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通过 Cas12a/CBE 共编辑在 T0 代中产生无转基因抗溃疡病 Citrus sinensis cv. Hamlin
柑橘溃疡病影响柑橘生产。该病由柑橘黄单胞菌（Xcc）引起。先前的研究证实，在 Xcc 感染期间，转录激活因子样效应物 (TALE) PthA4 会从病原体转移到宿主植物细胞中。PthA4 与溃疡病易感基因 LOB1（EBE PthA4 -LOBP）启动子区中的效应物结合元件 (EBE) 结合，激活其表达，随后引起溃疡症状。之前，采用 Cas12a/CBE 共编辑方法破坏高度纯合的柚子的 EBE PthA4 -LOBP。然而，大多数商业柑橘品种都是杂合杂交种，更难产生纯合/双等位基因突变体。在这里，我们采用 Cas12a/CBE 共编辑方法来编辑 Hamlin（Citrus sinensis）的 EBE PthA4 -LOBP，这是一种在世界范围内种植的商业杂合柑橘品种。构建了二元载体 GFP- p1380N-ttLbCas12a:LOBP1-mPBE:ALS2:ALS1，并证明其可通过 Xcc 促进的农杆菌素过滤在 Hamlin 叶片中发挥作用。该构建体允许通过 GFP 选择无转基因再生体，编辑 ALS 以生成抗氯磺隆再生体作为基因组编辑的选择标记，这是通过 nCas9-mPBE:ALS2:ALS1 瞬时表达 T-DNA 的结果，并通过 ttLbCas12a 编辑感兴趣的基因（即本研究中的 EBE PthA4 -LOBP），从而产生无转基因柑橘。共产生了 77 株幼苗。其中 8 株幼苗为转基因植株（#Ham GFP 1 - #Ham GFP 8），4 株幼苗为非转基因植株（#Ham NoGFP 1 - #Ham NoGFP 4），其余为野生型。在 4 株非转基因幼苗中，三个品系（#Ham NoGFP 1、#Ham NoGFP 2 和 #Ham NoGFP 3）含有 EBE pthA4 的双等位基因突变，一个品系（#Ham NoGFP 4）含有 EBE pthA4 的纯合突变。我们在 C. sinensis cv. Hamlin 中实现了 EBE PthA4 – LOBP 的 5.2% 非转基因纯合/双等位基因突变效率，而之前研究中柚子的突变效率为 1.9%。重要的是，存活下来的 4 株无转基因植株和 3 株转基因植株均能抵抗柑橘
通过设计单元模板理解
简介：小麦是一种用拖拉机牵引的播种机播种的作物。播种机挖出一条小沟，深度刚好够播下小麦种子。播种机将种子撒入地下，然后用土覆盖。种子播种后开始吸收水分并膨胀。茎开始向土壤表面生长，然后主根开始生长。几周内，茎开始在地面上生长。茎会变长，麦穗就会出现。小麦花授粉后会发育成小麦粒。开花后约 30 至 60 天，麦粒就会成熟。麦粒会继续长大并随着时间的推移变硬。整株植物会变干并变成金褐色。小麦成熟后，水分含量不超过麦粒重量的 14%，农民就会收割小麦。农民有测试设备来检查水分含量。他们还可以将小麦样品带到当地的小麦加工厂进行水分含量测试。小麦可分为两类：冬小麦和春小麦。冬小麦生长在气候较为温和的地区，产量高于春小麦。春小麦生长在寒冷地区，春季播种，夏季成熟。冬小麦在秋季播种，次年夏季收获。冬小麦植株达到分蘖形成阶段，然后随着寒冷天气的到来，植株停止生长。当春季天气转暖时，植株将再次开始生长。根据小麦粒的颜色和质地等品质，小麦可分为七类。这七类分别是：(1) 硬红冬小麦、(2) 软红冬小麦、(3) 硬红春小麦、(4) 硬粒小麦、(5) 红硬粒小麦、(6) 白小麦和 (7) 混合小麦。
小麦 Sal1 基因家族的 CRISPR-Cas9 基因编辑
摘要：高度保守的 Sal1 编码一种双功能酶，具有肌醇多磷酸-1-磷酸酶和 3 ′ (2 ′)，5 ′-二磷酸核苷酸酶活性，已被证明在被破坏时会改变植物的非生物胁迫耐受性。精确的基因编辑技术被用于在六倍体面包小麦中产生 Sal1 突变体。带有三个向导 RNA (gRNA) 的 CRISPR（成簇调节间隔短回文重复序列）Cas9 系统被用于灭活 Bobwhite 小麦基因组中的六个 Sal1 同源基因。所产生的所有 Sal1 基因均被禁用的突变小麦植株茎更细，生物量略有减少，在缺水条件下衰老更慢，但在干旱条件下产量没有提高。我们的结果表明，多重 gRNA 能够有效地对六倍体小麦中的 Sal1 基因家族进行靶向基因编辑。这些 Sal1 突变小麦植株将成为进一步研究该基因家族在小麦中功能的资源。
通过编辑B型反应调节剂改良水稻农艺性状
