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通过基因转化进行葡萄育种的新技术和策略
葡萄树和其他多年生木本植物一样，一直被认为是一种难以生产转基因植物的作物。由于生产转基因和/或编辑植物需要能够从转化组织再生植物，因此这一步骤通常是该过程中最大的瓶颈。本研究的目的是回顾葡萄树转化和再生改进的最新技术和策略，重点关注三个方面：（i）与葡萄树转化相关的问题；（ii）促进葡萄树再生的基因；（iii）基因传递载体。关于第一个方面，有充分的证据表明，获得转基因植物成功率低的主要因素之一是再生过程。转基因整合到受体细胞后，需要进行组织培养以从转化细胞再生转基因幼苗。这个过程很耗时，通常需要在培养基中添加对环境有害的试剂（抗生素和除草剂）来选择转基因植物。另一方面，可以使用诸如所谓的发育调节剂 (DR) 之类的基因的表达来诱导特定的发育程序，从而避免使用传统的组织培养方法。在体细胞中异位表达特定组合的 DR 有可能在包括葡萄在内的多种作物中诱导从头分生组织。据报道，通过在体组织中对植物分生组织进行从头重编程，可以成功进行基因组编辑。此外，研究表明，某些转录因子的表达可以提高小麦、柑橘和水稻的再生效率。最后，最近的报告显示，使用纳米粒子（例如碳点 (CD)）作为农杆菌和基因枪介导的植物遗传转化的有吸引力的替代品。通过这种方式，可以避免在培养基中使用抗生素，从而克服植物组织活力的丧失并加速再生过程。研究表明，CD 可作为载体将质粒运送到植物细胞中，在多种作物中实现瞬时转化，而不会对光合作用或生长产生负面影响。基于这些进展，有可能将这些新的可用策略和技术结合起来，以克服葡萄树等物种和其他被认为难以生长的作物的再生问题。
噬菌体WO基因wmk的杀伤表型
摘要沃尔巴克氏体是动物体内分布最广泛的细菌内共生体。在节肢动物中，这些母系传播的细菌可以自私地劫持宿主的生殖过程，以提高传播它们的雌性的相对适应度。一种称为雄性杀灭或选择性杀死受感染雄性的生殖寄生形式，通过转基因表达原噬菌体 WO 介导的杀灭 ( wmk ) 基因在一定程度上重现。在这里，我们利用转基因表达表征了果蝇中 wmk 诱导的雄性杀灭的基因型-表型景观。虽然系统发育上遥远的 wmk 同源物不会引起性别比例偏差，但密切相关的同源物表现出复杂的表型，包括不死亡、雄性死亡或所有宿主死亡。我们证明替代起始密码子、同义密码子，尤其是 wmk 中的单个同义核苷酸可以消除杀灭。这些发现揭示了转基因 wmk 诱导杀戮的先前未被认识到的特征，并为转录后过程对雄性杀戮变异的影响建立了新的假设。我们得出结论，同义序列变化在具有生死后果的嵌套内共生相互作用中不一定是沉默的。
基因组编辑番茄与转基因番茄
摘要 生物技术可能有助于解决食品安全和保障挑战。然而，基因技术一直受到公众的严格审查，与媒体和公众话语的框架有关。这项研究旨在调查人们对食品生物技术的看法和接受程度，重点是转基因遗传修饰与基因组编辑。进行了一项在线实验，参与者来自英国（n = 490）和瑞士（n = 505）。向参与者展示了食品生物技术的主题，更具体地说，展示了转基因和遗传修饰以及基因组编辑的实验性变化片段（科学不确定性：高与低，媒体形式：新闻与用户生成的博客）。结果表明，与转基因遗传修饰相比，这两个国家的参与者对基因组编辑的接受程度更高。这些技术的普遍和个人接受度在很大程度上取决于参与者是否认为该应用有益、他们如何看待科学的不确定性以及他们所居住的国家。我们的研究结果表明，未来关于基因技术的交流应该更多地侧重于讨论使用农业技术与有形相关利益之间的权衡，而不是单方面关注风险和安全。
环境条件的影响以及胞质谷氨酰胺合成酶对玉米杂化核产生的等位基因变化
