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使用基因组研究卡马西平对番茄植物代谢的影响 -
预印本（未通过同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此版本的版权持有人于2025年2月7日发布。 https://doi.org/10.1101/2025.02.03.635865 doi：Biorxiv Preprint
在近乎异构的易感和抗性番茄线中，对参考基因进行定量实时PCR研究的选择和验证，并感染了Geminivivirus tomato tomato tomato curly卷曲特技病毒
定量实时PCR（QPCR）是一种敏感且常用的基因表达分析技术，并提供了对生物系统的见解。成功的QPCR需要使用适当的参考基因来进行数据归一化。在本研究中，我们旨在识别和评估近乎异构抗性（R）和易感的（S）番茄线中最佳的参考基因感染了begomovirus番茄卷曲卷曲特技病毒（TOCSV）。十个候选参考基因，即Actin7（ACT），β-6微管蛋白（TUB），ubiqui-3（UBI），网格蛋白辅助络合物中等亚基（CAC），植物苯乙烯去饱和酶（PDS），表达蛋白质（Exp），表达蛋白（Exp），糖 - 3-氢酶（Gap）dehyhydyhyhyhyhyhyhyhyhyhyddroplhats gaplospy（Gap）（Gap）（Gap）（Gap）（磷酸化磷酸化酶（Gap））（Gaps）（磷酸化磷酸化酶（Gap））（Gaps）（磷酸化磷酸化酶（Gap））（磷酸化磷酸化酶（Gap））（磷酸化磷酸磷酶）选择磷酸贝素转移酶样蛋白（APT1），TAP42相互作用蛋白（TIP41）和伸长因子1-α（EF1α）（EF1α），并评估其在耐药性和易感番茄叶中使用分析性工具，Normfin-der，Normfin-der，BestEpeper和Reffinder和Reffindine的耐药性和敏感番茄叶片中的表达能力。在将参考基因从大多数到最不稳定进行排名之后，结果表明，在S系中，ACT，EXP和EF1α的组合以及R在R线中的TIP41，APT1和ACT的组合适用于QPCR归一化。此外，为了验证已鉴定的参考基因，超级氧化物歧化酶（SOD），热休克蛋白70（HSP70）和谷胱甘肽-S-转移酶（GST）的选择是作为TAR-获取归一化的。与最稳定的基因相比，针对最稳定的参考基因进行标准化时，靶基因的相对表达变化。这些结果强调了在QPCR研究中仔细选择参考基因以进行准确正常的重要性。
番茄植株耐热性的遗传和分子机制
气候变化是全球粮食安全的主要威胁。气候变化会直接影响粮食系统，降低作物及其野生近缘种的产量和遗传多样性，从而限制未来培育优良品种的选择，降低作物适应未来挑战的能力。预计未来十年全球地表温度将平均上升 0.3 摄氏度，而《巴黎气候协定》旨在将全球变暖限制在平均 2 摄氏度以下，最好是与工业化前水平相比 1.5 摄氏度。即使《巴黎气候协定》的目标能够实现，预计的气温上升也会增加极端天气事件（包括热浪）发生的可能性，使热应激 (HS) 成为许多作物的主要全球非生物应激因素。热应激在植物营养和生殖发育的所有阶段都会对植物的形态、生理和生物化学产生不利影响。在果菜中，即使是适度的热应激也会降低果实结实率和产量，高温可能会导致果实质量不佳。在本综述中，我们强调了非生物胁迫（尤其是高温胁迫）对番茄等作物的影响，涉及决定植物生长和产量的关键过程。具体来说，我们研究了耐热性所涉及的分子机制以及开发耐热番茄品种的挑战。最后，我们讨论了一种有效提高蔬菜作物耐热性的策略。
番茄中主要编辑应用的障碍和潜在线索，DICOT工厂
