以及开发耐热番茄品种的挑战。最后,我们讨论了一种有效提高蔬菜作物耐热性的策略。
1 印度海得拉巴校区比拉尼比拉理工学院生物科学系,海得拉巴 500078,印度;p20170002@hyderabad.bits-pilani.ac.in (GPS);sridev.mohapatra@hyderabad.bits-pilani.ac.in (SM) 2 印度科学与技术研究所东北科学技术研究所 (CSIR-NEIST) 生物科学与技术部,乔尔哈特 785006,印度;debajitbnc@gmail.com (DD);channakeshav@neist.res.in (CC) 3 印度水稻研究所 ICAR,海得拉巴 500030,印度;Satendra.KM@icar.gov.in (SKM);phosphdiester21@gmail.com (MS);rmsundaram34@gmail.com (RMS); cnneeraja@gmail.com (NNC); sakhare.akshaya@gmail.com (ASS) 4 国际半干旱热带作物研究所(ICRISAT)基因组学和系统生物学卓越中心,海得拉巴 502324,印度;manishroorkiwal@gmail.com 5 西澳大利亚大学农业研究所,珀斯,西澳大利亚州 6009,澳大利亚 6 州立农业生物技术中心,作物和食品创新中心,食品未来研究所,默多克大学,西澳大利亚州默多克 6150,澳大利亚* 通讯地址:ponnukota@gmail.com (SK); rajeev.varshney@murdoch.edu.au (RKV); gireesha@hyderabad.bits-pilani.ac.in (GM); 电话:+91-40-245-91268 (SK); +91-84-556-83305 (RKV);+91-40-66303697 (GM) † 同等贡献。