使用 CRISPR/Cas9 在木豆 (Cajanus cajan(L.) Millsp.) 中实现有效再生、转化和基因编辑的改进方案
在花生中,使用子叶节外植体在 cv. ICGV 15083 中进行农杆菌介导的转化。总共 250 个外植体与 CRISPR/Cas9 构建体共培养,结果 80 个外植体在芽起始培养基下 30-40 天内产生多个芽。分离产生多个芽的外植体,并在芽伸长培养基中每 10-15 天进行一次卡那霉素选择(125 mg/L)继代培养。总共 70 个芽用 Cas9 和 NptII 基因特异性引物进行测试。其中,50 个(约 70%)对 Cas9 和 NptII 基因均呈阳性(图 3)。在这个组中,25 个芽(约 25%)表现出不同程度的白化表型(图 4,表 2)。白化芽在再生后三个月内无法存活。一些
引言马豆 (Macrotyloma uniflorum (Lam.) Verdc.) 是一种耐寒的半干旱热带豆类作物,对其研究甚少。尽管马豆在印度很大一部分人口的饮食中具有当前和历史重要性,但人们对它存在着根深蒂固的偏见,因为它被认为是穷人的低等食物,尤其是在印度南部 (Kadam 等人,1985 年;Ambasta,1986 年)。对这种作物的科学认识有限,这从教科书中对其地位的描述中可以看出,即使是在其主要生产国印度出版的教科书中也是如此。马豆的研究远少于地位较高的豆类,如印度豇豆 (V. radiata (L.) Wilczek、V. mungo (L.) Hepper) 或木豆 (Cajanus cajan (L.) Millsp)。事实上,虽然印度豇豆属和木豆的野生近缘种都曾接受过专题研究 (Tomooka 等人, . 2014;Khoury 等人 2015;Mallikarjuna 等人 2011)以及与野生近缘种关系的遗传学研究(Aruna 等人 2009;Kassa 等人 2012;Saxena 等人 2014)。直到最近才对马豆进行了小规模的遗传学研究(Sharma 等人 2015)。马豆之所以得名,是因为它几个世纪以来一直被用作马和牛的饲料(Watt 1889-1893),而英国人或地位较高的印度人很少食用它;
限制脉冲潜在产量的主要限制因素包括除了社会经济因素以外的脉冲生长区域中普遍存在的生物和非生物应力。在生物胁迫中,与根腐病配合物相结合的镰刀菌可能是最广泛的疾病,除了干根腐烂和锁骨腐烂外,还会造成鹰嘴豆的巨大损失。虽然镰刀菌,无菌性摩西和植物疫病会导致鸽子,黄色马赛克,尾虫叶斑,粉状霉菌和叶片皱纹和叶片造成大量损失,并在Vigna作物(Mungbean和Urdbean)中造成了相当大的损害。在鹰嘴豆和鸽子中的革兰氏荚虫(Helicoverpa Armigera)中,岩豆和鸽子中的革兰氏pod虫,木豆中的豆荚在乌尔德比恩和蒙比e造成严重损害各自的作物的豆荚,粉丝,粉丝,jassids和thrips。bruchids是储存的脉冲晶粒中最严重的害虫,在管理中需要最高优先级。杂草也会大大损失脉冲。最近,线虫已成为许多地区成功种植脉冲的潜在威胁。
在玉米方面,还发布了两个高产玉米杂交种,即 PJHM-2 和 PJHM-(R)-3。为了实现营养安全,发布了两个改良鹰嘴豆品种,即 Pusa Chickpea 3057 和 Pusa Chickpea 10217,分别提高了产量和抗旱能力,以及第一个基于 CGMS 的木豆杂交种 Pusa Arhar Hybrid-5。还致力于开发耐盐绿豆品种(PMS-8;PMD-9 和 PMD-10)和扁豆品种(PSL-17 和 PSL-19),扩大其在盐碱地区的种植。为提高各种作物的质量而进行的育种,催生了双零品质芥菜品种(Pusa Double Zero Mustard-35 和 Pusa Double Zero Mustard-36),这些品种具有低芥酸和低硫代葡萄糖苷,以及 MAS 衍生的 Kunitz 胰蛋白酶无抑制剂大豆品种 DS9421 和富含铁和锌的珍珠粟杂交品种 Pusa 1801。IARI 培育的生物强化和特种玉米杂交种被发现更适合生物乙醇生产,并将得到推广,以实现汽油中 20% 的生物乙醇混合目标。与北方邦酿酒商协会签署了一份谅解备忘录,以合作并提供能源部门的自给自足。
