摘要 随着成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 (Cas) 系统的出现,植物基因组编辑进入了对任何感兴趣的基因进行稳健而精确编辑的新时代。各种 CRISPR/Cas 工具包的开发使新的基因组编辑结果成为可能,这些结果不仅可以针对插入/缺失突变,还可以实现碱基编辑和主要编辑。CRISPR/Cas 工具包的应用迅速促进了经济重要物种的育种和作物改良。CRISPR/Cas 工具包还已应用于多种树种,包括苹果、竹子、大麻科、木薯、柑橘、可可树、咖啡树、葡萄树、猕猴桃、梨、石榴、杨树、拉坦乔伊特树和橡胶树。对这些物种的编辑应用已导致与生长、次生代谢以及抗逆和抗病性相关的关键基因的重大发现。然而,目前对树种的研究大多只涉及编辑技术的初步优化,对基于CRISPR/Cas的树种编辑技术进行更深入的研究,有望迅速加速树种育种和性状改良。此外,树种基因组编辑仍然主要依赖于基于Cas9的插入/缺失突变和农杆菌介导的稳定转化。瞬时转化是无转基因基因组编辑的首选,但在树种中效率通常很低,大大限制了其潜在应用。本文总结了使用CRISPR/Cas系统进行树种基因组编辑的现状,并讨论了阻碍CRISPR/Cas工具包有效应用于树种基因组编辑的局限性以及未来的前景。
摘要 木质素是位于细胞壁的芳香族聚合物,可为木质组织提供强度和疏水性。木质素单体通过苯丙烷途径合成,其中咖啡酰莽草酸酯酶 (CSE) 将咖啡酰莽草酸转化为咖啡酸。在这里,我们探讨了两种 CSE 同源物在杨树 (Populus tremula 9 P. alba) 中的作用。报告系显示 CSE1 和 CSE2 启动子赋予的表达相似。CRISPR-Cas9 产生的 cse1 和 cse2 单突变体具有野生型木质素水平。尽管如此,CSE1 和 CSE2 并非完全冗余,因为两个单突变体都积累了咖啡酰莽草酸。相比之下,cse1 cse2 双突变体的木质素减少了 35%,并导致相关的生长损失。降低木质素含量意味着在糖化程度有限的情况下,纤维素转化为葡萄糖的转化率增加了四倍。双突变体的酚类分析显示,代谢变化很大,除了咖啡酰莽草酸外,还包括对香豆酰、5-羟基阿魏酰、阿魏酰和芥子酰莽草酸的积累。这表明 CSE 具有广泛的底物特异性,这已通过体外酶动力学得到证实。总之,我们的结果表明,在羟基肉桂酰-莽草酸水平上,苯丙烷类途径中存在一条替代途径,并表明 CSE 是改善生物精炼植物的有希望的目标。
植物再生是植物繁殖的一个重要方面,也是转基因植物生产的关键步骤。然而,不同基因型和物种的再生能力差异很大,其分子基础在很大程度上是未知的。全基因组关联研究 (GWAS) 等关联作图方法早已证明能够帮助揭示植物性状变异的遗传基础;然而,这些方法的性能取决于表型分析的准确性和规模。为了对模型树杨树的植物愈伤组织和芽再生进行大规模 GWAS,我们开发了一个涉及语义分割的表型组学工作流程,以量化再生植物组织随时间的改变。我们发现得到的统计数据高度非正态分布,因此采用了变换或排列以避免违反 GWAS 中使用的线性模型的假设。我们报告了超过200个统计学上支持的数量性状基因位点(QTL),其中基因包含或接近顶级QTL,包括细胞粘附、应激信号和激素信号通路的调控因子,以及其他多种功能。我们的研究结果鼓励植物再生过程中激素信号转导模型除了通常考虑的生长素和细胞分裂素途径外,还应考虑应激相关信号(例如涉及茉莉酸和水杨酸)的关键作用。我们鉴定的假定调控基因和生物学过程为理解植物再生的生物学复杂性提供了新的见解,并可能成为改善顽固基因型和物种再生和转化的新方法。
Thame Valley CTA(保护目标区域)洪水平原在Thame旁边放牧的沼泽支持15多种优先级物种,包括重要的繁殖涉水种群。由Chiltern悬崖的粉笔产生的支流具有许多粉笔溪流的特征:低水温度,富含矿物质,稳定的流量,富含砾石床以及相关的动植物。本地黑杨树是一种经常发生在下thame中的物种。属于CTA内的其他主要优先栖息地是湿的草原和低地草地。摘要:CTA包括1个SSSI(骑士桥巷)3 LWS(Drayton Road Pit; Queensford Pit; Waterstock Mill)和1个建议的LWS(Thame Park和New Park)。联合特征区域:Thame Valley CTA属于上泰晤士河上粘土阀国家特色区域,这是侏罗纪/白垩纪粘土景观类型上起伏的农业土地的广阔腰带:Thame Landscape主要是滚动的黏土。塔姆河的大部分地区都通过牛掠过的田野蜿蜒而行,经常在银行衬里。Thame的洪泛区的宽度从不到1公里到几公里的地方,通常是支流加入的地方。地质:流域内的主要地质基础包括粘土,淤泥,沙子和砾石的冲积沉积物。地形:通常是一个平坦的开放景观,在某些地方轻轻起伏。沃特灵顿提议的CTA的南部落在Chiltern NCA内。CTA区域:2165.4722 HA生物多样性:CTA区域:2165.4722 HA生物多样性:这里有一个滚动的农业景观,小山丘将低矮的谷与陡峭的奇尔特人悬崖划分。
