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评估遗传资源并解读......
摘要 豌豆是一种主要的冷季豆科蔬菜，由于寄生真菌白粉病 (PM)，豌豆的产量和质量遭受了巨大的损失。这种疾病可导致产量下降 25-70%，影响农产品的质量并产生显著的经济影响。抗性育种是管理这种毁灭性疾病最具环境可持续性的策略之一。在三年的时间里，总共对 172 个不同豌豆种质进行了白粉病抗性 (PMR) 田间评估，其中 35 个种质的疾病评分为 0-1，表明发病率≤1%。值得注意的是，三个种质——IC296678、EC865944 和 EC865975 表现出对豌豆白粉病的高抗性。组织病理学观察表明，接种后 24 和 48 小时，抗性品系 IC296678、EC865975 和 EC865944 上均未发生分生孢子萌发，表明这些基因型具有侵袭前免疫类型。为了研究 EC865944 和 EC865975 中 PM 抗性的基因作用和遗传模式，我们利用了五个杂交组合，即 EC865975 × Kashi Udai、Kashi Ageti × EC865944、EC865944 × Kashi Nandini、EC865975 × Kashi Shakti 和 EC865944 × VRPM-903。对这些杂交的 F2 群体的分析表明，一个抗性对三个易感性的分离模式，表明两个基因型中都存在单个隐性基因。对这些基因型的园艺学特征分析表明，它们都属于晚熟豌豆组，其特点是生长习性较高，平均豆荚重量为 5.5 至 7.5 克，平均单株产量为 75 至 100 克。这些新发现的 PMR 来源不仅为印度育种者而且为全球研究人员提供了宝贵的遗传资源，为可持续豌豆改良迈出了重要一步。关键词：白粉病、白粉病、豌豆、抗性和遗传以及产量。
遥感 - MDPI
摘要：无人机（UAV-LS）的激光扫描数据为仅基于 UAV-LS 数据估算森林生长蓄积量（V）提供了新的机会。我们提出了一种测量树木属性的方法，并使用这些测量值估算 V，而无需使用现场数据进行校准。该方法包括五个步骤：i）使用 UAV-LS 数据，自动识别树冠并逐墙分割。ii) 从所有检测到的树冠中，取一个样本，其中胸高直径（DBH）可以通过 UAV-LS 数据中的视觉评估可靠地记录。iii) 另一个树冠样本是从 UAV 图像数据中可识别树种的树冠中取的。iv) 使用样本拟合 DBH 和树种模型，并应用于所有检测到的树冠。v) 使用现有的异速生长模型，利用预测的树种、DBH 和 UAV-LS 直接获得的高度来预测单株树的体积。该方法应用于 Riegl-VUX 数据集，该数据集的平均密度为 1130 个点 m − 2 和 3 厘米正射影像，该数据集是在 8.8 公顷的管理北方森林中获取的。汇总已识别树木的体积以估计地块、林分和森林级别的体积，并使用 58 个独立测量的田间地块进行验证。当将空间尺度从地块 (32.2%) 增加到林分 (27.1%) 和森林级别 (3.5%) 时，均方根偏差 ( RMSD %) 会降低。UAV-LS 估计的准确度因森林结构而异，在疏松林中准确度最高，在茂密的桦树或云杉林中准确度最低。在森林层面，基于 UAV-LS 数据的估计值完全在密集实地调查估计值的 95% 置信区间内，并且两个估计值具有相似的精度。虽然结果令人鼓舞，可以进一步在完全机载森林清查的背景下使用 UAV-LS，但未来的研究应该在各种森林类型和条件下证实我们的发现。
通过编辑非编码区域提高两种常规栽培水稻品种的白叶枯病抗性
