摘要 木薯 (Manihot esculenta. Crantz) 是一种富含淀粉的木质块茎根作物,可作为重要的食物,尽管其潜力巨大,但很少有人研究它作为生物能源作物的潜力。这种作物发挥这种双重作用的主要瓶颈是其块茎在两种用途上的竞争。主要的木薯产区主要将块根用作食物,这导致它作为生物能源作物被忽视。使用非食用木薯部分作为纤维素生物燃料生产的原料是一种很有前途的策略,可以克服这一挑战。然而,在非块茎部分,大多数糖分都被木质素复合物高度隔离,使其无法被细菌生物转化。此外,由于多种生产限制,这些主要种植区的木薯产量并不理想。影响木薯作为食品和生物能源作物生产的挑战是相互关联的,因此需要一并解决。通过改良木薯以抵抗生物和非生物胁迫,可以提高产量,满足根部对食物和生物能源生产的高需求。此外,产量的提高将提高非食品部分用于生物能源的可用性,这是更大的目标。本综述讨论了通过改良木薯以抵抗降低其生产力的胁迫的努力,以及提高生物量生产的策略,这两者都对食物和生物能源都很重要。此外,还探讨了可以简化木薯生物转化以提高生物能源生产的潜在策略。
木薯 (Manihot esculenta Crantz) 据信在南美洲驯化了大约 8000 年,并于 16 世纪由商人带到了西非 [1]。木薯与包括产橡胶的 Manihot glaziovii 在内的 98 个其他物种一起,属于大戟科、木薯属 [2 – 5]。它是一种高度杂合的作物,以多倍体或二倍体的形式存在,后者有 36 条染色体 [6],在人类消费中位居水稻和玉米之后的第三位。此外,它还可用作动物饲料,并在商业上用于生产淀粉和可生物降解塑料。该作物通过茎插繁殖,每公顷的产量范围为 5000 – 20,000 个插穗,具体取决于品种的生长性质和种植系统 [7]。作为一种作物,木薯是最耐旱的作物之一,也能耐受营养贫乏和酸性土壤。木薯产量为 3.08 亿吨,种植面积为 2780 万公顷。尼日利亚是主要生产国之一,约占全球总产量的 20%,其他主要种植国包括安哥拉、巴西、中国、刚果民主共和国、加纳、印度尼西亚、菲律宾和莫桑比克、越南和泰国 [8]。木薯在海拔 1500 – 2000 米的热带地区广泛种植。木薯种植的温度范围为 25 – 29 ℃,
摘要木薯(Manihot esculenta crantz)是一种关键的淀粉根作物,在全球范围内就粮食作物的意义排名第六,并为居住在热带地区的8亿个人提供了维持。超出其作为食物来源的关键作用,木薯也是生物材料的基本水库。木薯主要在肥沃的,低雨后的环境中蓬勃发展,面临着各种挑战,包括对病毒疾病的易感性,快速的后后恶化以及与氰基糖苷相关的潜在毒性。用于增强或引入特定性状的常规育种方法,尽管有效,但尤其是耗时的,促使人们探索了替代技术。基因组编辑工具,以CRISPR/CAS9系统为例,由于其简单性,成本效益和效率而提供了有希望的途径。这项全面的评论批判性地研究了基因组编辑在木薯中的应用,重点是增强关键特征,例如淀粉质量,氰化物排毒和对疾病的耐药性。此外,它精心探讨了该领域遇到的挑战,提供潜在的解决方案,并调查了先进的技术,包括基础编辑和质量编辑,这对推进木薯育种的努力保持了巨大的希望。
引言益生菌是消化健康不可或缺的益生菌,它是掺入食品中的活生物体,以维持胃肠道中的微生物平衡(Goel等,2020)。其中,乳酸菌中最大的属乳杆菌起关键作用。在系统发育上,乳酸杆菌根据16S rRNA序列分布在七组中(Nkhata等,2022)。这些细菌是发酵途径的关键参与者,表现出对其益生菌功能至关重要的不同特征(Hill等,2009)。乳酸菌的主要属,包括乳酸杆菌,白细胞杆菌和双歧杆菌,通过促进有益的微生物的生长并减少胃肠道疾病的发生率,从而对胃肠道健康产生了显着贡献(Marco等人,20211年)。
多年的工具和资源开发使一些模型植物-病原体系统的研究受益。但对于绝大多数具有经济和营养价值的植物来说,情况并非如此,从而造成了作物改良的瓶颈。由 Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) 引起的木薯细菌性枯萎病 (CBB) 是所有种植木薯 (Manihot esculenta Crantz) 的地区的重要疾病。本文,我们描述了可用于可视化体内 CBB 感染的初始步骤之一的木薯的开发。利用 CRISPR 介导的同源定向修复 (HDR),我们生成了在 CBB 易感性 (S) 基因 MeSWEET10a 的 3' 端无疤痕插入 GFP 的植物。随后在转录和翻译水平上可视化了转录激活因子样 (TAL) 效应物 TAL20 对 MeSWEET10a-GFP 的激活。据我们所知,这是首次在木薯中通过基因编辑展示 HDR。