未通过同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此预印本的版权持有人（该版本发布于2021年5月21日。; https：//doi.org/10.1101/2021.03.15.435378 doi：biorxiv Preprint
蔗糖合酶基因SUS3可以增强番茄的冷耐受性
西红柿在各个阶段的生长阶段都容易受到寒冷温度的损害。因此，重要的是要确定可以增强番茄耐受能力的遗传资源和基因。在这项研究中，使用了223个番茄加入的人群来识别植物对冷应激的敏感性或耐受性。对这些加入的转录组分析表明，蔗糖合酶基因家族的成员SUS3是由冷应激诱导的。我们通过过表达（OE）和RNA干扰（RNAI）进一步研究了SUS3在冷应激中的作用。与野生型相比，SUS3 -OE线累积的MDA和电解质泄漏较少，脯氨酸和可溶性糖，维持SOD和CAT的较高活性，降低了超氧化物自由基，在寒冷下造成的膜损伤较少。因此，我们的发现表明SUS3在对冷应激的反应中起着至关重要的作用。本研究表明SUS3可以成为基因工程和改进项目的直接目标，旨在增强番茄作物的冷耐受性。
诊断Xanthomonads感染胡椒和番茄植物的特定遗传标记
摘要，我们通过使用整个基因组序列分析和细菌基因组中的重复区域来改进标记系统，以检查黄褐色质体物种的遗传多样性。具体而言，我们使用PCR扩增了微卫星区域，并用特定的酶消化所得的片段。这些碎片曲线用作分子标记。因此，通过将微卫星和RFLP方法组合以区分黄thomonads物种来开发细菌鉴定的更精确的标记。此外，我们分析了使用渐进式淡紫色比对在NCBI中可用的各种Xanthomonas物种的祖先顺序。数据揭示了Xanthomonas物种的独特共线区域。这些区域也与用作标记的切割基因组片段有关，从而使Xanthomonas物种感染了番茄和胡椒。我们建议这些发现有助于理解黄虫的遗传多样性和快速诊断。
使用改进的Prime编辑系统
CRISPR/CAS介导的基因组编辑技术已被广泛应用于通过在各种植物物种中产生短插入或缺失（Indel）来创建基因的基因淘汰等位基因。由于同源指导修复（HDR）的低效率和HDR DNA模板的差异，精确的基因组编辑在植物中仍然具有挑战性（Mao等，2019）。最近开发了一种串联重复HDR方法，用于替换水稻的序列，这对单子叶植物最有用（Lu等，2020）。基础编辑器从Cas9 nickase融合与胞嘧啶和腺嘌呤脱氨酶相关的基础编辑器实现了目标的C-T或A-TO-G替换，但仅限于特定类型的碱基替代品和目标位点选择（Mao等人，2019年）。在哺乳动物细胞中开发了一种“搜索和替换”方法，也称为Prime编辑，该方法可以在目标位点上的用户定义的序列变化而无需DSB或DNA修复模板提供（Anzalone等，2019）。几个研究小组已经采用了这种方法用于单子叶植物，包括大米和小麦（Butt等，2020; Hua等，2020; Li等，2020; Lin等，2020; Tang等，2020; 2020; Xu等，2020）。由于尚不清楚的原因，尽管基础编辑在诸如大米之类的单子叶植物中非常有效，但其dicot中的效率在dicots中非常低（Kang等，2018; Mao等，2019）。尚不清楚是否可以将主要编辑用于番茄植物（例如番茄）。在这里，我们报告了通过密码子和发起人优化在番茄中成功采用的主要编辑者。
CRISPR/Cas9 介导的 SlATG5 诱变降低番茄果实对灰葡萄孢的抗性
