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World File Search System杂交育种
杂交育种策略和基因操作......
孔雀鱼杂交育种和基因操作面临的挑战和限制包括近交衰退和遗传漂变的潜在风险。这些风险凸显了保持遗传多样性、实施有效的育种策略和利用分子工具减轻有限遗传变异的负面影响的重要性。还应仔细评估和解决伦理问题，包括动物福利和转基因孔雀鱼的潜在生态影响。养殖孔雀鱼杂交育种和基因操作的未来前景围绕着基因组方法的进步和分子技术的整合。全基因组测序和基因组选择为加强育种计划和操纵孔雀鱼基因组提供了令人兴奋的可能性。此外，探索和保护野生孔雀鱼种群的遗传多样性有助于培育更具弹性和多样性的养殖品系。
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。
林木功能基因组学及育种研究进展
森林生态系统是世界上最大的碳汇之一，在陆地生物多样性和碳封存中发挥着关键作用。树木是重要的可持续资源，是农艺和经济特性的丰富来源，可提供木材、纸浆和纸张、纤维相关产品、能源和化学产品。在过去的几十年里，常规杂交育种有助于产生具有改良农艺和经济特性的植物品种。然而，林业中的常规杂交育种耗时长，已达到瓶颈。因此，需要注意改善树种的生长和农艺及经济重要性状。由于高质量基因组组装和注释工具、基因识别技术和高效基因编辑的发展，生物技术最近在作物育种方面取得了巨大进展。但与作物相比，还需要开展大量工作来组装和注释高质量基因组，鉴定调控农艺和经济重要性状的关键基因，并在表现出高杂合性的树种中进行高效的基因编辑。本前沿研究主题旨在介绍林木基因组学领域的最新基础发现，包括针对与关键农艺和经济重要性状相关的基因和途径的遗传学研究、次生生长调控的分子机制以及生物技术在木本植物遗传改良中的潜在应用。本卷分为以下部分：（1）基因组组装和注释；（2）调节树木生长、维管发育和应激反应的关键基因的功能鉴定；（3）木本植物的遗传转化和基因编辑。
作物雄性不育
全球粮食安全面临严峻挑战，因为预计到 21 世纪中叶世界人口将增长 25%，达到 100 亿 [1]。由于农业用地和淡水有限，需要利用现代农业技术实现更多、更可持续的农作物生产 [2,3]。其中包括开发和利用雄性不育系进行杂交育种和种子生产的更有效的杂种优势利用策略。植物雄性不育是指雌性器官保持正常，而不能形成或释放可育花粉粒。雄性不育突变体含有形态改变的孢子体或配子体花药组织。这些可能是由于植物花药和花粉发育过程中的转录调控、脂质代谢、糖代谢或其他过程存在缺陷所致 [4–6]。雄性不育基因的鉴定和功能分析不仅加深了我们对花药和花粉发育分子机制的认识，而且有利于开发和利用基于生物技术的雄性不育（BMS）系统，用于杂交育种和种子生产[5]。雄性不育可以由细胞质基因或核基因产生。细胞质雄性不育（CMS）由线粒体和核基因控制，在由雄性不育系、保持系和恢复系组成的三系系统中用于商业作物杂交种子生产，尽管它通常存在遗传多样性差、易患疾病以及CMS系恢复不稳定的问题[5]。核控制雄性不育仅由核基因控制，包括遗传稳定的核雄性不育（GMS）和环境敏感的核雄性不育（EGMS）。 EGMS 长期以来一直用于高效生产杂交水稻种子，其双系系统由雄性不育系和保持系组成，而 GMS 只是最近才用于 BMS 系统，例如玉米的种子生产技术 (SPT) 和多控制不育 (MCS) 系统 [7,8]。如上所述，全球粮食安全需要新的有效农业技术（如 BMS 系统）来增加农作物产量。
观赏植物基因编辑：过去、现在和未来
随着生活水平的不断提高，观赏植物作为园林绿化和家庭园艺的主要对象，引起了我们的关注，为我们提供了精神上的享受。国际贸易和经济全球化导致观赏植物生产和消费逐渐扩大[1]，刺激了观赏植物产业创制新品种以满足需求。很久以前，人类在偶然揭开自然杂交的神秘面纱后，就开始模拟自然授粉，将具有不同表型的植物杂交以获得一种或多种性状，以获得更优良的品种。后来，由于现代科技的发展，“转基因”技术成为一种直接改变植物表型的方法。与传统杂交育种相比，转基因技术大大缩短了育种时间，提高了育种效率，并且可以在育种计划中更精确地针对某些性状进行育种[2]。
CRISPR/Cas 系统：玉米改良的应用和前景
摘要：玉米（Zea mays）是保障世界粮食供应的最重要谷类作物之一。世界人口不断增长，需要新的方法来促进和加速玉米育种。作为一种强大的工具，CRISPR/Cas 系统彻底改变了功能基因组学和作物育种领域。与杂交育种和转基因育种相比，基于 CRISPR/Cas 的基因组编辑育种将为快速培育具有所需特性的新型玉米品种带来新机遇。本文，我们回顾了 CRISPR/Cas9 系统在玉米改良中的应用。我们还讨论了新的 CRISPR/Cas 技术（如碱基编辑器、引物编辑器和多重基因组编辑）对未来玉米育种的潜力。此外，还讨论了基因组编辑育种面临的挑战。关键词：玉米、CRISPR/Cas、基因组编辑、玉米育种