胞嘧啶DNA甲基化参与了转座元件(TE)沉默,烙印和X染色体灭活。植物DNA甲基化由Met1(Mammalian DNMT1),DRM2(哺乳动物DNMT3)和两个植物特异性DNA甲基转移酶,CMT2和CMT3介导(Law and Jacobsen,2010年)。DRM2通过植物特异性RNA指导的DNA甲基化(RDDM)途径建立了植物中的从头DNA甲基化,依赖于两个DNA依赖性RNA聚合酶,POL IV和POL V(Gallego-Bartolome et al。木薯的DNA甲基团先前已根据其单倍体倒塌的基因组进行了记录(Wang等,2015)。由于木薯基因组是高度杂合的,因此单倍型折叠基因组的DNA甲基团错过了甲基体的许多特征。With the development of long-read sequencing and chromosomal conformation capture techniques, haplotype-resolved genomes are available for highly heterozygous genomes (Mansfeld et al., 2021 ; Qi et al., 2022 ; Sun et al., 2022 ; Zhou et al., 2020 ), which provides high-quality reference genomes facilitating studies of haplotype-resolved DNA甲基组。为了剖析木薯的单倍型分辨DNA甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基甲基(TME7和TME204)在两个单倍型基因组分辨率(TME7和TME204)中进行了研究。 Al。,2021;测序读数分别映射到不同的单倍型,允许零不匹配和一个最佳命中,这允许分离属于不同单倍型的读数。总体而言,我们发现尽管使用了WGB和EM-SEQ方法,但两种单倍型具有相似的整体
农业是全球维持和经济发展的基石,是无数行业的粮食,就业和原材料的来源。但是,该行业面临着持续的挑战,其中之一就是作物疾病的流行。这些疾病不仅威胁着农作物的产量和质量,而且威胁着农民的生计和整个社区的粮食安全。在受这些问题影响最大的农作物中是木薯,这是热带和亚热带地区数百万的重要主食。木薯对恶劣条件的韧性使其成为关键的食物来源,但它易受木薯细菌疫病(CBB),木薯棕色条纹疾病(CBSD),木薯绿色mottle(CGM)和木薯马赛亚疾病(CASSAVA GREEN MOTTLE(CGM)和CASAVA MOSAIC疾病(CMD)的脆弱性。及时,准确地确定木薯疾病对于有效管理至关重要,因为早期干预可以防止广泛的爆发并减轻经济损失。传统的疾病检测方法通常取决于专家知识和手动检查,这对于小农户来说可能是耗时,昂贵且无法访问的。人工智能(AI)和机器学习(ML)的进步为这一挑战提供了有前途的解决方案,从而使自动化和准确地检测到植物疾病的大规模检测。该项目引入了一个基于深度学习的木薯疾病检测系统,利用强大的Rexnet-150模型进行图像分类。该系统被部署为使用烧瓶构建的用户友好的Web应用程序,即使对于具有最少技术专业知识的个人,也可以确保可访问性。训练有素的模型能够诊断出高精度的木薯叶条件,将其分为五类:木薯细菌疫病(CBB),木薯棕色条纹病(CBSD),木薯绿色mottle(CGM),木薯马赛克疾病(CMD)和健康。用户只需上传木薯叶的图像,该应用程序提供了即时诊断以及可操作的见解。这些见解包括特定疾病的预防措施和管理策略,使农民有能力采取及时的行动来保护其作物。除了其实际实用性之外,该项目与将技术纳入可持续农业的全球努力保持一致。通过利用AI,它可以增强疾病监测和预防,减少对手动检查的依赖,并支持农民采用积极的农业实践。该解决方案的可扩展性意味着它可以适应其他作物和地区,从而进一步扩大了其对全球农业的影响。
