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在番茄植物中对葡萄球菌的抗性抗氯酸酯的抗性背后的分子事件
植物防御肽是挑战后分泌的最重要的内源性危险信号，增强了植物免疫反应。肽激素系统蛋白（SYS）显示出在几个植物病态的抗药性中参与抗药性，尽管当外源应用时，SYS诱导的抗性背后的机制仍然难以捉摸。，我们进行了蛋白质组学，代谢组和酶学研究，以破译在不存在或存在辣椒粉感染的情况下SYS诱导的番茄植物变化。系统处理触发了直接蛋白质组学重排，主要参与碳代谢和光合作用。但是，防御蛋白的最终诱导需要并发挑战，从而触发了靶向病原体的蛋白质。相反，在代谢水平上，经SYS处理的植物在一般启动曲线后显示出另一种行为。的液根代谢产物，类黄酮鲁丁和异戊烯素和两种生物碱与4-甲酸盐酸酯酶和Chalcone-Flavanone-异酮酶相关。 此外，蛋白质组学和酶促分析表明，SYS将主要代谢降低了可用的糖的生产，这可能会促进经SYS处理的植物中callo糖沉积的启动。此外，PR1在系统诱导的电阻中是关键元素。 总的来说，蛋白质的直接诱导和在经SYS处理的植物中的特定二级代谢产物的启动表明，翻译后蛋白质调节是针对坏死性真菌的启动的另一个组成部分。的液根代谢产物，类黄酮鲁丁和异戊烯素和两种生物碱与4-甲酸盐酸酯酶和Chalcone-Flavanone-异酮酶相关。此外，蛋白质组学和酶促分析表明，SYS将主要代谢降低了可用的糖的生产，这可能会促进经SYS处理的植物中callo糖沉积的启动。此外，PR1在系统诱导的电阻中是关键元素。总的来说，蛋白质的直接诱导和在经SYS处理的植物中的特定二级代谢产物的启动表明，翻译后蛋白质调节是针对坏死性真菌的启动的另一个组成部分。
ENO通过花分生组织发育网络调控番茄果实大小
随着果树作物品种的驯化和改良，果实大小也发生了显著的进化。在番茄 (Solanum lycopersicum) 中，CLAVATA-WUSCHEL 信号通路基因的自然发生顺式调控突变导致果实大小显著增加，产生增大的分生组织，从而使花长出额外的器官，果实也更大。在这项工作中，通过结合测序定位和 CRISPR/Cas9 基因组编辑方法，我们分离出了一种调控花分生组织活性的 AP2/ERF 转录因子——过多花器官 (ENO)。因此，ENO 基因突变会导致植物因花分生组织增大而产出更大的多室果实。遗传分析表明，eno 与 LOCULE NUMBER（编码 SlWUS ）和 FASCIATED（编码 SlCLV3 ）基因座的突变表现出协同效应，这两个基因座是栽培番茄驯化过程中果实大小进化的关键因素。我们的研究结果表明，eno 突变会以花特异性的方式导致 SlWUS 表达域的大幅扩增。体外结合结果表明，ENO 能够与 SlWUS 启动子区内的 GGC-box 顺式调控元件相互作用，表明 ENO 直接调控 SlWUS 表达域以维持花干细胞稳态。此外，对 ENO 基因座自然等位基因变异的研究证明，ENO 启动子中的顺式调控突变在驯化过程中受到了正向选择的靶向，为现代番茄果腔数量和果实大小的大幅增加奠定了基础。
研究使用富含微生物的蚯蚓堆肥对番茄生长和根部抗性的影响
控制土传疾病是番茄生产的主要问题之一。本研究旨在调查使用富含细菌和真菌的蚯蚓堆肥对感染根结线虫 (Meloidogyne javanica) 和枯萎病 (Fusarium oxysporum) 的番茄植株生长参数的影响。蚯蚓堆肥的应用量包括控制量、最佳量和过量量。生物防治剂是菌根真菌 (Glomus mosseae) 和两种拮抗细菌 (枯草芽孢杆菌和恶臭假单胞菌)。这些生物防治剂可单独使用、二元组合使用，也可在不同蚯蚓堆肥应用量下以三元组合使用。实验结束时测量了生长参数，包括茎干湿重、根干湿重和叶绿素指数。结果表明，在两种水平上施用蚯蚓堆肥以及在所有组合处理中接种生物防治剂，显著 (P < 0.001) 改善了感染病原体的植物的生长参数。在两种水平的蚯蚓堆肥和感染镰刀菌的三种生物防治剂组合中获得的大多数研究参数最高，而在蚯蚓堆肥施用和生物防治剂以及感染两种病原体的对照条件下获得的生长参数最低。总体而言，我们的研究结果表明，蚯蚓堆肥和生物防治剂的组合使用在提高番茄植株对根结线虫和镰刀菌的防御能力方面具有显著效果，因此可以提高植株的生长水平。
