在气候变化、害虫和病原体蔓延、世界人口不断增长的粮食需求以及农药使用对环境造成巨大影响的背景下,Flors 等人 ( 1 ) 在《科学前沿》上发表的头条文章提出了一种替代的创新理念,即以环保高效的方式利用植物的内在恢复能力来应对这些挑战。这篇及时的文章强调了诱导抗性 (IR) 现象,这是植物对病原体和/或食草动物攻击的免疫反应的一部分。目前,研究人员的主要目标是减少甚至取代合成化学农药的使用,以可持续、生态和经济可行的方式保护生物多样性,并最大限度地减少对土壤和地下水的有害影响。Flors 等人 ( 1 ) 提出,内源性的植物防御机制通常比使用农药等更环保、更高效、更有针对性,从而为未来减少对农药的依赖提供了动力。我们支持作者的想法,并提供我们的观点和一些批判性考虑,希望这将有助于推动这一进程。
随着全球人口的增长和对粮食的需求不断增加,农业生产面临着巨大的压力。与此同时,气候变化和资源限制加剧了这些挑战,进一步凸显了对可持续农业实践的需求。为了解决这些复杂的问题,植物科学领域正在经历一场技术革命。人工智能 (AI)、计算机视觉和机器人技术的快速发展正在重新定义植物的研究方式和农业实践的管理方式。从高通量表型到精准农业和实时监测,这些技术正在显著提高效率和准确性,为更具弹性和可持续性的农业系统奠定基础。本研究主题汇集了开创性的研究,以展示人工智能如何推动植物科学的发展并为现代农业提供创新解决方案。
植物对渗透压的适应性 - 干旱,盐度和其他非生物压力的结果 - 鉴于其对农业生产力和粮食安全的影响,是植物生物学的关键重点(Lim等,2015; Zareen等,2024)。在信号转导网络中,从应力信号的感知到应激响应性基因表达,各种转录因子和应力反应性启动子中的顺式调节元件在植物适应对非生物胁迫的适应中起着关键作用。此外,基因表达的转录后调节是由RNA代谢介导的(Lee等,2006; Kim等,2017; Park等,2024)。转录激活因子和阻遏物之间的平衡对于适当的基因表达和对非生物应激的反应至关重要(Seok等,2022)。该研究主题巩固了在理解渗透压力反应背后的遗传调节机制方面的最新进展,其中包含七项研究探索植物适应性的分子,生化和基因组维度的研究。
遗传和表观遗传调控生物标记在植物抗逆分子机制和作物育种方法中起着至关重要的作用。由于不利的生长条件阻碍了作物产量和全球粮食安全,养活不断增长的全球人口是一项艰巨的任务。为了很好地解开上述机制,科学家们不得不整合多个植物研究领域,因此,他们必须具备丰富的生物信息学知识和工具来管理大数据集。从本质上讲,本主题中包含的常规文章涉及农民和股东面临的现代问题。为了解决这些问题,科学家们采用了多方面的研究方法,涵盖植物生理学、分子生物学、遗传学、表观遗传学和组学等各个领域,以及最先进的植物科学和尖端方法,这些方法由复杂的技术和先进的方法提供支持,包括全基因组关联研究 (GWAS) 和表观遗传学方法,以揭示植物对高温、盐分、干旱和病原体侵袭等胁迫(生物和非生物)的耐受机制。因此,可以将进化的分子技术投入到未来的作物育种策略中,以提高生产力并产生更能抵御环境挑战和抵抗病原体侵袭的新品种。值得注意的是,Kumar 等人通过两种不同的方法揭示了遗传可塑性的分子基础对水稻种植中不同环境条件的关键重要性。本专题汇集了新发现和有用方法来促进植物科学研究。它阐明了表观遗传学变化(例如 DNA 甲基化、组蛋白(去)乙酰化和其他翻译后修饰 (PTM))在基因调控(抑制或诱导)中的作用,以及组学(基因组学、表观基因组学、转录组学、代谢组学、离子组学和蛋白质组学)在检测应激反应基因中的作用。使用
a 作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室,油料作物研究所,豆科作物遗传与系统生物学中心,福建农林大学农学院,福州,中国;b 水稻生物学国家重点实验室,中国农业科学院,中国水稻研究所,浙江,中国;c 国家生物技术和基因工程研究所 (NIBGE),巴基斯坦费萨拉巴德;d 扬州大学园艺与植物保护学院园艺系,扬州,中国;e 塞浦路斯理工大学农业科学、生物技术与食品科学系,塞浦路斯莱梅索斯;f 西澳大利亚大学 UWA 农业研究所,澳大利亚珀斯克劳利;g 作物多样化与遗传学,国际生物盐渍农业中心,阿拉伯联合酋长国迪拜; h 印度海得拉巴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;i 澳大利亚默多克大学国家农业生物技术中心默多克作物和食品创新中心
UNOPS将再次开始在六家省级医院实施六个医用氧气,以增强赞比亚的氧气输送。部长重申了她呼吁医院的呼吁,以确保对基础设施进行良好的保护,以满足社区的需求。为了实现这一目标,她强调需要解决可能面临的任何挑战。六家医院是;卡萨马综合医院(北部省),圣保罗宣教医院 - 纳切尔格(Luapula Province),卡布韦中央医院(中部省),Chinsali综合医院(Muchinga Province),Kalindawalo综合医院(东部省)和国家心脏心脏医院(卢萨卡省)。部长指出,政府致力于到2026年将所有医院的氧气供应从10%增加到60%,这与2022 - 2026年的国家氧气计划一致。