摘要:该研究调查了尼日利亚奥约州伊多地方政府地区的农业技术和对木薯种植的限制的有效性。本研究使用了一百四十八个结构良好的问卷,以从五个选定的村庄获得这项研究的数据。使用百分比和卡方分析获得的数据,以比较本研究中变量之间的重要性。结果表明,木薯的产量由雄性(51.4%)主导,而女性(48.6%),一个活跃的年龄组为41-50岁(56.7%),更多的已婚人士(88.5%)(88.5%)到未婚(2.7%)。研究领域的特征是中等教育水平(54.7%),受访者的社会经济特征与所使用的农业技术之间没有显着关系。这项研究特此建议政府应向农民提供农业技术,他们应该通过扩展代理人意识到这些技术。doi:https://dx.doi.org/10.4314/jasem.v28i3.33 Open Access策略:Jasem发表的所有文章都是Open-Access文章,并免费下载,复制,复制,重新分发,重新分发,重新分发,翻译,翻译和阅读。版权策略:©2024。作者保留了版权和授予JASEM的首次出版物的权利,同时在创意共享署名4.0 International(CC-By-4.0)许可下获得许可。,只要引用了原始文章,就可以在未经许可的情况下重复使用本文的任何部分。将本文列为:Afolabi,R.T; Oyedeji,M。B; Egbunu,U。J. Appl。s; Godwin,O。R.(2024)。农业技术和木薯种植对尼日利亚伊巴丹奥约州伊多地方政府生产的限制的有效性。SCI。 环境。 管理。 28(3)925-928日期:收到:2024年1月18日;修订:2024年2月24日;接受:2024年3月12日发布:2024年3月29日关键字:农业技术;生物密集型综合有害生物管理;除草剂,肥料,木薯生产农业技术用于木薯生产;生物技术(生产零至低氰化物木薯,产生遗传改善的木薯,无疾病的批量生产,耐药性和高收益的木薯植物,通过微型繁殖),农业工程(机械,设备和工具设计,用于土地准备和收割) 耕作,脊,木薯升降机,块茎收割机,螺丝压力机等。 ),生物密集型综合有害生物管理,除草剂,肥料,水管理(灌溉),收获后技术,培训,研究和扩展木薯生产(Bucyana 2006)。 木薯是西非的流行粮食作物。 认识到贫穷和的大量消费和使用木薯的粮食安全SCI。环境。管理。28(3)925-928日期:收到:2024年1月18日;修订:2024年2月24日;接受:2024年3月12日发布:2024年3月29日关键字:农业技术;生物密集型综合有害生物管理;除草剂,肥料,木薯生产农业技术用于木薯生产;生物技术(生产零至低氰化物木薯,产生遗传改善的木薯,无疾病的批量生产,耐药性和高收益的木薯植物,通过微型繁殖),农业工程(机械,设备和工具设计,用于土地准备和收割)耕作,脊,木薯升降机,块茎收割机,螺丝压力机等。),生物密集型综合有害生物管理,除草剂,肥料,水管理(灌溉),收获后技术,培训,研究和扩展木薯生产(Bucyana 2006)。木薯是西非的流行粮食作物。认识到贫穷和
木薯 (Manihot esculenta Crantz) 是一种富含淀粉的块根作物,养活了全世界热带和亚热带地区超过 10 亿人。然而,这种主食会产生有毒的氰化物,需要经过加工才能安全食用。过量食用加工不充分的木薯,再加上缺乏蛋白质的饮食,会对神经退行性产生影响。由于木薯的杂合性质,通过常规育种降低氰化物含量存在问题;重组通常会破坏克隆繁殖品种的一系列理想性状。为了降低木薯中的氰化物水平,我们使用 CRISPR 介导的诱变技术来破坏细胞色素 P 450 基因 CYP79D1 和 CYP79D2,这两个基因的蛋白质产物可催化氰化物葡萄糖苷生物合成的第一步。敲除这两个基因可消除木薯品种 60444 和西非农民偏爱的品种 TME 419 的叶子和块茎中的氰化物。虽然单独敲除 CYP79D2 可显著减少氰化物,但诱变 CYP79D1 则不会,这表明这些旁系同源物的功能已经出现分化。我们的工作表明,木薯基因组编辑可提高食品安全、降低加工要求并带来环境效益,这些优势可轻松扩展到其他农民偏爱的品种。
木薯粉虱(Bemisia tabaci)是传播导致 CMD 和 CBSD 的病毒的媒介。控制疾病的努力始于正确识别媒介。因此,粉虱团队正在致力于开发更简单但更敏感的诊断工具,以识别木薯粉虱的各种亚群及其在该地区分布。其中一项技术是使用竞争性等位基因特异性 PCR (KASP)。利用这种内部技术,该团队识别并描述了东非和中非的粉虱种群,并发现了刚果民主共和国东部 (DRC) 的木薯粉虱基因型之间存在杂交的证据。