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World File Search System抗旱
通过 RNA 引导的 Cas9 核酸酶精确编辑 OsPYL9 基因，通过调节昼夜节律和非生物胁迫反应蛋白来增强水稻 (Oryza sativa L.) 的抗旱性和产量
摘要：脱落酸（ABA）参与调控抗旱性，而吡巴克汀抗性样（PYL）蛋白被称为脱落酸受体。为了阐明水稻中脱落酸受体之一的作用，通过 CRISPR / Cas9 在水稻中诱变 OsPYL9。基于位点特异性测序筛选出缺乏任何脱落酸靶标和 T-DNA 的纯合和杂合突变体植物，并用于形态生理学、分子和蛋白质组学分析。在胁迫条件下，突变株似乎积累了更高的脱落酸、抗氧化活性、叶绿素含量、叶片角质层蜡质和存活率，而丙二醛水平、气孔导度、蒸腾速率和维管束则较低。蛋白质组学分析发现总共有 324 种差异表达蛋白 (DEP)，其中 184 种和 140 种分别上调和下调。OsPYL9 突变体在干旱和水分充足的田间条件下均表现出谷物产量增加。大多数与昼夜节律、干旱反应和活性氧有关的 DEP 在突变体植物中上调。京都基因和基因组百科全书 (KEGG) 分析显示 DEP 仅参与昼夜节律，基因本体论 (GO) 分析表明大多数 DEP 参与对非生物刺激的反应以及脱落酸激活的信号通路。蛋白质 GIGANTEA、Adagio 样和伪反应调节蛋白在蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 网络中表现出更高的相互作用。因此，总体结果表明CRISPR / Cas9产生的OsPYL9突变体具有提高水稻抗旱性和产量的潜力。此外，全局蛋白质组分析为水稻抗旱的分子机制提供了新的潜在生物标记和理解。
乌干达抗旱防洪服务——初步成果
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社论：系统生物学和合成生物学与植物抗旱或避旱的关系
干旱胁迫长期以来一直是农作物生产的制约因素，而气候变化和随之而来的农业用蓝色水资源减少则加剧了这一问题。大多数现有的粮食和经济作物都易受干旱胁迫的影响，干旱胁迫会造成农作物产量的大幅下降。因此，在不久的将来，我们开发出更能适应气候、更耐热、更耐旱的作物的能力将变得越来越重要。自然界中，植物进化出了两种重要的机制来克服干旱胁迫的影响：（1）避旱，通过最大限度地减少水分流失和优化水分吸收，使植物在缺水的环境中保持相对较高的组织含水量；（2）耐旱，通过维持细胞膨压（由渗透调节和细胞弹性引起）和提高原生质抗性，使植物能够忍受低组织含水量（ Basu et al.，2016 ）。随着可用于研究不同植物谱系的基因组资源越来越多，这些植物在抗旱或避旱方面表现出不同的策略和差异 ( Yin et al., 2014; Abraham et al., 2016; Yang et al., 2017; Chen et al., 2018 )，系统生物学以基因组规模的分子及其相互作用分析 ( Westerhoffiand Palsson, 2004 ) 为特征，正成为将基因与抗旱或避旱性状联系起来的一种流行方法。系统生物学研究产生的与干旱胁迫反应相关的基因的知识可以为构建合成生物学的生物部件文库提供信息，合成生物学旨在设计或重新设计生物过程 ( Cook et al., 2014 )。合成生物学在创造具有增强的抗旱或抗旱能力的转基因植物方面具有巨大潜力（Borland 等人，2014 年；De Paoli 等人，2014 年；Llorente 等人，2018 年）。本研究主题包括三篇以景天酸代谢 (CAM) 系统生物学为主题的文章，作为植物适应缺水条件的模型策略，以及四篇与使用合成生物学和基因工程方法对植物抗旱或抗旱进行遗传改良有关的文章。
通过设计植物组织特异性反应实现抗旱
干旱是全球农业损失的主要原因，对粮食安全构成重大威胁。目前，植物生物技术是开发能够在缺水条件下高产作物的最有前途的领域之一。通过对拟南芥整株植物的研究，已经发现了对干旱胁迫的主要反应机制，并且已经将多种抗旱基因改造到作物中。到目前为止，大多数抗旱性增强的植物都表现出作物产量下降，这意味着仍然需要寻找能够将抗旱性与植物生长分离开来的新方法。我们实验室最近发现，油菜素内酯 (BR) 激素的受体使用组织特异性途径介导根生长过程中的不同发育反应。在拟南芥中，我们发现增加维管植物组织中的 BR 受体可以赋予植物抗旱性而不会损害其生长，这为研究赋予植物细胞特异性抗旱性的机制提供了绝佳的机会。在本综述中，我们概述了最有希望的表型干旱特征，这些特征可以通过生物技术加以改进，以获得耐旱谷物。此外，我们还讨论了当前的基因组编辑技术如何帮助识别和操纵可能赋予抗旱胁迫能力的新基因。在未来几年，我们期望通过共同努力，找到在缺水环境中提高作物产量的可持续解决方案。
