冰被认为是世界上的主要粮食作物,提供了世界 20% 的膳食能量。在气候变化情景下,开发包括耐盐在内的非生物胁迫抗性水稻基因型对于可持续水稻生产非常必要。盐分是全球水稻生产最重要的障碍之一,尤其是在沿海地区。水稻受益于新的育种技术,例如 CRISPR 主导的进化、CRISPR-Cas 和基本编辑器,最近已用于水稻以实现成功的基因组测序。通过这种方式,我们可以专注于耐盐水稻的基因组编辑,并根据其传统和先进方法找到最佳来源,以提高其抗性效果以及其可在各地广泛推广的生产力。
由于气候变化和人口增加,淡水在全球范围内变得稀缺,因此迫切需要开发创新的方法来解决减少淡水消费的问题。选择具有高装饰价值和耐盐性的物种作为绿色树篱或城市或沿海地区的盆景可能是促进绿化和维持水资源可持续性的战略方法。因此,本综述的第一部分着重于通过了解盐植物的适应机制(例如盐排除,盐分泌,渗透调节,离子稳态和盐分耐盐耐药基因)来识别适合海水灌溉的物种。第二部分涉及将不同的盐耐受性水平分类,以选择园艺植物作为盐水,干旱和半干旱地区或海水灌溉的潜在候选物。随后,审查研究了成功的案例,以分析应用的可能性,然后以探索局限性,挑战和机遇的探索结束。
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嗜卤代微生物长期以来一直在盐晶体的盐水内包含中生存,这证明了含有色素的卤素的盐晶体的变化。然而,允许这种生存的分子机制数十年来一直是一个空旷的问题。虽然halite(NACL)表面灭菌的方案已使细胞和DNA从卤石内盐水内包含内部分离出来,但基于“ - 组”的方法面临着两个主要技术挑战:(1)在所有污染有机生物元素(包括蛋白质)中取出所有污染物(包括蛋白质),并在卤代含有卤化物表面中脱离了(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2),并(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性。足够的速度以避免提取过程中基因表达的修饰。在这项研究中,我们测试了解决这两个技术挑战的不同方法。随后,我们将优化的方法应用于对模型卤素模型的早期适应(盐酸盐NRC-1)的早期适应来进行盐酸盐水夹杂物。蒸发后两个月对大杆菌细胞的蛋白质组进行检查显示,与固定相液体培养物相似,但核糖体蛋白的下调急剧下调。虽然中央代谢的蛋白质是液体培养物和盐酸盐夹杂物之间共有蛋白质组的一部分,但在卤石样品中,参与细胞迁移率(古细胞,气囊泡)的蛋白质不存在或较少。此处提出的方法和假设使未来对培养模型和天然halite系统中Halophiles生存的研究。蛋白质在盐水内含物中独有的蛋白质包括转运蛋白,表明细胞与周围的盐水包容微环境之间的改进相互作用。
盐胁迫是继干旱之后第二大破坏性非生物胁迫,限制了全球水稻产量。通过遗传增强耐盐性是一种有前途且经济有效的方法,可在盐胁迫地区提高产量。耐盐性育种具有挑战性,因为水稻对盐胁迫的反应具有遗传复杂性,受低遗传力和高 G×E 相互作用的次要基因控制。许多生理和生化因素的参与进一步复杂化了这种复杂性。绿色革命时代以提高产量为目标的密集选择和育种工作无意中导致了控制耐盐性的基因座逐渐消失,品种间遗传变异性显著降低。遗传资源利用有限和改良品种遗传基础狭窄导致现代品种对耐盐性的响应处于停滞状态。野生种是拓宽驯化水稻遗传基础的极佳遗传资源。利用未被充分利用的野生稻近缘种的新基因来恢复驯化过程中被消除的耐盐性位点,可使水稻品种获得显著的遗传增益。野生稻种 Oryza ru fi pogon 和 Oryza nivara 已被用于开发一些改良稻种,如 Jarava 和 Chinsura Nona 2。此外,增加序列信息获取途径和增强对野生近缘种耐盐性基因组学的了解,为在育种计划中部署野生稻种质提供了机会,同时克服了野生杂交中出现的交叉不亲和性和连锁阻力障碍。预育种是构建可用于育种计划的材料的另一种途径。应努力系统地收集、评估、表征和揭示野生稻的耐盐性机制
摘要:土壤盐分抑制作物发芽和幼苗生长,导致作物立地不均、生长不均匀、产量低下。本研究旨在评估接种从盐渍土中分离的植物生长促进细菌 (PGPB) 菌株 (E1 和 T7) 的十字花科种子的早期耐盐性。在对照和盐度条件下培养未接种和接种的 Lobularia maritima、Sinapis alba 和 Brassica napus 种子,首先在琼脂平板中评估每种盐的发芽抑制浓度,然后在用含有 0 或 75 mM NaCl 的水灌溉的土壤中培养。我们的结果表明,T7 是唯一能够在盐渍条件下增加 L. maritima 发芽的菌株。然而,接种 T7 的 L. maritima 和 S. alba 植物以及接种 E1 的 B. napus 植物的茎生物量、根长和分枝数均有所增加。同时,这些幼苗表现出较少的氧化损伤和更强的平衡植物活性氧生成的能力。这项研究表明,用耐盐 PGPB 菌株接种种子是一种适合在早期阶段改善盐度负面影响的策略。尽管如此,观察到的特定植物-宿主相互作用凸显了针对特定不利环境条件建立定制的 PGPB-作物关联的必要性。
1 印度海得拉巴校区比拉尼比拉理工学院生物科学系,海得拉巴 500078,印度;p20170002@hyderabad.bits-pilani.ac.in (GPS);sridev.mohapatra@hyderabad.bits-pilani.ac.in (SM) 2 印度科学与技术研究所东北科学技术研究所 (CSIR-NEIST) 生物科学与技术部,乔尔哈特 785006,印度;debajitbnc@gmail.com (DD);channakeshav@neist.res.in (CC) 3 印度水稻研究所 ICAR,海得拉巴 500030,印度;Satendra.KM@icar.gov.in (SKM);phosphdiester21@gmail.com (MS);rmsundaram34@gmail.com (RMS); cnneeraja@gmail.com (NNC); sakhare.akshaya@gmail.com (ASS) 4 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,海得拉巴 502324,印度;manishroorkiwal@gmail.com 5 西澳大利亚大学农业研究所,珀斯,西澳大利亚州 6009,澳大利亚 6 州立农业生物技术中心,作物和食品创新中心,食品未来研究所,默多克大学,西澳大利亚州默多克 6150,澳大利亚* 通讯地址:ponnukota@gmail.com (SK); rajeev.varshney@murdoch.edu.au (RKV); gireesha@hyderabad.bits-pilani.ac.in (GM); 电话:+91-40-245-91268 (SK); +91-84-556-83305 (RKV);+91-40-66303697 (GM) † 同等贡献。
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。
这项技术的核心是一个充满沙子的热绝缘容器。施加热量,从太阳能光伏(PV),废热或多余的风能采购时,沙子成为存储此热能的培养基。在加热的沙子中添加海水会导致闪光蒸汽产生,类似于热地热井。然后将这种蒸汽凝结并重新捕获为新鲜的淡化水,提供双重好处:清洁水生产和能源储存。作为能量释放的一部分,热量用于为无穷大涡轮有机兰金循环涡轮发电机供电以发电。系统的核心元素是沙子和盐的组合储存。如果不需要淡化的话,可以将闭环热油或二氧化碳用于初级布雷顿循环发电。该系统可扩展从2 kW到1兆瓦以上。