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基因工程在作物改良中的应用，以对抗各种疾病……
摘要 本研究深入探讨了基因操作方面的进展，特别关注 CRISPR-Cas9 等基因组编辑技术，以提高作物对疾病的抵抗力。它强调了传统育种方法的局限性，同时强调了当代基因改造工具的精确性和有效性。研究包括抗性基因的鉴定、基因复制、载体组装、植物改造以及彻底的分子和表型分析。该论述还涉及田间试验和监管认可程序，以促进强健、抗病作物的进步和商业化。通过利用小麦品种 Guinong 29 等案例研究，该研究展示了基因工程在减少对农药的依赖、促进可持续农业和确保全球粮食安全方面的潜力。传统育种方法（如回交）与 CRISPR/Cas9 等现代方法并列，后者允许进行精确的基因改造。该研究揭示了三类位点特异性核酸酶 (SDN) 及其对监管的影响
评论论文植物遗传多样性的评估...
发展中国家粮食不安全的主要原因是全球人口增长、气候变化和可耕地面积减少。因此，植物遗传多样性作为研究课题的重要性被普遍认为是重要的。分子遗传学领域的一个重大进步包括利用分子标记来探索和鉴定植物遗传多样性。分子标记现在经常用于植物育种研究，从鉴定决定所需性状的基因到管理不同的回交育种策略。它们为解决农业基因组学中提到的挑战提供了实用的解决方案。在这篇综述文章中，我们全面回顾了植物遗传多样性的来源。本综述还描述并强调了 DNA 标记 AFLP、ASAP、ASO、CAPS、CAS、细胞质基因组衍生 DNA 标记、DGGE、EST、ISSR、SSR、RAPD、RBIP 和 SNP 的应用，这些标记可用作鉴定植物遗传多样性的可靠而有效的工具。关键词：遗传多样性、植物、DNA、分子标记
基因组编辑用于甜瓜育种的可能性
基因组编辑技术对于传统的诱变育种来说很有前景，因为这种方法直接修改了优良菌株的目标基因，所以需要很长时间才能通过回交去除不必要的突变并创建新的品系。特别是，这项技术对于因功能丧失而导致的性状更有优势。人们已经做出许多努力利用这项技术将有价值的特性引入作物，包括玉米、大豆和西红柿。美国和日本已经将几种基因组编辑作物商业化。甜瓜是世界范围内重要的蔬菜作物，在不同地区生产和使用。因此，人们进行了许多育种努力来改善其果实品质、抗病性和抗逆性。进行了数量性状基因座 (QTL) 分析，并鉴定了与重要性状相关的各种基因。最近，一些研究表明，CRISPR/Cas9 系统可以应用于甜瓜，因此可能将其用作一种育种技术。本综述重点关注抗病性和果实品质这两个与生产力相关的性状，介绍了遗传学的进展、通过基因组编辑进行甜瓜育种的实例、育种应用所需的改进以及基因组编辑在甜瓜育种中的可能性。
从传统到现代植物育种方法的进展
摘要 数千年前，人类开始进行基于视觉吸引力特征的选择，这是育种的起源。此外，野生植物的驯化使植物育种的适应性得到了改善。随着人口的增加，对食物的需求也随之增加，从而导致了各种育种方法的发展。传统育种是一种选择性育种方法，根据优异的性能选择作物。纯系选择、群体选择、回交育种、轮回选择、杂交是最著名的传统育种方法。这是一种较长的育种方法，并且过度依赖植物的表型。然而，植物的表型受到各种外部因素的影响。因此，基于表型表达的选择并不准确。因此，育种者开始将生物学的各个分支整合到植物育种中，并发展了现代育种实践。在孟德尔理论和 DNA 和 RNA 鉴定之后，植物育种转向了分子时代。人们开始基于不太受环境影响的参数进行育种，例如基因型、视觉和遗传标记、图像分析和基因座定位。一些最常见的现代育种实践包括基因组选择、标记辅助育种、高通量表型分析和 CRISPR-Cas9。尽管如此，植物育种仍因当地品种和野生型植物的消失而引发了基因侵蚀的问题。
咖啡基因型中多种抗病基因的标记辅助聚合（阿拉比卡咖啡）
