(a)常规育种包括具有所需特征的杂交(交配)植物。在这里,一种耐药的野生植物与典型的种类交配,可产生大量西红柿(高产)。在春季中,有些植物将具有两个特征 - 寄生虫的抗性和高产量。(b)使用生物技术方法,在供体植物(即野生番茄植物)中鉴定了负责对寄生虫耐药性的DNA的一部分,并将使用实验室方法转移到典型的寄生虫敏感番茄品种中,这是对寄生虫的抗药性。
寄生植物对全球农业构成重大威胁,造成大量农作物损失并妨碍粮食安全。近年来,CRISPR(成簇的规律间隔的短回文重复序列)基因编辑技术已成为一种有前途的工具,可用于开发对各种植物病原体的抗性。然而,它在对抗寄生植物方面的应用仍未得到充分探索。本综述旨在总结当前利用 CRISPR 开发对寄生植物抗性的知识和研究空白。首先,我们概述了 CRISPR 基因编辑工具的最新改进,以及已用于对抗各种植物病原体的方法。为了发挥 CRISPR 的巨大潜力,更好地了解寄生植物与宿主相互作用的遗传基础对于确定合适的靶基因进行改造至关重要。因此,我们讨论了寄生植物与其宿主之间错综复杂的相互作用,重点介绍了防御反应和多层抗性中涉及的重要基因和分子机制。这些包括直接抑制寄生植物发芽或生长的宿主抗性反应,以及通过操纵环境因素间接影响寄生植物发育。最后,我们评估了 CRISPR 介导的有效性和对宿主抗性和作物改良的长期影响,包括可诱导的抗性反应和组织特异性活性。总之,本综述强调了 CRISPR 技术为对抗寄生植物提供的挑战和机遇,并为保障全球农业生产力的未来研究方向提供了见解。
大约 20 年前,对乙酰乳酸合酶 (ALS) 抑制除草剂具有耐受性的向日葵品种的开发和商业化为农民提供了一种经济有效的控制 Orobanche cumana 的替代方法。然而,在 2020 年,据报道,在施用 ALS 抑制除草剂甲氧咪草烟后,来自希腊德拉马 (GR-DRA) 和奥雷斯蒂亚达 (GR-ORE) 的两个独立的向日葵列当种群被 O. cumana 严重侵染。在这里,我们研究了 GR-DRA 和 GR-ORE 的种群,并确定了两个希腊 O. cumana 样本对甲氧咪草烟的抗性基础。使用一组五种具有不同抗 O. cumana 侵染基因的诊断性向日葵品种,我们已清楚地确定 GR-ORE 和 GR-DRA 种群分别属于入侵列当菜品系 G 和 G+。在使用两种不同的耐除草剂向日葵杂交种作为宿主的全植物剂量反应测试中,在推荐的田间伊马草烟用量下,对 GR-DRA 和 GR-ORE 发现了活的地下结节和出苗,但对另外两个标准敏感种群则未发现。ALS 基因测序发现所有 GR-ORE 样本中都存在丙氨酸 205 到天冬氨酸的突变。大多数 GR-DRA 结节具有第二个丝氨酸 653 到天冬酰胺的 ALS 突变特征,而少数 GR-DRA 个体含有 A205D 突变。已知 ALS 密码子 205 和 653 的突变会影响甲氧咪草烟和其他咪唑啉酮除草剂的结合力和功效。此处产生的知识对于追踪和管理向日葵种植区列当对 ALS 抑制除草剂的抗性非常重要。
然而,由于生物和非生物限制,玉米的产量仍低于农作物的潜在产量,从而导致粮食不安全(FAO,2017)。在寄生的杂草中,根半寄生虫S. hermonthica是对玉米产量的最具破坏性和主要限制(Khan等,2014)。损害的程度取决于感染的时间和程度。在高侵扰中最多可引起100%(Amusan等人。2008)。 由于Striga造成的损失估计为每年70亿美元。 今天,杂草影响了1亿多农民(Spallek等,2013)。 Striga Hermonthica(巨人女巫的草药),这是一种寄生植物,原产于埃塞俄比亚和苏丹(艾米。2008)。由于Striga造成的损失估计为每年70亿美元。今天,杂草影响了1亿多农民(Spallek等,2013)。Striga Hermonthica(巨人女巫的草药),这是一种寄生植物,原产于埃塞俄比亚和苏丹(艾米。b等,2011)。在1997年进行的一项单独的调查发现,Striga Hermonthica是埃塞俄比亚最广泛的寄生杂草物种,所调查的310个玉米领域的Striga的总发病率为41%。
用于控制番茄尼科亚A. Orobanche的创新遗传方法A.1,Cuccurullo A.1,Contaldi F. 1,Navarro Garcia A. 1,盛宴G. 1,Camerlengo F. 2,D'Agostino N. 3,Facchiano A. 4,Scafuri B. 4,Rigano M. 3,Vurro M. 5,Cardi T. 1 Alessandro.nicolia@crea.gov.it 1农业研究委员会和农业经济分析(园艺研究中心和Florovivaismo)(Florovivaismo) - Pontecagnano的总部,通过Pontecagnano,Via Cavalleggeri,25 -84098 -84098 -pontecag Tuscia (Agricultural and Forestry Department, via San Camill De Lellis, 01100 Viterbo - VT) 3 University of Naples Federico II (Agricultural Department, via University, 100 - Portici - Na) 4 National Research Council (Institute of Food Sciences, via Roma 64, 83100 Avellino - AV) 5 National Research Council (Institute of Food Production Sciences, via Giovanni Amendola, 122/o,70126 Bari -ba)是属于类型Orobanche spp的植物。 和Phelipanche spp。 它们代表着地中海盆地地区各种农作物的严重风险,亚洲和欧洲的某些地区。 <进入意大利,番茄的种植,尤其是在空旷的地方,可能会受到P. ramosa物种的传播,这会造成严重的经济损害。 农艺管理技术通常不足以控制这些寄生植物,这些寄生植物在地面上执行大部分周期,并且可以以种子的形式生存多年。1,Contaldi F. 1,Navarro Garcia A.1,盛宴G. 1,Camerlengo F. 2,D'Agostino N. 3,Facchiano A. 4,Scafuri B. 4,Rigano M. 3,Vurro M. 5,Cardi T. 1 Alessandro.nicolia@crea.gov.it 1农业研究委员会和农业经济分析(园艺研究中心和Florovivaismo)(Florovivaismo) - Pontecagnano的总部,通过Pontecagnano,Via Cavalleggeri,25 -84098 -84098 -pontecag Tuscia (Agricultural and Forestry Department, via San Camill De Lellis, 01100 Viterbo - VT) 3 University of Naples Federico II (Agricultural Department, via University, 100 - Portici - Na) 4 National Research Council (Institute of Food Sciences, via Roma 64, 83100 Avellino - AV) 5 National Research Council (Institute of Food Production Sciences, via Giovanni Amendola, 122/o,70126 Bari -ba)是属于类型Orobanche spp的植物。 和Phelipanche spp。 它们代表着地中海盆地地区各种农作物的严重风险,亚洲和欧洲的某些地区。 <进入意大利,番茄的种植,尤其是在空旷的地方,可能会受到P. ramosa物种的传播,这会造成严重的经济损害。 农艺管理技术通常不足以控制这些寄生植物,这些寄生植物在地面上执行大部分周期,并且可以以种子的形式生存多年。4,Scafuri B.4,Rigano M. 3,Vurro M. 5,Cardi T. 1 Alessandro.nicolia@crea.gov.it 1农业研究委员会和农业经济分析(园艺研究中心和Florovivaismo)(Florovivaismo) - Pontecagnano的总部,通过Pontecagnano,Via Cavalleggeri,25 -84098 -84098 -pontecag Tuscia (Agricultural and Forestry Department, via San Camill De Lellis, 01100 Viterbo - VT) 3 University of Naples Federico II (Agricultural Department, via University, 100 - Portici - Na) 4 National Research Council (Institute of Food Sciences, via Roma 64, 83100 Avellino - AV) 5 National Research Council (Institute of Food Production Sciences, via Giovanni Amendola, 122/o,70126 Bari -ba)是属于类型Orobanche spp的植物。