尽管拟南芥最初主要是一个功能生物学系统,但由于其广泛的地理分布和对不同环境的适应性,它已发展成为种群基因组学的强大模型。这里我们展示了来自全球物种范围的 69 个种质的染色体水平基因组组装。我们发现基因组共线性非常保守,即使在地理和遗传上相距遥远的种质之间也是如此。沿着染色体臂,兆碱基级重排很少见,通常只存在于单个种质中。这表明核型是准固定的,染色体臂中的重排是反向选择的。着丝粒区域显示出更高的结构动态,核心着丝粒的分歧解释了大多数基因组大小变化。全基因组分析发现了 32,986 个不同的基因家族,其中 60% 存在于所有种质中,40% 似乎是可有可无的,包括 18% 只存在于单个种质中,这表明存在未开发的基因多样性。这 69 个新的拟南芥基因组组装将为未来的遗传研究提供助力。
CRISPR/CAS系统作为基因组编辑的生物技术工具的应用已彻底改变了植物生物学。最近,曲目通过CRISPR-kill扩展,通过组织表达消除基因组,从而使CRISPR/CAS介导的组织工程能够。使用金黄色葡萄球菌(SACAS9)的Cas9核酸酶,CRISPR-kill依赖于保守重复基因组区域中多个双链断裂(DSB)的诱导,例如rDNA,从而导致靶细胞的细胞死亡。在这里,我们表明,除了组织特异性表达的空间控制外,在拟南芥中,CRISPR介导的细胞死亡的时间控制是可行的。我们建立了一个化学诱导的组织特异性杀伤系统,该系统允许通过荧光标记同时检测靶细胞。作为概念证明,我们能够消除横向根和消融根干细胞。使用多组织启动子,我们在某些发育阶段在不同器官的定义时间点诱导靶向细胞死亡。因此,使用此系统使得有可能获得对某些细胞类型的发育层的新见解。除了在植物中实现组织工程外,我们的系统还提供了一种宝贵的工具,可以通过位置信号传导和细胞间通信来研究开发植物组织对细胞消除细胞的反应。
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非致病细菌可以通过动员和供应养分,保护病原体并减轻非生物胁迫来实质性地促进植物健康。但是,全基因组关联研究的数量报告了对受益微生物群体各个成员的遗传结构的遗传结构。在这项研究中,我们在条件下建立了一项全基因组的关联研究,以估计162个拟南芥的162次植物变异水平和潜在的遗传结构,该拟南芥的加入来自法国西南部的54个自然种群,响应于法国西南部,响应于13种二种菌株的二种菌株,这些菌株与较丰富的非植物构图相同,构成了叶子的隔离,并构成了叶子的隔离,并构成了叶子的分离。 地区。使用高通量表型方法来评分与营养生长相关的特征,在这些物种和菌株
。cc-by-nc 4.0国际许可(未获得同行评审证明),他授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。这是该版本的版权持有人,该版本发布于2023年12月1日。 https://doi.org/10.1101/2023.11.29.569073 doi:Biorxiv Preprint
摘要:定量实时聚合酶链反应(QPCR)是一种广泛使用的方法,用于分析生殖组织中的基因表达模式以及在突变背景中检测基因水平。该技术需要稳定的参考基因才能使靶基因的表达水平归一化。尽管如此,大量出版物继续呈现QPCR结果,该结果标准化为单个参考基因,据我们所知,在拟南芥的特定生殖组织中未对多个参考基因进行比较评估。在此,我们在两个条件套装中评估了十个候选参考基因(UBC9,ACT7,GAPC-2,RCE1,PP2AA3,TUAA2,SAC52,SAC52,SAC52,SAC52,SAC52和His 3.3)的表达稳定水平:在两个条件套件中:一个集合:一个集合:一个跨度开发以及使用不同的基因类别的型型型。使用Reffinder工具进行了稳定性分析,该工具结合了四种统计算法(Genorm,Normfinder,Best Keepere和比较∆ CT方法)。我们的结果表明,RCE1,SAC52和TUA2在不同的发育阶段具有最稳定的表达,而YLS8,His3.3和ACT7是突变研究中归一化的最高级别参考基因。此外,我们通过分析与繁殖有关的基因的表达模式验证了我们的结果,并检查了在已发表的突变背景中这些基因的表达。总体而言,我们为塔利亚纳曲霉的生殖组织提供了适当的参考基因库,这将在这种情况下促进进一步的基因表达研究。更重要的是,我们提出了一个框架,该框架将促进对任何科学领域中基因表达的一致,准确的分析。同时,我们强调了明确定义的相关性,并描述了与qPCR相关的实验条件,以提高科学可重复性。
* 通讯作者:mlong@uchicago.edu (ML);jbergelson@uchicago.edu (JB);huangyuan@mail.kib.ac.cn (YH)。† 资深作者 ‡ 这些作者贡献相同 (YH、JC)。ML、JB 和 YH 设计了这项研究。YH 撰写了论文初稿。YH 和 JC 进行了所有实验,包括表型观察和分析、突变体生成、鉴定、表达、转录组和基因组测序以及进化分析。CD 和 SD 参与了群体遗传分析。CF 提供了植物材料。CF、YO、DL、SX 和 EM 修改了稿件。ML 和 JB 指导了这项研究,构思并监督了写作。根据作者须知 (https://academic.oup.com/plcell) 中所述的政策,负责分发与本文所述研究结果相关的材料的作者是:Manyuan Long (mlong@uchicago.edu)。