高通量技术为基因组学、转录组学、蛋白质组学、表型组学和代谢组学分析提供了广泛的组学数据集。这些进步伴随着不断发展的生物信息学工具,整合了组学相关数据,提供了有关植物分子系统及其功能的关键信息(Choi,2019 年)。这些技术显著推动了植物组学研究,研究基因功能、调控和适应性。此外,它们有助于恢复大量植物多样性,这对于遗传改良、粮食安全和保护工作至关重要(Kumar 等人,2021 年)。通过整合来自基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学的多层次生物数据,可以全面研究和洞察控制对非生物胁迫反应的分子方面。本研究主题集成了先进的高通量技术、多组学、生物信息学、系统生物学和人工智能,以探索植物对环境限制的压力和耐受性。它包括九篇原创研究文章,增强植物对干旱、寒冷、紫外线辐射、洪水和低氮胁迫等压力源的适应力。文章涵盖了重要的植物物种:水稻、马铃薯、卷心菜、甘蔗、杨树、南极苔藓(Pohlia nutans 和 Leptobryum pyriforme)和濒危植物物种 Myricaria laxi flora。此外,一篇综述探讨了基因组工程的最新进展以及 CRISPR-Cas9 介导的基因组编辑在可持续农业中的作用。本研究主题探索了各种尖端技术,以增强植物对环境挑战的适应力。这些包括转录组学、蛋白质组学、代谢组学和表型组学。Dwivedi 等人进行了首次研究,采用高通量表型组学参数来选择生殖阶段干旱胁迫 (RSDS)
格雷灵土壤 (A1):这些土壤深厚、沙质且排水过度,分布在近乎平坦至缓坡的冲积平原上。这些土壤具有低至中高的森林生产潜力和低至中等的再造林潜力。在这些土壤上发现的主要树种是杰克、松树和橡树。在这个土壤组中,地下水位波动在离地表 5 英尺以内。灰平-格雷灵土壤 (A2):这些土壤是排水过度到略微过度的土壤,分布在冲积平原和低冰碛上。它们通常出现在近乎平坦至陡峭的地形上。根据坡度的不同,侵蚀危险从轻微到陡峭不等。这些土壤中的大部分是橡树和山杨树森林。森林生产和再造林潜力从低到中高不等,具体取决于树种和土壤湿度。该土壤区域内有分散的湿点。 Rubicon、Montcalm-Graycalm 土壤 (B-1):该镇内只有三小片此类土壤。土壤深厚,沙质,排水性略强。土壤位于冲积平原的水平面上。因此,侵蚀风险较小,但随着坡度增加,侵蚀风险会变得严重。森林生产力根据树种不同,从中低到非常高不等。红松和白松具有最高的生产力潜力。目前主要存在的森林类型是山杨和橡树。Crosswell 土壤 (D-2):这些是排水性中等良好的深沙质土壤。土壤主要位于冲积平原,也在一定程度上位于排水道沿线的低阶地上。土壤位于近水平到缓坡的表面上,侵蚀风险较小。森林生产力各不相同,从低到高不等。白松的再造林率很高。与此类土壤相关的主要树种是低地硬木、山杨、短叶松、橡树和红
2023 年 2 月 21 日晚上 7 点开始的会议记录出席者:Hunter 议员(主席)Layland 议员(副主席)Abraham、Andrews、Ball、Bayley、Bonin、Brown、Bulford、Dr. Canet、Cheeseman、Clack、Penny Cole、Perry Cole、Collins、Dickins、Dyball、Edwards-Winser、Esler、Eyre、Fleming、Fothergill、Griffiths、Grint、Harrison、Hogarth、Hudson、Kitchener、London、Maskell、McArthur、McGarvey、Morris、Pender、Purves、Raikes、Reay、Roy、Thornton、Waterton 和 Williams 议员因缺席而道歉。巴恩斯 (Barnes)、巴内特 (Barnett)、克莱顿 (Clayton)、G. 