和Phelipanche spp。它们代表着地中海盆地地区各种农作物的严重风险,亚洲和欧洲的某些地区。<进入意大利,番茄的种植,尤其是在空旷的地方,可能会受到P. ramosa物种的传播,这会造成严重的经济损害。农艺管理技术通常不足以控制这些寄生植物,这些寄生植物在地面上执行大部分周期,并且可以以种子的形式生存多年。是一种基于最先进的辅助进化技术(基因组编辑)和使用探针线的多样化遗传方法,又是基于使用凹线的使用。主要基因的主要基因的突变体(D27,CCD7,CCD8和MAX1),在自由基渗出液中发出的分子,负责土壤中种子植物种子种子在土壤中的膜,是通过与Cristpr的基因组编辑产生的。然而,由于植物中不必要的表型作用而导致的strigolattoni的生物合成阻塞(例如设置,尺寸降低),因此诱变CRISPR/CAS9的行为也针对负责其在自由基渗出液中运输的基因(SLPDR1和SLPDR2)。鉴于番红花中众所周知的刺激性线(ILS)的可用性,已经开始进行筛查,以突出染色体区域,该染色体区域随后使用耐药性用于构成适用于固定材料的sub-Sub-SubBub-Sublhe,这可能构成适合预生物学和研究的固定材料。<分为关键字:番茄,基因组编辑,Orobanche,Int Skull线,Strigolattoni。
史蒂文·鲁诺 (Steven Runo) 是肯尼亚内罗毕肯雅塔大学的分子生物学教授。他从肯雅塔大学获得了理学学士和理学硕士学位。随后,他获得洛克菲勒基金会的博士奖学金,作为肯雅塔大学和加州大学戴维斯分校合作项目的一部分,研究分子生物学。 2008年获得博士学位后,他在谢菲尔德大学(英国)和弗吉尼亚大学(美国)完成了博士后项目,之后返回肯尼亚并在肯雅塔大学担任讲师。目前,他的实验室正在利用分子遗传原理了解限制非洲农业生产的寄生植物及其与宿主的相互作用。史蒂文是亚历山大·冯·洪堡研究奖学金和乔治·福斯特高级研究奖学金的获得者。为了表彰他对科学的贡献,史蒂文·鲁诺于 2020 年被授予皇家学会非洲奖。 https://spas.ku.ac.ke/department-of-biochemistry-faculty/prof-steven-runo
<巫婆(Striga asiatica)的划分。 杂草科学,32,494 - 497。https:// doi.org/10.1017/s0043174500059403 Brun,G。,Braem,L.,L.,Thhoiron,s。 在寄生植物中看到了发芽:斯特里戈酮研究可以期望哪些见解? 实验植物学杂志,69,2265 - 2280。https://doi.org/10.1093/jxb/ Erx472 Brun,G。,Spallek,T.,Simier,P。,&Delavault,P。(2021)。 种子发芽和寄生杂草中的haustorianiegoeser的分子参与者。 植物物理学,185,1270 - 1281。https://doi.org/10.1093/plphys/kiaa041 Brun,G.,Thoiron,S.,Braem,L.,Pouvreau,Pouvreau,J.-B. Simier,P.,Gevaert,K.,Goormachtig,S。,&Delavault,P。(2019年)。 CYP707AS是雪人场景和2017年第10届年度签名路径的最常用。 看到Escobedia Grdyflora(OrganChaceae)的发芽和植物发育:强制性半脊髓炎的证据。 Acta Biol Ogica Colombianana,20,133 - 140。https://doi.org/10.15446/abc.v20n3.43776 Cavar,S.,S.,Zwanburg,B。,&Tarkowski,P。(2015)。 互动:根际的出现,结构和生物学活性。<巫婆(Striga asiatica)的划分。 杂草科学,32,494 - 497。https:// doi.org/10.1017/s0043174500059403 Brun,G。,Braem,L.,L.,Thhoiron,s。 在寄生植物中看到了发芽:斯特里戈酮研究可以期望哪些见解? 实验植物学杂志,69,2265 - 2280。https://doi.org/10.1093/jxb/ Erx472 Brun,G。,Spallek,T.,Simier,P。,&Delavault,P。(2021)。 种子发芽和寄生杂草中的haustorianiegoeser的分子参与者。 植物物理学,185,1270 - 1281。https://doi.org/10.1093/plphys/kiaa041 Brun,G.,Thoiron,S.,Braem,L.,Pouvreau,Pouvreau,J.