on intrinsic and acquired resistance mechanisms which include increased efflux of chemotherapeutics (e.g., by ABC transporters), increased DNA repair, mutation or alteration of drug targets, epigenetic mechanisms such as epigenetic regulation of gene expression and/or of protein drug targets, induction of senescence, factors in the tumor microenvironment, and epithelial-to-mesenchymal transition [4,5]。为了克服这些抗性因素,除了鉴定新药物外,还必须对这些机制进行透彻的了解。自然衍生的吲哚化合物作为抗癌剂表现出很大的潜力,并且吲哚生物碱药物(例如长春蛋白和葡萄蛋白)自多年以来就可以治疗肿瘤疾病[6,7] [6,7]。基于天然铅吲哚衍生物星孢子蛋白[8-10]开发了基于吲哚酶的糖化酶抑制剂(批准用于转移性肾细胞癌的治疗)和enzastaurin。吲哚也是突出的饮食化合物,以及诸如芥末葡萄糖素,吲哚-3-carbinol(I3c)和3,3'-二烷基甲烷(dim)(dim)的3,3'-二烷基甲醇(dim)抗癌诱导症(以及对磷酸33的抗磷酸33)的活性(dim)的活性(dim)的3.-二烷基甲烷(dim),因子κB(NF-κB)信号传导[图1] [11-13]。很久以前,Cato The Elder建议卷心菜叶治疗癌性溃疡和统计数据,现在表明,人群随着十字花科蔬菜的消费量增加显示出较低的癌症事件[13-15]。天然吲哚葡萄糖醇分解为I3c,并在食用时在胃中形成昏暗。然而,DIM的生物利用度较差,并且在体内测试中通常需要制剂[11,16]。DIM的合成衍生物已通过各种合成方法制备[17,18]。几种昏暗的衍生物揭示了针对癌细胞的高活性[7,19]。在本综述中介绍了DIM及其合成衍生物的抗癌活性的当前状态,重点是癌症耐药性,肿瘤生长抑制以及有关其对信号通路和转录因子的影响的新见解。
与外部植物性状不同,肉眼的肉眼无法区分构成负责这些表型特征的基本遗传材料的基因型。使基因型可以进行研究,并在植物育种和相关主题中进一步理解和使用,已经可以使用各种基因分型方法。植物基因分型始于相当复杂的方法,基于使用标记的探针直接杂交DNA片段来鉴定需要大量靶DNA的特定基因(如限制片段长度多态性或RFLP的情况下)。几年后,它们演变为一系列相对简单,更便宜的基于PCR的方法。These latter reached a peak with very polymorphic and straightforward markers, like microsatellites or SSR (Simple sequence repeats), which were then followed by DNA sequencing and fragment analysis, PCR and qPCR, allele-speci fi c molecular probes and primers, and today ' s modern and advanced microchip-DNA technology involving hundreds to thousands of simultaneous reactions.我们的知识和植物基因分型进展的当前状态在此研究主题中进行了更新,在该主题中,我们详细介绍了用于针对不同植物物种感兴趣的各种基因的可用方法和技术。从传统分子标记到现代微阵列技术,我们的研究主题涵盖和解决了广泛而多样的领域。纳入了各种科学方法和研究思想,旨在更好地了解植物基因分型的更好的理解和实际应用。Yin等。 chinensis makino)。Yin等。chinensis makino)。这导致了随后的14篇发表论文。如上所述,SSR标记是一种简单,通用且直接的分子工具,用于植物基因分型。使用的SSR标记用于实用识别和非头卷心菜的独特性测试(Brassica Campestris ssp。这是一个非常重要的测试,它建立了独特的,统一性和稳定性(DU),这是授予植物品种权利(PVR)所需的基本因素。作者测试了287个SSR标记,用于423种非头卷心菜品种的基因分型,并使用了四种荧光染料,FAM,HEX,HEX,TAMRA和ROX,用于远期引物的标签。重要的是,两种方法