达林顿 (G. Darrington)、P. 达林顿 (P. Darrington)、麦格雷戈 (McGregor)、尼尔森 (Nelson)、佩特 (Pett)、斯特里特菲尔德 (Streatfeild) 和威廉姆森 (Williamson) 议员。巴恩斯和斯特里特菲尔德通过虚拟媒体平台出席,但根据 1972 年《地方政府法》,这并不构成出席。38. 批准 2022 年 11 月 15 日举行的理事会会议记录作为正确记录 决议:2022 年 11 月 15 日举行的理事会会议记录由主席批准并签署作为正确记录。39. 接收成员就本会议议程所列业务项目提交的利益登记册中未包括的任何利益声明。没有收到其他利益声明。40. 主席公告。主席宣布圣诞节已经过去,阳光明媚的日子即将到来,但这并没有阻止她在户外活动。其中包括与肯特郡尉科尔格兰夫人一起种植一棵赤杨树。这棵树是女王登基白金禧年庆典期间白金汉宫外壮观雕塑的一部分,现在位于布拉德伯恩湖畔。她还与戴博尔议员一起参加了在白橡树休闲中心埋葬时间胶囊的活动,以纪念该中心开业一周年。休闲中心还于 2023 年 2 月 12 日举办了一场活动来纪念这一时刻。
第 22-84-5d、22-84-5e、22-84-5g 节。对康涅狄格州机构规章第 22 章第 22-84-5d 和 22-84-5e 节的修订以及第 22-84-5g 节的增加。第 1 节。康涅狄格州机构规章第 22-84-5d 节修订如下:第 22-84-5d 节。定义就第 22-84-5e [和 22-84-5f] 至 22-84-5g 节而言,适用以下定义:(1)“亚洲长角甲虫”是指美国的一种入侵昆虫,其属和种为 Anoplophora glabripennis。 (2) “翡翠灰螟”是指一种入侵美国的昆虫,属于 Agrilus planipennis 属和种。 (3) “授权人员”是指康涅狄格州农业实验站站长授权的检查员或其他人员,负责检查受管制物品、实施调查、抑制、控制或根除活动、建立管制区域和执行检疫法规,包括限制受管制物品在州内移动。 (4) “管制物品”是指任何阶段的亚洲长角甲虫或翡翠灰螟,或任何活的或死的植物材料(包括苗木或木制品),或任何受到侵染或有可能受到侵染或可能导致亚洲长角甲虫或翡翠灰螟传播的运输工具。 “管制物品”包括但不限于: (A) 以下属的树木:枫树、北美槭树 (Acer spp.);七叶树、七叶树 (Aesculus spp.);桦树(Betula spp.);桂树(Cercidiphyllum spp.);柳树(Salix spp.);榆树(Ulmus spp.);白蜡树(Fraxinus spp.);悬铃木(Platanus spp.);杨树(Populus spp.);含羞草(Albizia spp.);花楸(Sorbus spp.);朴树(Celtis spp.);(B)原木产品,包括用于翡翠灰螟检疫的堆肥或未堆肥的白蜡树属木片、绿色木材、砍伐原木、所有薪柴和木材碎片 [ 直径为半英寸或更大 ] 二维尺寸大于一英寸; (C) 经授权人员认定为“受管制物品”的任何其他物品,这些物品已被亚洲长角甲虫或翡翠灰螟侵染或有可能被亚洲长角甲虫或翡翠灰螟侵染,或有能力助长亚洲长角甲虫或翡翠灰螟的传播。 (5) “管制区域”是指亚洲长角甲虫或翡翠灰螟侵染的地理区域
(i) Singh S、Singh T、Singh KK、Srivastava MK、Das MM、Mahanta SK、Kumar N、Katiyar R、Ghosh PK 和 Misra AK (2023) 对全球 Cenchrus 种质资源的关键营养和青贮饲料质量性状进行评估。正面。营养。九1094763。 doi: 10.3389/fnut.2022.1094763。 (ii)Sanjay Gupta、Giriraj Kumawat、Nisha Agrawal、Rachana Tripathi、Vangala Rajesh、Vennampally Nataraj、Shivakumar Maranna、Gyanesh K. Satpute、Subhash Chandra、Milind B. Ratnaparkhe、Manoj K. Srivastava、Nita Khandekar、Meeta Jain(2022 年)。光周期特性:深入了解大豆(Glycine max)适应不同纬度生长和成熟度的分子机制。