利用 CRISPR/Cas9 系统在多个优良品种中产生单性结实番茄植株
Micro-Tom 芽的突变率为 100%，而 AC 芽的突变率仅为 42.9%。与 Micro-Tom 不同，AC 编辑植物未报告产生单性结实果实（Tran 等人，2021 年；Ueta 等人，2017 年）。表 1 和表 2 表明，在测试的 ET 系群体中，转化和编辑效率都存在很大差异。虽然其中一些系具有相同的亲本来源，但它们的外来构建体采用潜力水平并不相同。值得注意的是，在 ET5 和 ET8 等优良系中，使用 pANT1ox 质粒和 pEG-IAA9 的转化效率密切相关（表 1 和补充表 1）。ET5 平均每个外植体呈现 16.88 个紫色斑点，21% 的 pEG-IAA9 转化植物具有 T-DNA 插入。ET8 中的这些数字分别为 14.32 和 33.33%。这两个品系对外来基因转化反应良好，是用作遗传改造技术材料的最佳 F8 ET 品系。在这两个品系中，ET5 表现出更高的编辑效率，表现为 G0 群体中单叶和无籽植物的数量（表 1）。然而，ET8 的高生产力和存活率有利于该品系保持和转移编辑的等位基因到下一代（表 3）。对于商业基因组编辑番茄的产生，ET8 是最佳推荐选择，它提供了高产量、高转化效率和低果实开裂率等有益特性（Nguyen 等人，2023 年）。
栽培番茄（Solanum lycopersicum）无DNA基因组编辑及原生质体再生方法的建立
摘要 关键信息 我们建立了一种基于核糖核蛋白的CRISPR/Cas9无DNA基因组编辑方法在栽培番茄中应用，并获得了高突变率的转染原生质体再生突变植株。 摘要 近年来，基因组编辑作为一种研究和育种方法的应用为许多作物的性状改良提供了许多可能性。在栽培番茄（Solanum lycopersicum）中，迄今为止只建立了携带CRISPR/Cas9试剂的稳定的农杆菌介导转化方法。转染原生质体芽再生是基于核糖核蛋白的CRISPR/Cas9无DNA基因组编辑方法在栽培番茄中应用的主要瓶颈。在本研究中，我们报道了利用CRISPR/Cas9技术实现栽培番茄的无转基因育种方法，包括优化原生质体分离和克服转染原生质体芽再生障碍。结果表明，含0.1 mg/L IAA和0.75 mg/L玉米素的芽再生培养基为最佳激素组合，再生率可达21.3%。原生质体分离转染4个月后，成功获得高突变率的再生植株。获得的110株再生M 0 植株中，有35株（31.8%）同时发生SP和SP5G基因突变，SP或SP5G基因中至少一个等位基因的编辑效率高达60%。
新的植物育种技术的挑战和前景，用于作物的GABA改善：番茄为例
在过去的七十年中，G-氨基丁酸（GABA）引起了科学家在植物，动物和微生物中的普遍性以及其生理意义的极大关注，因为它是参与多种途径和过程的信号分子的生理意义。最近，食品和制药行业还显示出对GABA的兴趣显着增加，因为它对人类健康的潜在潜在好处以及消费者对促进健康功能化合物的需求，从而释放了很多GABA富含GABA的产品。然而，许多农作物物种在其可食用的部分中积累了可观的GABA水平，并可以帮助满足GABA每日摄入的摄入量以促进积极的健康影响。因此，植物育种者致力于用改善GABA含量的精英品种繁殖。在这方面，番茄（溶胶番茄）是全球生产和消费最多的蔬菜，也是一种含水果的型号，它因其积累了显着的GABA水平而受到了很多考虑。尽管已经实施了许多不同的策略，从经典的杂交到诱发诱变，但新的植物育种技术（NPBT）已经达到了最佳的GABA积累，从而导致红色成熟的番茄果实以及对GABA代谢和基因功能的启示。在这篇综述中，我们总结，分析和比较了所有有助于番茄GABA育种的研究，并就最新的NPBT进行进一步的讨论和建议，这些NPBT可以使这一过程达到更高的精度和效率。本文档还提供了指南，其他农作物的研究人员可能会利用番茄在更有效的GABA育种计划中取得的进展。