-B. Simier,P.,Gevaert,K.,Goormachtig,S。,&Delavault,P。(2019年)。 CYP707AS是雪人场景和2017年第10届年度签名路径的最常用。 看到Escobedia Grdyflora(OrganChaceae)的发芽和植物发育:强制性半脊髓炎的证据。 Acta Biol Ogica Colombianana,20,133 - 140。https://doi.org/10.15446/abc.v20n3.43776 Cavar,S.,S.,Zwanburg,B。,&Tarkowski,P。(2015)。 互动:根际的出现,结构和生物学活性。<巫婆(Striga asiatica)的划分。杂草科学,32,494 - 497。https:// doi.org/10.1017/s0043174500059403 Brun,G。,Braem,L.,L.,Thhoiron,s。在寄生植物中看到了发芽:斯特里戈酮研究可以期望哪些见解?实验植物学杂志,69,2265 - 2280。https://doi.org/10.1093/jxb/ Erx472 Brun,G。,Spallek,T.,Simier,P。,&Delavault,P。(2021)。种子发芽和寄生杂草中的haustorianiegoeser的分子参与者。植物物理学,185,1270 - 1281。https://doi.org/10.1093/plphys/kiaa041 Brun,G.,Thoiron,S.,Braem,L.,Pouvreau,Pouvreau,J.-B. Simier,P.,Gevaert,K.,Goormachtig,S。,&Delavault,P。(2019年)。CYP707AS是雪人场景和2017年第10届年度签名路径的最常用。看到Escobedia Grdyflora(OrganChaceae)的发芽和植物发育:强制性半脊髓炎的证据。 Acta Biol Ogica Colombianana,20,133 - 140。https://doi.org/10.15446/abc.v20n3.43776 Cavar,S.,S.,Zwanburg,B。,&Tarkowski,P。(2015)。 互动:根际的出现,结构和生物学活性。看到Escobedia Grdyflora(OrganChaceae)的发芽和植物发育:强制性半脊髓炎的证据。 Acta Biol Ogica Colombianana,20,133 - 140。https://doi.org/10.15446/abc.v20n3.43776 Cavar,S.,S.,Zwanburg,B。,&Tarkowski,P。(2015)。 互动:根际的出现,结构和生物学活性。看到Escobedia Grdyflora(OrganChaceae)的发芽和植物发育:强制性半脊髓炎的证据。Acta Biol Ogica Colombianana,20,133 - 140。https://doi.org/10.15446/abc.v20n3.43776 Cavar,S.,S.,Zwanburg,B。,&Tarkowski,P。(2015)。互动:根际的出现,结构和生物学活性。
非洲农业的可持续集约化对于实现粮食和营养安全以及应对日益严重的气候变化问题至关重要。迫切需要缩小主食作物的产量差距并提高粮食产量,以满足不断增长的人口的需求。为了满足日益增长的粮食需求,需要采用更有效的粮食生产方法。需要利用工具箱中的所有工具,包括现代生物技术和传统生物技术,来改良作物。除了传统技术外,还需要充分利用基因组编辑等新育种工具的潜力。基于成簇的规律间隔短回文重复序列/CRISPR 相关蛋白 (CRISPR/Cas) 的基因组编辑因其简单、高效、特异性和易于使用而迅速成为开发改良作物品种最流行的基因工程方法。基因组编辑通过修改作物内源基因组,使其不含任何外来基因,从而改良作物品种。因此,在一些国家,没有外来基因整合的基因组编辑作物不作为转基因生物 (GMO) 进行监管。研究人员正在使用基于 CRISPR/Cas 的基因组编辑来改良非洲主要作物,使其具有抗生物和非生物胁迫的能力,并提高营养品质。许多产品,如抗病香蕉、抗致死性坏死病的玉米、抗寄生植物 Striga 和提高品质的高粱,正在为非洲农民开发中。有必要在非洲创造一个有利的环境,制定基于科学的监管指南,以发布和采用使用 CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑开发的产品。在这方面已经取得了一些进展。尼日利亚和肯尼亚最近发布了国家生物安全指南,用于监管基因编辑。本文总结了工具开发、基因组编辑在改良主要作物方面的潜在应用以及非洲监管政策方面的最新进展。