摘要冬季油菜的两个突变体(甘蓝纳普斯L. var。oleifera)通过化学诱变(HOR3-M10453和HOR4-M10464)培养种子中含有含油酸的量。突变植物的整体性能远低于野生型品种。具有高收益的双低(“ 00”)品种和具有有价值的农艺性状的繁殖品种的多个回合,然后需要选择高油酸基因型,以获得新的“ 00”种类的新“ 00”品种,具有高油酸含量的种子中的高油酸含量。要执行此类选择,使用了特定的裂解扩增的多态性序列(CAPS)标记。该标记旨在检测去饱和酶基因BNAA.FAD2中两个相关点突变的存在,并且先前已对其进行了描述和专利。使用FSP BI限制酶消化了特定的聚合酶链反应产物(732 bp),该酶识别5'-C↓TAG -3'序列,这是两个突变等位基因共有的,从而对这些等位基因特异性产生带模式。重新设计了该专利中提出的方法,调整为特定的实验室条件并进行了彻底的测试。测试了不同的DNA提取方案以优化过程。CAPS方法的两个变体(带有和不使用放大产品的净化)被认为选择最佳选择。此外,还测试了研究标记检测BNAA.FAD2基因座中杂合性的能力。最后,我们还提供了一些在繁殖计划中使用标记辅助选择(MAS)中使用新帽标记的示例。建议使用CAPS标记的DNA提取的标准CTAB方法和简化的两步(放大/消化)程序。标记物被发现可用于检测研究的BNAA.FAD2去饱和酶基因的两个突变等位基因,并有可能确保育种者的霍尔线纯度。然而,还表明它无法检测到任何其他揭示的等位基因或基因在油酸水平的调节中起作用。
摘要:传统的大米生产通常取决于在单一种植系统中使用密集投入的不可持续的实践。替代品休耕地覆盖种植和米鱼共培养(RFC)提供有希望的解决方案。然而,RFC中休耕覆盖作物的潜力仍未得到充实,并且对土壤微生物的影响很少。在这项研究中,对土壤 - 植物 - 微生物相互作用进行了评估:中国牛奶效率(阿斯特拉加罗斯·西尼科斯·L。)单裁剪(cm),菜籽(CM),菜籽(Brassica napus L.)单裁剪(RP),以及中国奶奶酪和菜籽的组合和中国牛奶的组合(CM cm__rp)。在添加氮(N)的情况下对这些系统进行了评估,其中包括RFC和水稻单一培养(RMC)系统。发现表明用CM的土壤微生物生物量氮(MBN)显着增加。土壤微生物生物量碳(MBC)受N-肥料的影响比农作物物种更大,随着n添加而减少。在RFC系统中,土壤细菌共发生网络表现出更多的连接,但负面的联系增加了。cm_rp显示与无n的CM相似性,但随着n的添加而移到RP。n在间隔中的添加显着增加了锡霉菌曲霉的根比(r/s),与地上生物量减少和总根长有关。与RMC相比,RFC和N添加的RFC降低了CM中厌氧酸酯的相对丰度,同时增加了覆盖裁剪系统的芽孢杆菌和pontibacter。总体而言,随着N的添加,RFC和RMC均显示出土壤细菌多样性指数降低。土壤细菌多样性的变化与土壤MBC,MBN和植物R/S显着相关。连续的休耕地覆盖农作物改变的土壤微生物生物量和影响覆盖作物生物量分布,影响稻田中的细菌成分。这些结果阐明了细菌群落如何对RFC和RMC系统中的n个添加和休闲覆盖种植的反应,从而为稻谷系统中的可持续营养管理提供了见解。
标题:可以通过培养生物能源作物来生产低碳燃料,提高土壤质量和农业生产率来评估美国东南部的Carinata生产的土壤有机碳固换的激励措施。这项研究通过采用生物能源作物Carinata来评估农民隔离SOC的激励措施。使用基于代理的建模方法模拟了两种农业管理方案 - 往常(BAU)和气候智能(无耕种)实践 - 在传统的作物轮作,相关的盈利能力,邻近农民的影响力以及个人的交往中,以说明农民的Carinata采用率。使用格鲁吉亚州,作为一个案例研究,结果表明,到2050年,农民分配了1056×10 3英亩(23.8%; 2.47英亩; 2.47英亩等同于1公顷的农田),以合同价格以每蒲式耳的蒲式耳种子的合同价格为6.5美元,并在BASECERAR中列出了BAIRE,并遇到了票价。相比之下,以相同的合同价格和SOC激励率,农民分配了1152×10 3英亩(25.9%)的土地,而在无耕作的情况下,SOC隔离为483.83×10 3 mg Co 2 E,这是BAU情况下的数量的近四倍。因此,这项研究表明了种子价格和SOC激励措施的组合,鼓励农民采用Carinata采用气候智能实践来获得更高的SOC隔离效益。关键字:基于代理的模型;生物能源;气候智能农业;土壤有机碳;激励措施,可持续航空燃料1。背景土壤有机碳(SOC)对于维持土壤质量和农业生产率至关重要(Corning等,2016)。除了其在土壤健康中的作用外,SOC对于解决气候变化问题很重要(Lal,2003; Paustian等,1997)。