胞质谷氨酰胺合成酶（GS1）是主要负责玉米叶中的铵同化和重新合并的酶。通过检查酶在叶细胞中酶的过表达的影响，研究了GS1在玉米核产生中的农艺潜力。使用在该领域生长的植物产生并表征了表现出三倍的叶子GS活性增加三倍的转基因杂种。在不同位置，在叶片和束鞘鞘中的叶片和束鞘鞘中的几种过表达GLN1-3（GLN1-3）的基因（GS1）在不同位置生长了五年。平均而言，与对照组相比，转基因杂种中的核产量增加了3.8％。但是，我们观察到，给定领域试验的环境条件和转基因事件同时依赖于这种增加。尽管从一个环境到另一个环境变化，但在不同位置的两个GS1基因（GLN1-3和GLN1-4）多态性区域和核产量之间也发现了显着关联。我们建议使用基因工程或标记辅助选择的GS1酶是产生高屈服玉米杂种的潜在潜在领导者。但是，对于这些杂种，产量增加将在很大程度上取决于用于种植植物的环境条件。
与大豆种子重量相关的转录因子
栽培大豆 ( Glycine max (L.) Merrill ) 是由野生大豆 ( Glycine soja ) 驯化而来，其种子比野生大豆更重，含油量更高。在本研究中，我们利用全基因组关联研究 (GWAS) 鉴定了一个与 SW 相关的新型候选基因。连续三年通过 GWAS 分析检测到候选基因 GmWRI14-like。通过构建过表达 GmWRI14-like 基因的转基因大豆和 gmwri14-like 大豆突变体，我们发现 GmWRI14-like 的过表达增加了 SW 和增加了总脂肪酸含量。然后我们利用 RNA-seq 和 qRT-PCR 鉴定了 GmWRI14-like 直接或间接调控的靶基因。过表达GmWRI14-like的转基因大豆比非转基因大豆株系表现出GmCYP78A50和GmCYP78A69的积累增加。有趣的是，我们还利用酵母双杂交和双分子荧光互补技术发现GmWRI14-like蛋白可以与GmCYP78A69/GmCYP78A50相互作用。我们的研究结果不仅揭示了栽培大豆SW的遗传结构，而且为改良大豆SW和含油量奠定了理论基础。
转基因作物：现状与未来前景
摘要 基因工程和植物转化通过引入有益的外来基因或抑制作物植物内源基因的表达，在作物改良中发挥着关键作用。转基因作物具有一种或多种有用的特性，例如，除草剂耐受性、抗虫性、非生物胁迫耐受性、抗病性和营养改善。迄今为止，全球不同地区已批准种植 32 种作物中的近 525 种不同的转基因事件。采用转基因技术已被证明可以提高作物产量、减少农药和杀虫剂的使用、减少二氧化碳排放并降低作物生产成本。然而，由于担心对人类的潜在毒性和过敏性、潜在的环境风险（例如基因流动的可能性、对非目标生物的不利影响、杂草和昆虫的抗性进化等），携带外来基因的转基因作物的广泛采用面临障碍。这些担忧促使人们采用替代技术，如同源、同源以及最近的基因组编辑。其中一些替代技术可用于开发不含任何外来基因的作物植物，因此，预计此类作物可能比转基因作物获得更高的消费者接受度，并能更快地获得监管部门的批准。在这篇评论中，我们全面介绍了目前种植的转基因 (GM) 作物的现状。我们还讨论了影响转基因作物广泛采用的问题，并评论了最近为解决这些问题而开发的工具和技术。
棉花分生植体的直接种系转化，没有选择
没有可选标记的转基因植物的再生可以促进性状堆叠产品的开发和商业化。已经开发了各种策略来消除可选标记以生产无标记的转基因植物。最广泛使用的无标记方法可能是基于农杆菌的2 T-DNA策略，其中利率基因（GOI）和可选标记基因从独立的T-DNA中传递（Darbani等，2007）。可选标记基因在随后的几代中脱离了GOI。然而，由于T-DNA共转化的不确定和GOI和可选标记基因T-DNA之间的高率，该2 T-DNA系统的效率远小于传统的1 T-DNA系统。相比之下，没有选择转换使用带有GOI的单个T-DNA，因此消除了删除可选标记插入物的需要，并有可能提供可行的替代标记系统。在这项研究中，我们报告了通过无需使用选择性剂的种子分生植物的农杆菌接种种植的转基因棉植物的成功再生。通过GUS组织化学测定，鉴定出推定的转基因植物的再生。通过GUS表达通过花粉粒，未成熟胚胎和T1植物的分离来确定转基因向后代的种系传播。通过南部分析进一步确认了结果。在此无选择系统中，无标记转换频率与当前的分生组织转换系统相似（0.2％ - 0.7％）。讨论了进一步改进该系统的策略及其在改善棉花转化管道和开发无基因基因组编辑技术方面的意义。