技术和创新对于满足未来粮食系统的需求至关重要,而遗传资源是变革过程的重要组成部分。“基因组编辑”等先进育种工具对于实现作物育种现代化至关重要,可为农业中一些“必需”特性提供改变游戏规则的解决方案。基于 CRISPR/Cas 的工具因其效率提高、特异性强和脱靶效应减少而被迅速重新用于编辑应用。此外,精准基因编辑工具(如碱基编辑、主要编辑和多路复用)可精确堆叠精英品种中的多种特性,并促进特定和有针对性的作物改良。这有助于在短时间内推进研究和产品交付,从而提高遗传增益率。特别关注的是旱地的粮食安全,包括小米、苔麸、福尼奥米、藜麦、班巴拉花生、木豆和木薯等作物。虽然这些作物对农业经济和旱地恢复力做出了重大贡献,但迫切需要改进多种特性,包括提高抗逆性、营养价值和产量。尽管 CRISPR 有可能带来颠覆性创新,但优先考虑特性时应考虑育种产品概况和细分市场,以设计和加速为旱地提供适应当地情况和首选的作物品种。在此背景下,监管环境的范围已经阐明,这意味着对基因组编辑植物的不合理审查将对急需的技术进步的演变和进展产生可怕的影响。
驯化是一个动态且持续的过程,通过选择理想的农作物特征来将野生物种转化为栽培物种,以满足人类的需求,例如口味、产量、储存和栽培方法。人类的植物驯化始于大约 12,000 年前的新月沃地,并传播到世界各地,包括中国、中美洲、安第斯山脉和近大洋洲、撒哈拉以南非洲和北美东部。印度河流域文明在豆科植物的驯化中发挥了重要作用。木豆、黑豆、绿豆、扁豆、蛾豆和马豆等作物起源于印度次大陆,新石器时代的考古记录表明这些作物最早是由该地区的早期文明驯化的。野生祖先驯化并进化为当今的优良品种,对全球粮食供应和农作物改良做出了重要贡献。此外,食用豆科植物通过保护人类健康和最大限度地减少气候变化影响,为粮食安全做出了贡献。在驯化过程中,豆科作物物种经历了严重的遗传多样性丧失,品种中仅保留了非常狭窄的变异范围。在种子传播和跨大陆移动过程中,遗传多样性进一步减少。一般来说,只有少数性状在整个物种的驯化过程中具有突出地位,例如抗碎裂性、种子休眠丧失、茎生长行为、开花-成熟期和产量性状。因此,识别和了解驯化反应位点通常有助于加速新物种的驯化。导致驯化结果发生重大改变的基因和代谢途径可能有助于新作物的快速驯化。此外,“组学”科学、基因编辑技术和功能分析的最新进展将加速新作物物种的驯化和作物改良,而不会损失太多遗传多样性。在这篇评论中,我们讨论了主要粮食作物的起源、多样性中心和种子移动
2020 年 1 月 7 日,星期二,太空中的印度食物:DRDO 为 Gaganyaan 宇航员准备的菜单 Gaganyaan 宇航员将享用适合太空条件的印度食物。作者:Rekha Dixit 早餐是 Idli 或 upma。午餐可以选择鸡肉比尔亚尼饭或素食印度饭,配以木豆和什锦蔬菜。晚餐来份鸡肉咖喱和印度薄饼怎么样?Sooji halwa 是不错的甜点,当您感到饥饿时,可以吃一根能量棒。抱歉,这是一次无烟无酒精的航班,但您可以自备咖啡或茶,或者选择果汁。所有这些,甚至更多,都可以通过 ISRO 的 Gaganyaan 计划在太空中获得。Gaganyaan 是印度的首次载人航天飞行。该航天飞机计划于 2022 年前起飞,将为先驱宇航员提供由国防研究发展组织 (DRDO) 提供的印度美食,该组织负责为为期一周的飞行准备食物。在 DRDO 忙于设计菜单的同时,其位于迈索尔的国防食品研究实验室 (DFRL) 正在改进一系列包装食品,为执行严酷任务的士兵制作。一份包含印度各地美食的二十多种食品清单正在制定中。 “我们希望在三次飞行中的第一次飞行中准备好一组初始食品,”DFRL 主任 D. Semwal 说道。Gaganyaan 任务包括三次飞行;前两次将是无人驾驶的,只有第三次将有两名或三名宇航员组成的人类机组人员。印度空军的四名试飞员已从最初的十名候选名单中选出,接受飞行的进一步培训。虽然有各种各样的太空食品可供选择,因为人类已经航行了六十多年,许多人已经在国际空间站等空间站上呆了几个月,但 Gaganyaan 是一个平台,可以将印度美食以印度的方式改编为太空飞行。“我们的食物保持温和的调味,不过对于那些想要的人来说,我们会提供额外的香料包,”Semwal 在班加罗尔第 107 届印度科学大会的印度骄傲展览上说道。食品包将是干燥的,需要通过加水来重新溶解。在太空舱的零重力环境中,必须在密闭空间内添加水,这样水滴才不会漂浮在飞船各处。入围的食品都经过了精心挑选。例如,面包就不在名单上,因为它容易碎,而面包屑可能会让人烦恼。