* 通讯作者:mlong@uchicago.edu (ML);jbergelson@uchicago.edu (JB);huangyuan@mail.kib.ac.cn (YH)。† 资深作者 ‡ 这些作者贡献相同 (YH、JC)。ML、JB 和 YH 设计了这项研究。YH 撰写了论文初稿。YH 和 JC 进行了所有实验,包括表型观察和分析、突变体生成、鉴定、表达、转录组和基因组测序以及进化分析。CD 和 SD 参与了群体遗传分析。CF 提供了植物材料。CF、YO、DL、SX 和 EM 修改了稿件。ML 和 JB 指导了这项研究,构思并监督了写作。根据作者须知 (https://academic.oup.com/plcell) 中所述的政策,负责分发与本文所述研究结果相关的材料的作者是:Manyuan Long (mlong@uchicago.edu)。
图1高粱双色转移酶4A(SBSOT4A)的部分氨基酸序列比对,具有功能表征或注释的植物硫代转移酶(SOTS)。atsot10(At2g14920的产品,拟南芥的拟南芥),Atsot12(来自AT2G03760,拟南芥拟南芥),Atsot15(At5g07010,拟南芥Thaliana),Thaliana),Thaliana,ATSOT18(AT1G74090909090,Thaliana,FB3) FC3ST和FC4ST来自Flaveria Chlorifolia,BNST1,BNST2和BNST3(AF000305,AF000306和AF000307的各自的产品,Brassica Napus napus),Atsot19,Atsot2020202021和Atsot21(来自AT3G50620,AT3G50620,AT2G15730,AT2G15730,AT2G15730,AT2G15730,以及AT4G34,以及AT2G15730和AT4G34。在对齐的顶部指示了四个已知的保守区域(I - IV)。与膜相关的SOT保守的残基以灰色阴影。3 0-磷酸腺苷-5 0-磷脂硫酸盐(PAPS)结合残基用绿色箭头表示,催化残基以紫色突出显示。
乙酰乳酸合酶(ALS)或乙酰羟基酸合酶(AHAS)是分支链必需氨基酸丝线,Leucine,Leucine和Isopoilucine的生物合成途径中的第一个酶(1,2)。来自五个化学组的磺酰脲(SU),咪唑酮(IMI),三唑吡吡咪定(TP),嘧啶基 - 硫代苯甲酸盐(PTB)和磺酰基 - 氨基氨基苯甲酸 - 氨基苯甲基 - 苯甲酸 - 苯二唑诺酮(SCT)抑制Als Amniv的序列化的除草剂。 乙酰乳酸合酶抑制剂除草剂自1982年首次引入(3)以来,已广泛用于世界农业。 因此,许多对ALS抑制剂除草剂具有抗性的农作物已被商业化,例如耐药玉米,低芥酸菜籽,小麦,大米和葵花籽,以及抗性的大豆,向日葵和高粱(4)。 但是,耐药的杂草很快出现了,即 在1987年在美国确定的抗性刺芽生菜(5)。 从那时起,由于ALS基因中的点突变,许多物种在全球范围内进化了对这些除草剂的抗性,ALS基因中的点突变产生了ALS蛋白中的氨基酸取代(AAS),因此对除草剂的敏感性降低,但其固有的生物学功能(6)。 研究人员报道了至少29个AA,在8个ALS肽位置赋予除草剂耐药性(A 122,P 197,A 205,D 376,R 377,R 377,W 574,W 574,S 653和S 653和G 654)在60多种物种中(氨基酸编号对应于Als Als Als in Alibiana in Abiriana thaliana thaliana thaliana thaliana thaliana thaliana in Als Als)。 基因遗传力的研究(7-9)表明,与ALS相关的除草剂耐药性由具有可变程度的优势程度的核基因控制。除草剂。乙酰乳酸合酶抑制剂除草剂自1982年首次引入(3)以来,已广泛用于世界农业。因此,许多对ALS抑制剂除草剂具有抗性的农作物已被商业化,例如耐药玉米,低芥酸菜籽,小麦,大米和葵花籽,以及抗性的大豆,向日葵和高粱(4)。但是,耐药的杂草很快出现了,即在1987年在美国确定的抗性刺芽生菜(5)。从那时起,由于ALS基因中的点突变,许多物种在全球范围内进化了对这些除草剂的抗性,ALS基因中的点突变产生了ALS蛋白中的氨基酸取代(AAS),因此对除草剂的敏感性降低,但其固有的生物学功能(6)。研究人员报道了至少29个AA,在8个ALS肽位置赋予除草剂耐药性(A 122,P 197,A 205,D 376,R 377,R 377,W 574,W 574,S 653和S 653和G 654)在60多种物种中(氨基酸编号对应于Als Als Als in Alibiana in Abiriana thaliana thaliana thaliana thaliana thaliana thaliana in Als Als)。基因遗传力的研究(7-9)表明,与ALS相关的除草剂耐药性由具有可变程度的优势程度的核基因控制。网站http://www.weedscience.org呈现了根据每个AAS对ALS抑制剂获得的抗性除草剂杂草获得的阻力模式的更新记录[1]。