据估计,全球土壤中含有最大的有机碳(约2126.44 pg),这意味着SOC库存的小变化可能会对大气碳浓度产生重大影响(Stockmann等,2013)。一方面,仅释放全球SOC池的10%将相当于30年的人为温室气体(GHG)排放(Kirschbaum,2000年)。另一方面,在全球农业土壤的前1M中,土壤有机碳的每年增加0.4%,将隔离2-3 pg C年-1,有效地抵消了20-35%的全球人为温室气体发电的20-35%(Minasny等人,2017年)。因此,维持或增加SOC的全球股票不仅需要确保农业生产力和粮食安全,而且还需要打击气候变化。能源作物可以通过隔离SOC和生产低碳生物燃料的原料来在减轻温室气体中发挥重要作用(Elless等,2023)。但是,必须仔细计划生物能源作物的生产,以平衡这两个目标,并最大程度地减少食品,草原或林地土地利用的冲突(Bonin&Lal,2014; Qin等,2016)。carinata(Brassica carinata或埃塞俄比亚芥末)被确定为在美国东南部生产可持续航空燃料(SAF)(SE)的潜在主要原料(SE),因为其产量很高,干旱和热耐受性,适合冬季生产,冬季生产和低速度的成熟种子损坏(Christ et al ant Altering。Carinata的石油含量为40%,而其亲密竞争者Canola的油含量为43%(George等,2021),但在SE
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。
自 2012 年首次发现一种潜在的基因组编辑工具以来 [1,2],CRISPR/Cas9 系统已成为一种强大而稳健的基因组编辑工具,用于基因功能研究和作物改良。在过去十年中,随着新 Cas 酶的鉴定、现有 Cas9 酶的修饰以及新生物信息学工具的开发,基于 CRISPR/Cas9 的研究发展极为迅速。特别是 Cas 酶的修饰大大提升了 CRISPR/Cas9 基因组编辑的应用潜力 [3]。尽管在基因组编辑中还鉴定和利用了许多其他 Cas 酶,但 CRISPR/Cas9 系统目前指任何 CRISPR/Cas 系统,包括 Cas12 和 Cas13,主要是因为 Cas9 是基因组编辑中第一个也是最常用的 Cas 酶 [4]。目前,CRISPR/Cas9 基因组编辑已广泛应用于许多植物物种,包括模式植物物种和重要的农业作物,如小麦 [5]、棉花 [6] 和大豆 [7],不仅用于基因功能研究,还用于作物改良。为了促进 CRISPR/Cas9 基因组编辑的快速开发和应用,我们编辑了这期“植物基因组编辑”特刊。在短时间内,这个特刊引起了科学界和工业界的广泛关注。最后,经过专家的同行评审,共有 15 篇论文被接受在 International Journal of Molecular Sciences 的这期特刊上发表。在发表的 15 篇论文中,有 3 篇是及时的综述论文。Jansing 等人(2019)回顾了农业中基因组编辑的技术和实践考虑,特别关注了 CRISPR/Cas9 系统进入植物细胞的当前递送方法及其再生方法。他们还讨论了 CRISPR/Cas9 对改良重要农业作物不同性状的适用性[8]。在所有作物中,利用 CRISPR/Cas 基因组编辑技术在水稻上取得了重大进展。在 Fiaz 等人 (2019) 撰写的一篇综述中,他们回顾了 CRISPR/Cas9 在水稻改良,特别是在稻米品质改良方面的现状[9]。提高 CRISPR/Cas9 的靶向效率、降低非靶向效应一直是基因组编辑的主要课题。在过去的五年里,许多效应被添加到这个领域。在这期特刊中,Hajiahmadi 等人 (2019) 回顾了降低 CRISPR/Cas9 非靶向效应的主要策略。他们认为,单向导RNA(sgRNA)与配体依赖性适体酶策略相结合可能是降低植物非靶标突变频率的有效策略[10]。其余12篇研究文章涉及12种不同的植物物种,包括水稻[11]、棉花[12]、小麦[13,14]、油菜[15]、大豆[16]、红薯[17]、豇豆[18]、番茄[19]、马铃薯[19]、菊苣[20]和模式植物拟南芥[21],以及藻类莱茵衣藻[22]。从这里可以清楚地看到,越来越多的研究集中在农业上重要的作物上。这些研究中大多数都采用传统的CRISPR/Cas9技术来敲除单个基因,只有一项研究采用CRISPR/Cas9碱基编辑器创建了无转基因的基因组编辑番茄和马铃薯[19]。在这些研究中,大多数都致力于农业上重要的性状。例如,Wang等人(2019)通过CRISPR/Cas9基因组编辑研究了IbGBSSI和IbSBEII基因在红薯淀粉生物合成中的作用