植物相关微生物群由多种但分类结构不同的群落(如细菌、真菌和古菌)组成,被认为是宿主植物的第二基因组,在不同植物物种之间存在差异(Brown 等人,2020 年)。植物与微生物之间的相互作用赋予植物宿主适应性优势,包括养分循环、促进生长、抗逆性和抗病原体性(Trivedi 等人,2020 年)。最近针对根系和根际土壤的研究表明,微生物群落的组装和结构受各种生物和非生物因素的影响,包括植物遗传和年龄、土壤类型和土壤特性(如 pH 值和营养物质)(Yu 等人,2018 年)。据报道,微生物群落的组装和网络
植物相关微生物群由多种但分类结构不同的群落(如细菌、真菌和古菌)组成,被认为是宿主植物的第二基因组,在不同植物物种之间存在差异(Brown 等人,2020 年)。植物与微生物之间的相互作用赋予植物宿主适应性优势,包括养分循环、促进生长、抗逆性和抗病原体性(Trivedi 等人,2020 年)。最近针对根系和根际土壤的研究表明,微生物群落的组装和结构受各种生物和非生物因素的影响,包括植物遗传和年龄、土壤类型和土壤特性(如 pH 值和营养物质)(Yu 等人,2018 年)。据报道,微生物群落的组装和网络
摘要 水稻黄斑驳病毒 (RYMV) 是非洲最严重的水稻疾病之一。RYMV 的管理具有挑战性。遗传抗性提供了最有效和最环保的控制。隐性抗性基因座 rymv2 (OsCPR5.1) 已在非洲水稻 (Oryza glaberrima) 中被鉴定,然而,渗入 Oryza sativa ssp。由于跨越障碍,粳稻和印度稻仍然具有挑战性。在这里,我们评估了两种水稻核孔蛋白旁系同源物 OsCPR5.1 (RYMV2) 和 OsCPR5.2 的 CRISPR/Cas9 基因组编辑是否可用于将 RYMV 抗性引入粳稻品种 Kitaake。两种旁系同源物均已被证实可弥补拟南芥 atcpr5 突变体的缺陷,表明存在部分冗余。尽管两种旁系同源物之间存在惊人的序列和结构相似性,但只有 o scpr5.1 功能丧失突变体完全具有抗性,而 oscpr5.2 功能丧失突变体仍然易感,这表明 OsCPR5.1 在 RYMV 易感性中起着特殊作用。值得注意的是,在 OsCPR5.1 的 N 端结构域(预计为非结构化)中存在短的框内删除或替换的编辑线对 RYMV 高度敏感。与单个拟南芥 AtCPR5 基因突变导致植物严重矮化不同,oscpr5.1 和 oscpr5.2 单敲除和双敲除突变体既没有表现出明显的生长缺陷,也没有表现出类似病变表型的症状,这可能反映了功能分化。OsCPR5.1 的特定编辑,同时保持 OsCPR5.2 活性,为在优良稻种系中产生 RYMV 抗性以及与其他 RYMV 抗性基因或其他性状有效叠加提供了一种有前途的策略。
抽象的Zoysia Japonica(Z. Japonica)是一个暖季的多年生草皮,通常在美国东南部生长,因为其投入需求相对较低,并且对干旱,阴影和盐度的一般耐受性。改善冰冻耐受性对于Z.Japonica至关重要,因为它可以扩展北部边界,即该物种能够生长。为了加深我们对Z. Japonica冻结耐受性的分子基础的理解,使用转录组方法来识别涉及冷适应的基因。'Meyer',冻结耐受品种和“维多利亚”,冻结易感品种受到冷适应和非冷入适应处理,以确定差异表达基因(DEG)的数量。响应冷适应,总共上调了4,609度,在“ Meyer”中下调了3,605度,而在“ Victoria”中,3,758度上调了3,758度,3,516度下调。GO和KEGG富集分析显示了几种不同的途径和生物学过程,包括光合作用,跨膜转运和植物激素信号转导。将这些信息与先前关于蛋白质组学和QTL映射的研究相结合,几个候选基因被确定与不同研究(例如LEA,CIPK,POD,HSF,HSF,HSP,HSP,MPK,MPK,PSII和多个转录因子)的耐寒和冻结耐受性有关。这项研究中鉴定出的候选基因表明,可能成为冻结Z. japonica的未来选择工作的目标。
水稻黄斑驳病毒 (RYMV) 是导致非洲最严重的水稻疾病之一。RYMV 的管理具有挑战性。遗传抗性是最有效且环境友好的控制方法。隐性抗性基因座 rymv2 (OsCPR5.1) 已在非洲水稻 (O. glaberrima) 中被鉴定,然而,由于跨越障碍,将其渗入 O. sativa ssp. japonica 和 indica 仍然具有挑战性。在这里,我们评估了是否可以使用 CRISPR/Cas9 基因组编辑两个水稻核孔蛋白同源物 OsCPR5.1 (RYMV2) 和 OsCPR5.2 来将 RYMV 抗性引入粳稻品种 Kitaake。这两个同源物已被证明可以补充拟南芥 atcpr5 突变体的缺陷,表明存在部分冗余。尽管这两个旁系同源物在序列和结构上具有惊人的相似性,但只有 o scpr5.1 功能丧失突变体具有完全抗性,而 oscpr5.2 功能丧失突变体仍然易感,这表明 OsCPR5.1 在 RYMV 易感性中起着特殊作用。值得注意的是,在 OsCPR5.1 的 N 端结构域(预计为非结构化)中存在短的框内缺失或替换的编辑系对 RYMV 高度敏感。与导致植物严重矮化的单个拟南芥 AtCPR5 基因突变相比,oscpr5.1 和 oscpr5.2 单敲除突变体既没有表现出显著的生长缺陷,也没有表明程序性细胞死亡的症状,这可能反映了同工型在其他重要功能方面的功能冗余。对 OsCPR5.1 进行特定编辑,同时保持 OsCPR5.2 活性,为在优良稻种系中产生 RYMV 抗性以及与其他 RYMV 抗性基因或其他性状有效叠加提供了一种有前途的策略。
明显分为阳性和阴性;根据我们的观察,没有子叶表现出嵌合 GFP 荧光(图 4a-j)。在具有活性 GFP 的绿色发芽体细胞胚中,由于叶绿素自发荧光强,几乎观察不到 GFP 荧光;相反,在胚基部的愈伤组织中观察到 GFP 荧光(图 4d,i)。为了研究子叶体细胞胚中的嵌合性,使用 8-30 个子叶胚(来自 6 个品系的 139 个)进行了测序分析。来自品系#47-2 的一个子叶胚在一个体细胞胚中有两种修饰模式。然而,在其他品系中,突变模式在单个子叶胚中明显分开(图 4k)。接下来,通过分析 4 个品系(分别为 #42 - 2、#18、#31 - 2 和 #11)中各 10 个通过体细胞胚胎发生再生的幼苗,分析了突变模式的稳定性。