摘要：番茄果实在贮藏期间极易受到主要病原菌灰葡萄孢（B. cinerea）的侵染。最近的研究表明，自噬在植物防御生物和非生物胁迫中至关重要。自噬相关基因5（ATG5）在自噬体的完成和成熟中起关键作用，并被灰葡萄孢菌快速诱导，但ATG5在番茄采后果实抗灰葡萄孢菌中的潜在机制尚不清楚。为了阐明SlATG5在番茄果实抗灰葡萄孢菌中的作用，本研究采用CRISPR/Cas9介导的SlATG5敲除技术。结果表明，slatg5突变体对灰葡萄孢菌的感染更加敏感，病害症状更加严重，抗病酶几丁质酶（CHI）、β-1,3-葡聚糖酶（GLU）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）等活性降低。此外，研究还观察到接种灰葡萄孢菌后，slatg5突变体中水杨酸（SA）信号相关基因SlPR1、SlEDS1、SlPAD4、SlNPR1的相对表达量高于WT，而茉莉酸（JA）信号相关基因SlLoxD和SlMYC2的相对表达量低于WT。这些结果表明，SlATG5 通过抑制 SA 信号通路和激活 JA 信号通路正向调控番茄果实对灰霉病菌的抗性反应。
由目标aid基础编辑技术产生的高胡萝卜素番茄突变体的表型表征
我们先前的研究表明，靶AID是改进的CRISPR/CAS9系统，促进基础编辑是靶向多个基因的有效工具。针对类胡萝卜素积累的三个基因SLDDB1，SLDET1和SLCYC-B是针对的，并且先前通过Target-AID获得了等位基因变异。在这项研究中，我们表征了新等位基因对植物生长和水果发育以及类胡萝卜素积累的影响，在分离后交叉种群中或组合在无效的自我隔离线中。只有在三个靶基因中携带纯合取代的线和单个突变的隔离后交叉种群的表征，从而隔离了SLDDB1的两个等位基因版本，一种与SLDET1相关，另一个与SlcyC-B分离出来。所有编辑的线都显示出类胡萝卜素积累的变化，对每个单个突变都有添加作用。这些结果表明，目标AID基础编辑技术是创建靶基因的新等位基因变异以改善番茄中类胡萝卜素积累的有效工具。
自动组装支架提升了新型番茄系统的高通量基因组编辑能力
1. 约翰霍普金斯大学计算机科学系，美国马里兰州巴尔的摩 21218 2. 洛桑大学整合基因组学中心，瑞士洛桑 CH-1015 3. 冷泉港实验室，美国纽约州冷泉港 11724 4. 霍华德休斯医学研究所，冷泉港实验室，美国纽约州冷泉港 11724 5. 约翰霍普金斯大学生物系，美国马里兰州巴尔的摩 21218 *通信地址：mschatz@cs.jhu.edu，sebastian.soyk@unil.ch 摘要 推进作物基因组学需要由高质量个性化基因组组装实现的高效遗传系统。在这里，我们介绍了 RagTag，一套用于自动化组装支架和修补的工具，并为广泛使用的番茄基因型 M82 和 Sweet-100 建立了染色体规模的参考基因组，Sweet-100 是我们为加速功能基因组学和基因组编辑而开发的快速循环基因型。这项工作概述了快速扩展其他植物物种的遗传系统和基因组资源的策略。主要基因组测序和编辑方面的最新技术进展使得以前所未有的精度查询和操作作物基因组成为可能。泛基因组可以捕获作物物种内的多样化等位基因，但研究它们的表型后果受到相关和多样化基因型中有效的功能遗传系统的限制。番茄是研究驯化和数量性状遗传学的典型作物系统。对数百个番茄基因组的测序揭示了巨大的基因组多样性 [1,2]；然而，只有少数种质拥有染色体级基因组 [3–5]，而且参考基因组 (Heinz 1706) 与常用于遗传和分子实验的基因型 (例如品种 M82、Moneymaker、Ailsa Craig 等) 之间存在历史差异。大果品种 M82 已被用作遗传、代谢和发育分析的主要参考 [6,7]；然而，缺乏高质量的基因组组装，导致基因组学分析中出现参考偏差和错误信号。此外，对具有较大果实的品种进行表型分析需要大量劳动力，并且需要广泛的生长设施来容纳具有较长世代周期的大型植物。超矮小果实品种 Micro-tom 克服了其中的一些限制 [8]，但高度诱变的背景、严重的激素和发育异常以及低下的果实品质削弱了其在研究许多具有转化农学重要性的表型（如枝条、花序和果实发育）方面的价值（图 1a 和补充图 1a-f）。