番茄驯化过程中耐盐性的丧失是由 Na+/K+ 转运蛋白的变化引起的
驯化导致番茄耐盐性降低。为了确定造成这种缺陷的遗传成分，我们对由 369 个具有较大自然变异的番茄种质组成的群体进行了根系 Na + /K + 比的全基因组关联研究 (GWAS)。与根系 Na + /K + 比相关的最显著变异是在编码进化枝 IV HAK/KUP/KT 转运蛋白成员的基因 SlHAK 20 中确定的。我们进一步发现，SlHAK 20 运输 Na + 和 K + 并在盐胁迫条件下调节 Na + 和 K + 稳态。发现 SlHAK 20 编码序列的变异是与 Na + /K + 比相关的致病变异，并赋予番茄耐盐性。番茄 SlHAK 20 和水稻同源基因的敲除突变导致对盐胁迫的高度敏感性。总之，我们的研究揭示了一种以前未知的耐盐分子机制，该机制是造成栽培番茄品种耐盐性不足的原因。我们的研究结果为通过分子育种提高番茄和其他作物的耐盐性提供了重要信息。
α-胞菌素跨人造根梯度重现了番茄根相关的鞘脂的募集
f i g u r e 3的α-替丁氨酸和番茄和菌落形成单元（CFU）的含量取决于伪 - 裂圈系统的距离。α-替代（4 mM）。（a）在距人造根每5 mm的距离内，α-替丁氨酸和番茄的浓度。红色条代表α-替代的含量；紫色条代表番茄的内容。分别使用Tukey的测试分别为tomatine和tomatidine的内容分别表示统计上显着的差异（tomatine; tomatine; a - b）在统计上具有显着差异（p <.05）。（b）CFU在距人造根每5 mm的距离内在土壤中计数。蓝色条代表渗出条件，红色条代表α-替代的条件。使用Tukey的测试，不同的字母（A - C）表示菌落形成单元数的统计学显着差异（P <.05）。错误条表示标准偏差（所有样本，n = 4）。
两个番茄品种对幼苗阶段盐胁迫的差异生理和生化反应
摘要：土壤盐度是一种主要的非生物压力，它极大地阻碍了植物的生长和发育，从而降低了农作物的产量和生产力。作为全球最消耗的蔬菜之一，西红柿（Solanum lycropersicum L.）在人类饮食中起关键作用。当前的研究旨在探索两个番茄品种（里奥格兰德和阿格塔）的差异耐受水平。为此，在100 mM NaCl治疗两周后评估了各种生长，生理和生化属性。获得的发现表明，尽管盐应力的影响包括芽的干重和根部的干重和相对生长速率以及总叶面积的显着减少，但对于这两种品种来说，与Agata品种相比，Rio Grande的表现更好。此外，尽管暴露于盐胁迫，但里奥格兰德（Rio Grande）还是能够通过脯氨酸的积累来保持足够的组织水合和每个面积（LMA）的高叶子质量。然而，Agata品种的相对水含量，LMA和脯氨酸含量明显降低。同样，总叶叶绿素，可溶性蛋白和总碳水化合物显着降低。而在两个品种的盐胁迫下，丙二醛显着积累。此外，相对于里奥格兰德品种而言，这种负面影响对于Agata来说更为明显。总体而言，当前的研究提供了证据，表明在早期生长阶段，里奥格兰德比Agata品种更容易耐盐。因此，里奥格兰德的品种可能构成包括盐耐盐的番茄育种计划的好候选人，强烈建议番茄种植者，尤其是在受盐影响的田间中。
相关的pp2c磷酸酶PIC3和PIC12对番茄的免疫力负调节丁香假单胞菌的免疫力
。cc-by-nd 4.0国际许可在A未获得Peer Review的认证）是作者/资助者，他已授予Biorxiv的许可证，以永久显示预印本。它是此预印本的版权持有人（本版本发布于2024年5月13日。; https：//doi.org/10.1101/2024.02.02.08.579555 doi：biorxiv Preprint