摘要：xa13是一个隐性多效基因，对水稻抗病性起正向调控作用，对水稻育性起负向调控作用，严重制约了其在水稻育性中的应用。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术删除Xa13基因启动子部分序列，包括病原菌诱导表达元件，使编辑后的启动子区水稻失去病原菌诱导基因表达能力，但不影响叶片和花药中背景基因的表达，从而获得抗病性和正常产量。研究还筛选出一株删除目的序列、分离T 1 代（无转基因株系）外源转基因片段的抗病、育性正常植株家系，并对T 2 代水稻的重要农艺性状进行了研究。结果表明，添加/不添加外源DNA的T 2 代水稻在抽穗期、株高、单株穗数、穗长和田间结实率等方面与野生型均无统计学差异。成功转化2个重要常规水稻品种空育131（KY131，耿/粳稻）和黄华占（HHZ，鲜/籼稻），并获得抗病、丰产材料，是目前我国2个经过改良后可直接用于生产的重要常规水稻品种。转基因水稻（KY-PD和HHZ-PD）叶片中Xa13基因在病原菌侵染后没有被诱导表达，表明此方法可普遍有效应用，有利于推动xa13这一隐性抗病多效基因在水稻抗白叶枯病方面的实际应用。通过编辑基因非编码区调控基因表达的研究，为今后开展分子设计育种提供了新思路。
实地测量的树高是否如人们所想的那样可靠
由于有效采样困难，不同来源的树高观测值的定量比较很少。本研究调查了通过常规现场清查、机载激光扫描 (ALS) 和地面激光扫描 (TLS) 获得的树高观测值的可靠性和稳健性。进行了一项精心设计的无损实验，其中包括斯堪的纳维亚北方森林 18 个样地 (32 m × 32 m) 中的 1174 棵树。ALS 数据的点密度约为 450 点/平方米。TLS 数据是通过从样地中心和四个象限方向进行多次扫描获得的。ALS 和 TLS 数据都代表了最前沿的点云产品。借助现有的树木图，从 ALS 和 TLS 点云中手动测量树高。因此，评估结果揭示了应用激光扫描 (LS) 数据的容量，同时排除了单株树检测等数据处理方法的影响。通过对 ALS、TLS 和基于现场的树高进行交叉比较，评估了不同树高源的可靠性和稳健性。与 ALS 和 TLS 相比，现场测量对林分复杂性、树冠等级和树种更敏感。总体而言，现场测量倾向于高估高大树木的高度，尤其是共显性树冠等级的高大树木。在密集的林分中，中等和抑制树冠等级的小树的现场测量高度也存在很大的不确定性。基于 ALS 的树高估计在所有林分条件下都是稳健的。树越高，基于 ALS 的树高越可靠。由于难以识别树梢，基于 ALS 的树高的最大不确定性来自中等冠级的树木。使用 TLS 时，可以预期低于 15-20 米高的树木的可靠树高，具体取决于林分的复杂性。LS 系统的优势在于数据几何精度的稳健性。LS 技术在测量单个树木高度方面面临的最大挑战在于遮挡效应，这导致 ALS 数据中遗漏了中等和抑制冠级的树木，TLS 数据中高大树木的树冠不完整。
环境遥感
摘要：遥感技术克服了地面测量在时间和空间上的限制，增强了大规模生物多样性监测，并可以同时评估多种植物性状。每个个体的全部性状及其随时间的变化都是特定的，可以揭示有关森林群落遗传组成的信息。在空间和时间上连续测量同一物种个体之间的性状变异是监测遗传多样性的关键组成部分，但很难用地面方法实现。如果能够建立光谱和遗传信息之间的充分联系，使用成像光谱的遥感方法可以提供高光谱、空间和时间覆盖，以推进遗传多样性的监测。我们评估了 11 年来从瑞士同一温带森林上空 69 次机载棱镜实验 (APEX) 飞行中获得的欧洲山毛榉单株树的反射光谱。我们获得了 68 棵冠层树的反射光谱，并将这些光谱的差异与 68 个个体中微卫星标记得出的遗传差异关联起来。我们计算了不同时间点、波长区域和波长区域之间相对差异的相关性。高相关性表示光谱遗传相似性高。然后，我们测试了从几天到几年的时间尺度上获得的环境变量对光谱遗传相似性的影响。我们对辐射测量进行了不确定性传播，以提供这些相关性的质量指标。我们观察到遗传相似的个体具有更相似的反射光谱，但这在不同的波长区域和不同的环境变量之间有所不同。受水吸收影响的光谱短波红外区域似乎提供了有关高温下种群遗传结构的信息，而光谱的可见部分和受树冠散射特性影响的近红外区域在较长时间尺度上显示出与遗传结构更一致的模式。在研究光谱带之间的相对差异（最大相关性：0.40）时，遗传相似性与反射光谱相似性的相关性比研究反射数据（最大相关性：0.33）时更容易检测。结合光谱测量的不确定性，基于单个光谱带的分析的光谱遗传相似性提高了 36%，光谱带之间的相对差异提高了 20%。这项研究突出了密集多时相机载成像光谱数据在检测森林群落遗传结构方面的潜力。我们认为，观察到的反射光谱的时间轨迹表明植物对环境变化的反应存在生理和可能的遗传限制。