随着基因组测序技术的发展,水果和蔬菜中发现了许多长链非编码RNA(lncRNA)。lncRNA主要由RNA聚合酶II(Pol II)或植物特异性Pol IV/V转录和剪接,表现出有限的进化保守性。lncRNA通过基因表达调节、与激素和转录因子的相互作用、microRNA调控以及参与可变剪接等多种机制,对水果和蔬菜的各个方面进行复杂的调控,包括色素积累、生殖组织发育、果实成熟以及对生物和非生物胁迫的反应。本综述全面概述了lncRNA的分类、基本特征,最重要的是,对其功能和调控机制的最新进展进行了了解。
基于 CRISPR 的基因驱动为控制疾病传播媒介和农业害虫提供了良好的前景。成功的抑制型驱动面临的一个重大挑战是抗性等位基因的快速进化。减轻抗性发展的一种方法是使用多个 gRNA 靶向功能受限区域。在本研究中,我们构建了一个 3-gRNA 归巢基因驱动系统,该系统针对臭名昭著的水果害虫果蝇 (Drosophila suzukii) 的隐性雌性生育基因酪氨酸脱羧酶 2 (Tdc2)。我们的调查显示,生殖系中的归巢水平较低,但喂食章鱼胺可恢复 Tdc2 突变雌性的产卵缺陷,与其他抑制驱动目标相比,它更容易维持品系。我们在果蝇中测试了类似系统的有效性,并通过引入启动子-Cas9 转基因来构建额外的分裂驱动系统,以提高归巢效率。我们的研究结果表明,野生种群的遗传多态性可能限制基因驱动等位基因的传播,而位置效应对 Cas9 活性有深远的影响。此外,这项研究凸显了有条件地挽救基因驱动引起的雌性不育症的潜力,为基因驱动转基因昆虫的工业规模生产提供了宝贵的工具。
番茄 ( Solanum lycopersicum ) 是一种全球性种植的作物,具有巨大的经济价值。外果皮决定了番茄果实的外观,并在收获前和收获后保护其免受各种生物和非生物挑战。然而,目前还没有番茄外果皮特异性启动子,这阻碍了基于外果皮的基因工程。在这里,我们通过 RNA 测序和逆转录-定量 PCR 分析发现番茄基因 SlPR10 ( PATHOGENESIS RELATED 10 ) 在外果皮中大量表达。由 2087-bp SlPR10 启动子 ( pSlPR10 ) 表达的荧光报告基因主要在 Ailsa Craig 和 Micro-Tom 品种的转基因番茄植株的外果皮中检测到。该启动子进一步用于番茄中 SlANT1 和 SlMYB31 的转基因表达,它们分别是花青素和角质层蜡质生物合成的主要调节因子。pSlPR10 驱动的 SlANT1 表达导致花青素在外果皮中积累,赋予果实抗灰霉病和延长保质期,而 SlMYB31 表达导致果皮蜡质增厚,延缓水分流失并延长果实保质期。有趣的是,pSlPR10 和另外两个较弱的番茄外果皮优先启动子在转基因拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 植物的子房中表现出一致的表达特异性,这不仅为番茄外果皮和拟南芥子房之间的进化同源性提供了线索,而且为研究拟南芥子房生物学提供了有用的启动子。总的来说,这项研究报告了一种理想的启动子,能够在番茄外果皮和拟南芥雌蕊中实现靶基因表达,并证明了其在番茄果实品质遗传改良中的实用性。
传统上,人们使用遗传学方法研究果实的成熟和发育,对协同发生的代谢变化的理解主要集中在少数代谢物上,包括糖、有机酸、细胞壁成分和植物激素。然而,代谢组学的出现和广泛应用使人们对代谢成分有了更深入的了解,这些成分不仅在这一过程中发挥着关键作用,而且影响着果实的感官和营养特性。在这里,我们回顾了对自然变异、突变体、转基因和基因编辑水果的研究如何使我们对这些方面的理解有了很大的提高。我们重点关注番茄等肉质水果,但也回顾了浆果、花托水果和带核水果。最后,我们提供了一个观点,即比较分析和机器学习将如何在未来进一步提高我们对各种代谢物功能重要性的理解。
