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通过一种创新的效应方法方法鉴定了针对小菜的抗leptosposphaeria maculans涉及的主要基因。
L. maculans是一种植物致病的真菌，负责菜籽（甘蓝纳普斯）上的茎溃疡。其感染周期正在经历叶片感染的“早期”阶段，以及茎的无症状定植的“晚期”阶段，最终导致茎溃疡。遗传抗性是控制这种疾病的主要方法，几种质量抗性基因识别了在感染的“早期”阶段表达的空白基因。我们选择关注在茎定植期间表达的“晚”效应子，因为我们假设这些效应子可以触发茎中的定量抗性，这将对病原体施加较小的选择压力，并且更耐用。
通过编辑缺乏自然变异的硫代葡萄糖苷转运蛋白基因来增强油菜育种
亲爱的编辑，当前遗传学研究的一个主要挑战是通过正向遗传学方法识别具有罕见或没有遗传变异的基因的功能，例如种质资源中的数量性状基因座定位和关联研究，特别是在多倍体作物中，研究重复基因的功能分化非常困难。在这里，我们报道了一个在硫代葡萄糖苷运输中发生罕见突变的致病基因，并创建了一种低种子硫代葡萄糖苷基因型，用于多倍体油菜的品质和抗性育种，油菜是全球第二大食用油和蛋白粕来源。硫代葡萄糖苷是众所周知的次级代谢产物，在植物防御疾病和昆虫以及人类营养/健康方面具有重要的生物学和经济作用，例如抗癌作用（Sønderby 等，2010）。然而，高种子粕硫代葡萄糖苷会导致甲状腺肿和其他有害影响。因此，20 世纪中叶开始了“双低”（低籽粒硫代葡萄糖苷和低芥酸含量）油菜育种，大大降低了籽粒硫代葡萄糖苷含量，从 0.100 m mol g –1 降低到 5.30 m mol g –1。
CRISPR 介导的油菜籽油改良技术：挑战与未来前景
油菜籽不仅可以提供大量具有高营养价值的食用油，还可以用作许多行业生产生物燃料的原料。因此，为了满足人类和工业的需求，迫切需要进行基因改变。尽管杂交和诱变等传统育种技术长期以来仍然是培育油菜良种的主要方法，但成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 正在成为最有价值的基因编辑技术之一，它可以实现精确的基因组工程，并为植物功能基因组学的研究开辟新的途径。虽然 CRISPR 已用于许多其他作物的遗传改良，但它有望成为油菜籽油改良的基因组编辑和分子设计的有效工具。这篇小型评论将讨论和总结过去和正在进行的使用 CRISPR 技术在油菜籽油改良和脂肪酸组成方面的研究和开发。此外，本文还将简要总结阻碍该工具效率的因素以及如何消除这些因素。本文还将考虑改进 CRISPR 技术以在油菜中获得更好的结果。这篇小综述将为使用 CRISPR 技术进行油菜油改良研究和遗传改良的研究人员打开新的窗口。
speed-breeding-is-a-a-power-tool-tool-to-accelerate-crop- ...
不断增长的人口和不断变化的环境引起了全球粮食安全的重大关注，目前几种重要农作物的改善率不足以满足未来需求1。这种缓慢的改善率部分归因于作物植物的长代时代。在这里，我们提出了一种称为“速度育种”的方法，该方法大大缩短了生成时间并加速了繁殖和研究计划。速度繁殖可用于春季麦（Triticum aestivum），硬脂小麦（T. durum），大麦（大麦（Hordeum vulgare）），鹰嘴豆（Cicer arietinum）和Pea（Pisum sativum）和4代Canola（brassica napus），代替2-3的情况下，可用于实现多达6代的春季。 我们证明，完全封闭的，可控的环境生长室中的速度繁殖可以加速植物的发展，包括成人植物特征的表型，突变研究和转化。 在温室环境中使用补充照明可以快速生成单个种子下降（SSD），并可能适应大规模的农作物改进计划。 通过发光二极管（LED）补充照明节省成本。 我们设想将速度育种与其他现代作物育种技术相结合的巨大潜力，包括高通量基因分型，基因组编辑和基因组选择，从而加速了作物的改善速度。可用于实现多达6代的春季。我们证明，完全封闭的，可控的环境生长室中的速度繁殖可以加速植物的发展，包括成人植物特征的表型，突变研究和转化。在温室环境中使用补充照明可以快速生成单个种子下降（SSD），并可能适应大规模的农作物改进计划。通过发光二极管（LED）补充照明节省成本。我们设想将速度育种与其他现代作物育种技术相结合的巨大潜力，包括高通量基因分型，基因组编辑和基因组选择，从而加速了作物的改善速度。
高效的原生质体再生协议和 CRISPR/...