摘要：使用抗性品种是控制由真菌 Hemileia vastatrix 引起的咖啡叶锈病的最有效策略。为了协助开发此类品种，与咖啡抗性小种 I 和 II 以及 H. vastatrix 的致病型 001 的两个基因座相关的扩增片段长度多态性 (AFLP) 标记被转换为序列特征扩增区 (SCAR) 和切割扩增多态性位点 (CAPS) 标记。总共在抗性和易感亲本以及来自 F 2 群体的 247 个个体中验证了 2 个 SCAR 标记和 1 个 CAPS 标记。在使用开发的标记进行基因分型并使用 H. vastatrix 小种 II 进行表型分析的 F 2:3 和回交 (BCrs 2 ) 群体中评估了这些标记对标记辅助选择 (MAS) 的效率。这些标记在 MAS 中显示出 90% 的效率。因此，开发的标记与与其他抗锈病基因相关的分子标记一起用于 F 3:4 和 BCrs 3 咖啡选择。使用与咖啡浆果病 (CBD) 抗性相关的两个标记分析选定的植物，旨在进行预防性育种。具有所有抗性位点的 F 3:4 和 BCrs 3 个体的 MAS 是可行的。我们的表型和基因型方法可用于开发具有多种基因的咖啡基因型，这些基因赋予咖啡叶锈病和 CBD 抗性。
将杂交马铃薯育种科学转化为实践
二倍体马铃薯研究正在蓬勃发展。现在的挑战是将这些研究成果转化为实用的育种计划，培育出农民愿意使用、对最终用户有益的品种。杂交育种是植物改良的首选技术，因为它能给农民和商业利益相关者带来共同利益。杂交育种为农民提供了一种在多个性状上表现优异的统一作物，同时以知识产权保护的激励措施和实现长期遗传收益的高效系统吸引了商业育种者 [1]。最近，Bradshaw 介绍了理论背景，重点介绍了驱动杂交马铃薯育种计划决策的数量遗传学问题 [2]。在这里，我们根据商业育种公司 Solynta 的经验，讨论了杂交育种计划的组成部分。杂交育种计划通常分为几个较小的部分，具有特定的性状目标。这通常表现为分为 (1) 亲本系开发和 (2) 杂交评估计划。前者主要目的是积累有利于复杂性状的等位基因、通过回交程序叠加抗性以及选择高度可遗传的消费者/市场性状，而后者主要侧重于确定最佳亲本组合，以及评估产量稳定性和评估特定区域的适应性。因此，将育种目标分散到多个阶段和周期增加了选择数量性状改良的难度，但代价是杂交育种计划设计中的系统复杂性更高 [ 3 ]。在本章中，我们描述了成功的商业杂交育种计划所需的不同组成部分（图 1 ）。它们遵循从应用研究到商业产品开发的轨迹。高品质自交系是基础。
基因组编辑用于蔬菜作物改良
蔬菜作物因其在平衡人类饮食中发挥的潜在作用而被称为保护性食物，尤其是对于素食者来说，因为它们是维生素和矿物质以及膳食纤维的丰富来源。许多生物和非生物胁迫威胁着这些作物的生长、产量和品质。这些作物的育种行为为一年生、二年生和多年生。传统的育种策略在改良经济作物性状方面面临许多挑战。在大多数情况下，将有用性状渗入种质需要大量的回交和严格的选择压力，这是一个耗时耗力的过程。植物科学家通过使用被称为成簇的规律间隔的短回文重复序列 (CRISPR)-CRISPR 相关蛋白-9 (Cas9) 的革命性育种方法，更精确、更准确地改良了作物的产量、品质、生物胁迫抗性、非生物胁迫耐受性等经济性状并提高了营养品质。该技术具有突变效率高、脱靶后果少和操作简单等特点，因此可以通过基因定向突变获得新的种质资源。即使在使用传统方法难以培育的复杂基因组中，它也有助于诱变反应。随着全基因组测序的发展，重要基因功能的揭示促进了 CRISPR-Cas9 编辑对所需靶基因进行突变。该技术加快了具有更好农业经济性状的新种质资源的创造。本综述详细描述了 CRISPR-Cas9 基因编辑技术及其在蔬菜栽培中的潜在应用、面临的挑战和未来前景。
培育能够抵抗生物和非生物胁迫的燕麦