杨梅 (Myrica rubra 或 Morella rubra;2n = 16) 所产果实风味独特、营养丰富、经济价值高。然而,先前版本的杨梅基因组缺乏序列连续性。此外,迄今为止,尚无大规模种质资源关联分析检查过决定果实品质性状的等位基因和遗传变异。因此,在本研究中,我们使用 PacBio HiFi 长读长为品种‘早嘉’组装了一个端粒到端粒 (T2T) 无间隙参考基因组。得到的 292.60 Mb T2T 基因组揭示了 8 个着丝粒区域、15 个端粒和 28 345 个基因。这代表着杨梅基因组的连续性和完整性的显著提高。随后,我们对 173 个种质进行了重新测序,鉴定出 6 649 674 个单核苷酸多态性 (SNP)。此外,29 个果实品质相关性状的表型分析促成了全基因组关联研究 (GWAS),该研究鉴定了与 28 种性状显著相关的 1937 个 SNP 和 1039 个基因。在 Chr6:3407532 至 5 153 151 bp 区域上鉴定了一个与果实颜色相关的 SNP 簇,包含两个 MYB 基因(MrChr6G07650 和 MrChr6G07660),这些基因在极端表型转录组中表现出差异表达,与花青素合成有关。一个相邻的、紧密连锁的基因 MrChr6G07670(MLP 样蛋白)包含一个外显子错义变体,经证实可使烟草叶片中的花青素产量增加十倍。这个 SNP 簇可能是一个数量性状基因座 (QTL),它共同调控杨梅果实的颜色。总之,我们的研究提出了一个完整的参考基因组,揭示了一系列与果实品质性状相关的等位基因变异,并确定了可以利用来提高杨梅果实品质和育种效率的功能基因。
生物技术在全球范围内被视为直接应用水果生产的重要工具之一。它对全球园艺部门具有强大而积极的影响。生物技术包括植物组织培养(PTC),应用微生物学和应用分子生物学,促进了用改良的食物,饲料,纤维,纤维,维生素,矿物质和燃料生产作物的作物。PTC的技术从“概念”转换为“商业化”。作为一个行业,PTC在印度不再是一个新生的行业。随着多向增长和数百万美元的翻转而蓬勃发展。几种农作物植物经常繁殖(香蕉,草莓,石榴,梨,桑树和pepino等)通过组织培养技术,在国内和国际上进行近三十年的交易。以来,PTC是许多农作物中大规模生产的强大技术,它已成为托儿所和农业行业的重要工具。PTC技术负责实现我国的第二次绿色革命。在评论文章中讨论了印度PTC行业对市场不断增长的需求,其业务潜力以及该行业面临的挑战的影响。
这项研究研究了尼宁与ε-多酰胺对微生物的作用以及新鲜切割菠萝蜜的冷藏质量。在用蒸馏水(对照),尼生蛋白(0.5 g/l),ε-溶解酶(0.5 g/L)以及尼生辛(0.1 g/L)和ε-溶解(0.4 g/l)的组合进行处理后。 在存储期间每2天测量一次微生物和物理化学指数。 结果表明,合并治疗(0.1 g/l尼霉素,0.4 g/lε-多酰胺)对新鲜杰克弗鲁特的保存最佳。 与对照组相比,联合治疗抑制了微生物的生长(总细菌数,霉菌和酵母),降低了体重减轻率,呼吸强度,多酚氧化酶和过氧化物酶活性,并保持较高的糖酸含量,牢固性,牢固性和颜色。 此外,它保留了较高水平的抗氧化剂化合物,降低了丙二醛和过氧化氢的积累,从而降低了氧化损伤并保持高营养和感觉品质。 作为天然防腐剂的安全应用,Nisin与ε-多溶剂治疗相结合在新鲜切割的菠萝蜜行业具有巨大的应用潜力。。在存储期间每2天测量一次微生物和物理化学指数。结果表明,合并治疗(0.1 g/l尼霉素,0.4 g/lε-多酰胺)对新鲜杰克弗鲁特的保存最佳。与对照组相比,联合治疗抑制了微生物的生长(总细菌数,霉菌和酵母),降低了体重减轻率,呼吸强度,多酚氧化酶和过氧化物酶活性,并保持较高的糖酸含量,牢固性,牢固性和颜色。此外,它保留了较高水平的抗氧化剂化合物,降低了丙二醛和过氧化氢的积累,从而降低了氧化损伤并保持高营养和感觉品质。作为天然防腐剂的安全应用,Nisin与ε-多溶剂治疗相结合在新鲜切割的菠萝蜜行业具有巨大的应用潜力。
许多视觉引导的节水剂具有高度适应蓝色灵敏度的眼睛,这使得蓝色有色水果并不更常见,这也许令人惊讶。但是,有些水果是蓝色的,即使它们不包含蓝色颜料。我们研究了带有蜡盛开的深色色素水果,例如蓝莓,李子和杜松锥,发现结构性颜色机制是其外观负责的。色度蓝色的硫酸反射率是由随机布置的非球形散射器与光的相互作用产生的。我们通过重结晶的蜡绽放来重现实验室中的结构颜色,从而使其可以自组装产生蓝色外观。我们证明,蓝色水果和结构上有色水果不受蓝色亚细胞结构或色素的约束。此外,尽管形态多种多样,但趋同的光学特性仍在整个系统发育范围内出现。层状蜡是未来生物工程工具箱的要素,可持续且具有生物相容性,自组装,自我清洁和自我修复的光学生物材料。