通过 ddRAD-seq 和重测序分析检测生菜中的候选基因 LsACOS5 并开发雄性不育的 InDel 标记
利用雄性不育性进行 F 1 杂交的新育种方法将为自花授粉作物莴苣育种开辟一个令人兴奋的新领域。雄性不育性是 F 1 杂交育种的一个关键性状。绘制利用雄性不育性的致病基因图谱至关重要。“CGN17397”的 ms-S 雄性不育 (MS) 基因通过 ddRAD-seq 定位到连锁群 (LG) 8，并使用两个 F 2 群体将其缩小到两个标记之间。该区域跨越约 10.16 Mb，其中根据莴苣参考基因组序列（版本 8 来自“Salinas”）注释了 94 个基因。 MS 系“CGN17397-MS”和雄性不育 (MF) 系“CGN17397-MF”的全基因组测序表明，只有一个基因在 Lsat_1_v5_gn_8_148221.1 区域有所不同，该基因是酰基辅酶 A 合成酶 5 (ACOS5) 的同源物，并且在 MS 系中被删除。据报道，ACOS5 是花粉壁形成所必需的，并且 ACOS5 的无效突变体在某些植物中完全是雄性不育的。因此，我得出结论，指定为 LsACOS5 的 Lsat_1_ v5_gn_8_148221.1 是 ms-S 基因座的生物学上合理的候选基因。利用 LsACOS5 的结构多态性，开发了 InDel 标记来选择 MS 性状。这里获得的结果为生菜的基因雄性不育提供了有价值的信息。
最初发表于：Koller，Teresa；卡门青德，马塞拉；荣格，以斯帖；布伦纳，苏珊娜；主，格哈德；阿姆布鲁斯特，天鹅座；凯勒，比特（2024）。
从野生或相关物种中引入抗性基因是提高小麦品种抗病性的常用策略。Pm17 是一种使小麦具有白粉病抗性的基因。它编码一种 NLR 型免疫受体，几十年前作为 1RS 染色体臂易位的一部分从黑麦渗入小麦。到目前为止，还无法将 Pm17 从其共渗入的黑麦基因中分离出来，因为重组受到抑制。我们在田间测试了过表达 Pm17 而没有任何其他黑麦基因的转基因山鹑小麦。在三个田间季节中，四个转基因事件表现出高水平的 PM17 蛋白积累、强大的白粉病抗性且没有多效性。我们采用了转基因插入和杂交育种相结合的方法来生成共表达 Pm17 和 Pm3 或 Pm17 和 Pm8 的品系。白粉病菌属小麦白粉病菌感染试验证实了 Pm17+Pm3b 和 Pm17+Pm8 系中两种金字塔转基因具有附加的、特定品种的抗性。此外，金字塔系在三个田间季节中表现出很强的白粉病抗性。我们得出结论，来自扩展基因库的过表达 NLR 基因组合拓宽并多样化了小麦的抗病性。
CRISPR/Cas 基因组编辑技术用于改良植物以抵抗生物和非生物胁迫：进展、局限性和未来前景
摘要：杂交育种、诱变育种和传统的转基因育种需要花费大量时间来改善所需的特性/性状。CRISPR/Cas 介导的基因组编辑 (GE) 是一种改变游戏规则的工具，它可以在更短的时间内产生所需特性（例如生物和非生物抗性）的变异，提高质量和产量，并且易于应用、效率高、成本低，可以快速改良作物。植物病原体和恶劣的环境在世界范围内造成了相当大的农作物损失。GE 方法的出现为培育多种抗性作物品种打开了新的大门。本文，我们总结了 CRISPR/Cas 介导的 GE 在作物分子育种计划中抗生物和非生物胁迫的最新进展，其中包括修改和改进对真菌、病毒和细菌病原体引起的生物胁迫的基因反应。我们还深入讨论了 CRISPR/Cas 在植物非生物胁迫（除草剂、干旱、高温和寒冷）中的应用。此外，我们讨论了育种者使用转基因工具进行作物改良所面临的局限性和未来挑战，并提出了转基因农业应用未来改进的方向，为培育具有广泛抗生物和非生物胁迫能力的超级品种提供了新思路。
埃塞俄比亚小规模奶牛养殖场杂交奶牛的产奶量、成分和繁殖性能
在现行管理实践下定期评估奶牛的表现对于奶牛生产和杂交育种计划的成功至关重要。然而，缺乏最新、全面和针对具体地点的信息阻碍了实施有效的干预策略以提高热带地区的奶牛生产率。这项研究旨在评估莱莫地区杂交奶牛的繁殖性能、产奶量和质量。共调查了 178 户家庭，并收集了 53 个牛奶样本进行实验室分析。结果表明，牛蒡叶和假茎、牧草和谷物作物残渣是主要饲料资源。育种方法包括 50% 的公牛配种和 33% 的人工授精 (AI)。杂交奶牛的平均日产奶量为 7.1±1.27 升/天。产奶量因农业生态、收入来源、经验、培训、饲料补充剂、供水和土地持有而存在显著差异 (p<0.05)。平均初配年龄和初产年龄分别为 27.58±2.14 个月和 36.65±2.70 个月。平均产犊间隔为 17.36±0.93 个月，超出推荐范围。脂肪、蛋白质、SNF、乳糖和总固体的平均值分别为 4.46±1.98、3.21±0.20、8.85±0.5、4.9±0.38 和 13.29±1.8。不同奶牛基因型的牛奶成分质量差异显著（p<0.05），符合埃塞俄比亚最低标准。建议为奶牛生产者提供一项以改进育种方法和提供能力建设培训为重点的小农奶牛项目。