在世界谷物产量统计中，燕麦排在第六位，仅次于小麦、玉米、大米、大麦和高粱。在世界许多地方，燕麦不仅用作谷物，还用作饲料和草料，用作铺垫物、干草、半干草、青贮饲料和谷壳。燕麦作物的主要用途仍然是用作牲畜谷物饲料，平均占世界总使用量的 74% 左右。在印度，燕麦育种始于 20 世纪 80 年代，是印度西北部、中部和东部地区最重要的谷物饲料作物。作为饲料作物，燕麦具有优良的蛋白质质量、脂肪和矿物质含量。它是一种美味、多汁且营养丰富的作物。许多疾病会造成严重的直接损害，主要是饲料产量的降低。其中包括冠锈病、茎锈病和叶斑病等疾病。在超过 31 个野燕麦品种中，已从燕麦基因库中发现了多种抗冠锈病、秆锈病、白粉病、BYDY 等主要病害的抗性基因。人们正在广泛利用标记辅助选择 (MAS)、标记辅助回交 (MABC)、标记辅助基因聚合和标记辅助轮回选择 (MARS) 等多种育种策略将抗性基因渗入优良品种。随着新测序技术的进步和生物信息学的飞速发展，完整的燕麦基因组测序已不再遥不可及。燕麦基因组测序将为育种者开发大量基于序列的标记（如 SNP）铺平道路，这些标记将有助于通过利用连锁不平衡作图和基因组选择来识别抗病基因。
印度的耐除草剂水稻研究
直播水稻 (DSR) 种植越来越受欢迎，因为它可以节省水、劳力、时间，甚至可以减少导致全球变暖的温室气体排放，从而保护环境。然而，杂草泛滥和杂草稻的进化为这种水稻种植方式带来了重大障碍。由于杂草稻彼此非常相似，没有一种化学药品可以有效控制杂草稻而不损害栽培的水稻。通过种植耐除草剂的水稻品种并结合使用除草剂，可以有效解决这个问题。近年来，我国的研究人员在 N22 突变种群中发现了耐除草剂 (Imazethapyr) 的突变系“Robin”。该突变系已被彻底鉴定，赋予除草剂耐受性的潜在遗传机制已被揭示。利用这一资源，我国已推出许多耐除草剂品种。印度卡塔克国家水稻研究所 (ICAR-NRRI) 最近通过标记辅助回交育种，在热门陆稻品种“Sahbhagidhan”的基础上培育出了耐除草剂水稻品种 CR Dhan 807。该品种已在贾坎德邦、奥里萨邦、恰蒂斯加尔邦、古吉拉特邦、安得拉邦和泰米尔纳德邦六个邦发布并通报，适用于雨养直接播种陆稻。该品种专门针对印度小农和边际农户的高昂杂草管理成本问题。印度国家水稻研究所 (ICAR-NRRI) 发布的《印度耐除草剂水稻研究》研究公报重点介绍了印度耐除草剂水稻的发展情况以及种植 HT 水稻的经济和环境效益。我希望本公报能够成为宝贵的资源，为印度耐除草剂水稻研究提供见解。
气候适应性作物：将分子工具整合到常规育种中
气候变化对农作物生产产生了负面影响，可能会增加产量损失并降低在恶劣环境条件下生长的农作物的产量。因此，我们需要开发具有气候适应能力的农作物品种来应对非生物和生物胁迫。植物育种通过应用传统工具和方法成功地开发了改良的农作物品种，其中植物的选择基于优异的性能（表型）。许多外部环境因素会影响植物表型，从而降低仅基于表型表达的选择的准确性。此外，研究非生物和生物胁迫耐受性/抗性等复杂性状既耗时又具有挑战性。为了缓解这一问题，基因组学为植物育种者提供了用于全基因组研究的尖端分子技术，并使基因型-表型分析成为可能。这有助于利用基因组方法，如“基因组选择”、“标记辅助选择”（MAS）、“标记辅助回交”（MABC）、“数量性状基因座”（QTL）定位和“基因组编辑”，精确高效地开发气候适应性作物品种。这些高通量的现代技术有助于识别重要性状，更好地了解遗传多样性，并显著加快育种计划。此外，革命性的技术，如“CRISPR-Cas9”介导的基因组编辑，可以实现精确的基因编辑，显著加快育种过程。“高通量表型分析”（HTP）、“基因组选择”和 MAS 有助于选择能够提高作物产量、抗逆性和抗病性的特定性状。这些分子工具对于转移受各种环境条件影响的复杂性状非常有用。为确保粮食安全和应对气候变化的挑战，将先进的分子工具与传统育种相结合对于生产气候适应性作物至关重要。 © 2025 Hasan 和 Rahim。这是一篇开放获取的文章，根据知识共享署名 4.0 国际许可证 (www.creativecommons.org/licenses/by/4.0) 分发，允许在任何媒体中不受限制地使用、分发和复制，前提是对原始作品进行适当引用。