植物育种。 2022;1-18。 (三)AK Roy、M. Chakraborti、A. Radhakrishna、KK Dwivedi、MK Srivastava、S. Saxena、S. Paul、Aarti Khare、DR Malaviya、P. Kaushal。 (2022 年)。利用无融合生殖介导的基因组添加 (AMGA) 策略在狼尾草中进行外来基因组动员和固定,以改善狼尾草的驯化性状。理论与应用遗传学https://doi.org/10.1007/s00122-022-04138-4。 (iv)John G. Carman、Mayelyn Mateo de Arias、Lei Gao、Xinghua Zhao、Becky M. Kowallis、David A. Sherwood、Manoj K. Srivastava、Krishna K. Dwivedi、Bo J. Price、Landon Watts、Michael D. Windham。 (2019)二倍体布氏菌(十字花科)的无孢子发生和双孢子发生可能通过重组驱动的无融合生殖到性逆转促进物种形成。植物科学前沿 10: 724(doi: 10.3389/fpls.2019.00724)(v)Pankaj Kaushal、Krishna K. Dwivedi、Auji Radhakrishna、Manoj K. Srivastava、Vinay Kumar、Ajoy Kumar Roy 和 Devendra R. Malaviya。 (2019 年)。划分无融合生殖成分以理解和利用配子体无融合生殖。植物科学前沿 10: 256(doi: 10.3389/fpls.2019.00256)(vi)Joakim Bygdell、Vaibhav Srivastava、Ogonna Obudulu、Manoj K. Srivastava、Robert Nilsson、Björn Sundberg、Johan Trygg、Ewa Mellerowicz 和 Gunnar Wingsle。 (2017)。在高组织分辨率下监测杨树张力木材形成过程中的蛋白质表达。 J.实验植物学 68 (13): 3405-3417。 (NAAS评级11.53)。
解构木质素时的主要目标是实现有用的产品或中间体的高收益,同时使不良副产品的形成成立,事实证明这是具有挑战性的。11要实现木质素向低分子量化合物的高转化,因此必须打破C - C键。12,13,例如,还原性催化分数(RCF)在很大程度上切割了C-C键完整14,芳香族单体的产量限制为15-30%。可以通过在高温和高压下的催化来实现木质素中的C - C键,但成本相对高。这激发了对替代方法的探索。在先前的工作中,我们报告了一种在环境温度或接近木质素中断裂C - C键的替代方法。这种方法将硫化与芬顿化学的解构结合在一起。在芬顿反应中,Fe 2+与过氧化氢反应,产生Fe 3+和高效的羟基自由基。17 - 19个先前的工作表明,芬顿反应产生的羟基自由基有效地裂解C - C键在磺酸聚合物(如木质磺酸盐)中,20,21种磺化聚乙烯,22和聚苯乙烯硫酸盐。23 - 25通过将硫基团添加到固定铁中,将氧化量反应定位于底物,从而导致这些聚合物有效分解至低分子量产物。Fenton反应在环境温度和大气压下进行。与需要能源密集型过程和高压反应器的方法相比,这是一个优势。此外,由于芬顿反应发生在水中,少量生物相容性铁作为催化剂,因此在生物转化之前几乎不需要后期处理。可以通过调整反应条件和试剂量(铁和H 2 O 2)来控制芬顿反应中实现的解构程度。可以对低分子量产物产物进行广泛的解剖,但是在解构的程度与通过过度氧化对挥发性化合物(例如CO 2)损失的碳量之间存在贸易。过度氧化还通过更大的氧化剂H 2 O 2的消耗导致成本增加。在这里,我们探索了来自Poplar的木质素的解构,Poplar是一种相关的生物能源原料,与用离子液体过程产生的富含糖流相关的26 a a e er分离。27我们先前的工作后,我们首先将杨树木质素磺化。28接下来,我们使用Fenton反应将磺化的木质素解散,表明我们可以通过不同的试剂浓度来控制解结和重聚的程度。然后,我们探索了分解产物的生物学可用性,并证明了分解产物向喷射燃料前体Bisabolene的转化。这项工作的目标是在整个过程中展示原理证明,包括转换为产品。下面我们报告结果并讨论了几个想法,以提高过程中每个步骤的收率。