原生质体再生困难是CRISPR/Cas9基因编辑技术在油菜（Brassica napus L.）研究和育种中有效应用的一大障碍。本研究首次描述了一种快速有效的油菜品种Kumily原生质体分离、再生和转染的方法，及其在基因编辑中的应用。从3-4周龄叶片中分离的原生质体在MI和MII液体培养基中培养以形成细胞壁和细胞分裂，然后在芽诱导培养基和芽再生培养基中继代培养以产生芽。研究了不同基础培养基、植物生长调节剂的类型和组合以及每种培养基上原生质体培养时间与原生质体再生的关系。结果表明，MI培养基中较高浓度的NAA（0.5 mg l −1）和2,4-D（0.5 mg l −1）对原生质体形成细胞壁和维持细胞分裂至关重要，而此后应降低生长素的浓度以形成愈伤组织和诱导芽。对于芽再生，需要相对高浓度的细胞分裂素，在所有测试组合中，2.2 mg l −1 TDZ与生长素0.5 mg l −1 NAA的组合可获得最佳效果，芽再生率高达45％。我们的结果还表明，原生质体在不同培养基上的培养时间至关重要，因为较长的培养时间会显著降低芽再生频率。此外，我们优化了油菜的转染方案。利用该优化方案，我们成功编辑了控制油菜中硫代葡萄糖苷运输的BnGTR基因，且突变频率很高。
高效的原生质体再生协议和 CRISPR/...
原生质体再生困难是CRISPR/Cas9基因编辑技术在油菜（Brassica napus L.）研究和育种中有效应用的一大障碍。本研究首次描述了一种快速有效的油菜品种Kumily原生质体分离、再生和转染的方法，及其在基因编辑中的应用。从3-4周龄叶片中分离的原生质体在MI和MII液体培养基中培养以形成细胞壁和细胞分裂，然后在芽诱导培养基和芽再生培养基中继代培养以产生芽。研究了不同基础培养基、植物生长调节剂的类型和组合以及每种培养基上原生质体培养时间与原生质体再生的关系。结果表明，MI培养基中较高浓度的NAA（0.5 mg l −1）和2,4-D（0.5 mg l −1）对原生质体形成细胞壁和维持细胞分裂至关重要，而此后应降低生长素的浓度以形成愈伤组织和诱导芽。对于芽再生，需要相对高浓度的细胞分裂素，在所有测试组合中，2.2 mg l −1 TDZ与生长素0.5 mg l −1 NAA的组合可获得最佳效果，芽再生率高达45％。我们的结果还表明，原生质体在不同培养基上的培养时间至关重要，因为较长的培养时间会显著降低芽再生频率。此外，我们优化了油菜的转染方案。利用该优化方案，我们成功编辑了控制油菜中硫代葡萄糖苷运输的BnGTR基因，且突变频率很高。
分裂的放大多态性序列（CAP）标记，用于鉴定Rapeseed Bnaa.fad2基因
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。
土壤微生物生物量和细菌多样性通过稻 - 鱼共培养中的休耕覆盖
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。
CRISPR/Cas9：功能多样、应用广泛的强大基因组编辑工具
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