当前的基因治疗模型涉及逆转录病毒介导的遗传材料转移到源自各种体细胞组织的细胞中,包括造血系统的细胞,成纤维细胞,肝细胞,内皮细胞和成肌细胞(1、2)。我们先前已经描述了一种通过小鼠皮肤成纤维细胞逆转录病毒感染的基因产物传递方法(3)。我们先前在成纤维细胞研究中使用的转导基因是人和狗因子IX cDNA(3,4)。尽管在组织培养中可以实现高水平的持续性,而当在啮齿动物的同种异体移植中移植时,这些成纤维细胞仅在短时间内就产生了大量因子IX(3,5)。从理论上讲,体内表达的短期可能归因于不同的因素:(i)宿主对外源性因子IX的免疫反应; (ii)移植后外国细胞的破坏; (IIM)一旦将转导细胞移植到动物的转移基因的转录基因转录的特异性下降。已经表明(3,5),植入改良的成纤维细胞后,对人类因子IX的抗体存在,这至少可以解释,部分原因是第IX因子的短期。在这项工作中,使用不同的启动子来控制8-半乳糖苷酶的表达,我们证明,在组织培养中,长期表达可以轻松获得,但指导感兴趣基因转录的启动子的类型可能是决定体内长期表达的关键因素之一。
植物多样性与环境反应策略之间的相互作用对于生态系统适应性和稳定性至关重要。现代生态学中的一个主要重点是阐明环境因素如何塑造植物多样性模式并调节跨异构景观的物种分布。这项研究采用联合物种分布模型(JSDM)来定量分析中国甘西省植物空间分布的环境变量的影响,同时检查不同条件下的种间相互作用。结果表明,环境因素解释了95.4%的方差,强调了它们在确定植物分布中的主要作用。栖息地类型占差异最大的份额(33.5%),其次是高程(22.1%),平均年温度(20.3%),平均年降水量(15.1%)和太阳辐射(4.4%)。物种对环境协变量的反应主要是独立的,系统发育相关性较弱(后平均值:0.17),反映了家庭一级的有限的生态利基保守主义。从地理上讲,北部Qilian山麓丘陵,Lanzhou-Baiyin荒野,Loess Plateau和Gannan Plateau等地区与大多数植物家庭表现出负相关,在空间变异性中起着关键的限制或驱动因素的作用。此外,有33.7%的种子植物家族与光强度显示出负相关,强调其作为主要限制因素的作用。省级,竞争并不能主要限制甘努的种子植物共存。通过识别跨异质然而,在区域上,观察到明显的环境反应差异。在西北,太阳辐射(37%)和降水(25%)是植物分布的主要驱动因素,而在东南部,太阳辐射(36.3%)和高度(34.7%)占主导地位。这些发现强调了物种共发生的模式是规模依赖性的,并且受区域资源可用性的影响。在资源丰富的东南地区,植物家庭表现出积极的共同出现模式,指示相互作用或共生相互作用,而由于增强了分散竞争的增强,资源筛查的西北地区经历了强化的负面共发生。这项研究强调了环境梯度在gansu中构建种子植物分布中的关键作用,从而提供了对生态适应和进化史相互作用在塑造植物多样性中的相互作用的见解。
植物半胱氨酸 - 蛋白酶(Cysprot)代表一种良好的蛋白水解酶类型,该酶履行严格调节的生理功能(衰老和种子发芽等)和防御作用。本文集中于帕帕因 - 蛋白酶蛋白酶C1a(Family C1,CA氏族)及其抑制剂植物囊蛋白(Phycys)。尤其是,审查了蛋白酶抑制剂的相互作用及其在整个植物一生中的特定途径的相互参与。c1a cysprot和phycys已被分子表征,比较序列分析已鉴定出共有的功能基序。可以在被子植物中已识别的Cysprot和Phycys数量之间建立相关性。因此,进化力可能已经确定了囊蛋白在这些物种中内源性和害虫性蛋白酶上的控制作用。用荧光蛋白标记蛋白酶和抑制剂揭示了在瞬时转化的洋葱表皮细胞中内质网网络中亚细胞定位的常见模式。通过双分子荧光互补证明了进一步的体内相互作用,这表明它们参与了相同的生理过程。
抽象背景:CRISPR工具箱通过标记效应子域的快速扩展,以酶促无效CAS9(DCAS9)或Cas9 Nickase(NCAS9)导致了几种有希望的新基因编辑策略。最近的添加包括CRISPR胞嘧啶或腺嘌呤碱基编辑器(CBES和ABES)和CRISPR Prime编辑器(PES),其中脱氨酶或逆转录酶分别融合到NCAS9。这些工具在动物和植物模型中建模并纠正引起疾病的突变的巨大希望。但到目前为止,还没有广泛可用的工具可以自动化BE和PE试剂的设计。结果:我们开发了PNB Designer,这是一种基于Web的PEGR NAS设计的应用程序,用于BES,并指导RNA。PNB设计师使设计定位指向RNA的指南RNA针对跨越多个王国的变体或参考基因组上的单个或多个靶标的指南RNA。与PNB设计师一起,我们设计了PegrNA,以模拟所有已知疾病,从而导致Clinvar可用的突变。此外,PNB设计人员可用于设计指南RNA来安装或恢复SNV,用一个CBE和七个不同的ABE PAM变体扫描基因组,并返回最佳使用。PNB设计师可以在http://fgcz-shiny .uzh.ch.ch.ch/pnbde signe r/结论上公开访问:结论:使用PNB设计师,我们为CRISPR PE和BE Reagents创建了一种用户友好的设计工具,应该简化选择编辑策略和避免设计并避免设计并进行设计。