摘要：水稻B型反应调节蛋白含有一个保守的接收结构域，随后是一个GARP DNA结合结构域和较长的C末端，其中RR21、RR22和RR23等B型反应调节蛋白参与水稻叶片、根、花和毛状体的发育。为评估B型反应调节蛋白在水稻遗传改良中的应用潜力，本研究利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术分别敲除水稻13个B型反应调节基因，在敲除载体上同时表达两个引导RNA（gRNA）以突变一个基因。利用特异性引物通过PCR筛选T 0 转化植株，筛选出大片段DNA缺失的植株。在T 1 代用Cas9特异性引物检测CRISPR/Cas9基因编辑突变体，筛选出不含Cas9的纯合突变体，并测序确认其靶区域。获得了除RR24外的12个OsRR突变体材料，初步表型观察发现不同突变体材料中株高、分蘖数、分蘖角度、抽穗期、穗长和产量等重要性状发生了变异。
大豆病原真菌的土壤田分析
本研究的主要目的是分离和形态学鉴定与大豆植株相关的真菌以及乌兹别克斯坦大豆种植田土壤层中的真菌。通过对从田间调查中采集的 160 个大豆植株部分进行真菌学研究，分离出 95 种腐生和植物病原真菌菌株，根据种类分配，其分布如下：链格孢属 3%、菊池尾孢 3%、毛霉属 3%、炭疽菌 3%、灰葡萄孢 3%、F. Heterosporum 4%、Penissulium spp. 7%、镰刀菌属。 8%、链格孢属9%、木霉属9%、黑曲霉10%、黄色镰刀菌11%、尖镰孢菌13%、镰刀菌14%。通过对土壤样品进行真菌学研究，共回收了40个真菌分离株，其种类分配如下：链格孢属、镰刀菌属、木霉属、尖镰孢菌、黄色镰刀菌、链格孢菌、镰刀菌、黑曲霉、Penissulium sp. 毛霉属。本研究获得的真菌分离株可用于促进乌兹别克斯坦大豆病害有效综合管理的发展。
荧光假单胞菌pf联合体的效力...
由青枯病菌引起的青枯病是辣椒 (Capsicum annuum) 植物的一种难以控制的疾病。预防青枯病的一种技术是使用拮抗细菌（如荧光假单胞菌和蕈状芽孢杆菌）联合使用。本研究旨在确定荧光假单胞菌 pf-142 和蕈状芽孢杆菌联合使用是否比体外单一使用效果更好。本研究采用完全随机设计 (CRD)，共进行四种处理（荧光假单胞菌 pf-142、蕈状芽孢杆菌、荧光假单胞菌 pf-142 + 蕈状芽孢杆菌和对照），重复六次，共计 24 个实验单元。观察指标为青枯病菌的发病症状、致病力、荧光假单胞菌pf-142与蕈状芽孢杆菌复合体对青枯病菌的配伍性及抑菌率。研究发现，青枯病菌对辣椒植株有较高的致病力，可引起辣椒植株萎蔫。荧光假单胞菌pf-142与蕈状芽孢杆菌复合体不产生抑菌圈，说明二者配伍性较好。荧光假单胞菌pf-142与蕈状芽孢杆菌复合体产生的抑菌圈最宽，说明对青枯病菌具有较强的拮抗能力。
柑橘植物育种新技术用于改良重要农艺性状。综述
新型植物育种技术 (NPBT) 旨在突破果树品种的传统育种限制，以获得感官性状改良、抗生物和非生物胁迫的新品种，并通过（克隆）选择保持数百年来的果实品质。了解控制特定性状的基因对于 NPBT 的使用至关重要，例如基因组编辑和同源杂交。在研究包括柑橘在内的果树品种的国际科学界框架内，NPBT 主要用于应对病原体威胁。柑橘可以利用 NPBT，因为它具有复杂的物种生物学（无籽、无融合生殖、高杂合性和长幼期）和体外操作能力。据我们所知，通过转基因对柑橘进行基因组编辑已成功利用抗性基因 CsLOB1 在甜橙和葡萄柚中诱导出对柑橘细菌性溃疡病的抗性。未来，NPBT 还将用于改善果实性状，使其更健康。应用 NPBT 后植物的再生是一个瓶颈，因此有必要优化当前协议的效率。我们将讨论使用来自幼小的离体植株和成熟植株的外植体的优缺点。本综述中讨论的其他主要问题与对无标记系统的要求以及缩短漫长的幼苗期有关。本综述旨在总结文献中适用于柑橘的方法和途径，重点关注使用 NPBT 之前观察到的原则。
多功能微生物在玉米作物中的应用
摘要 - 在土壤微生物组的组成中，有许多能够促进植物生长的微生物，它们被称为植物生长促进微生物。这项研究的目的是确定多功能微生物单独或组合使用对玉米植株的地上部、根部和总生物量生产、气体交换、常量营养素含量、产量成分和谷物产量的影响。该实验在温室中以完全随机设计进行，重复四次。26 个处理包括用根际细菌芽孢杆菌属（BRM 32109、BRM 32110 和 BRM 63573）、伯克霍尔德菌（BRM 32111）、假单胞菌属（BRM 32112）、粘质沙雷氏菌 BRM 32113、沙雷氏菌属对玉米种子进行单独或组合微生物化。 （BRM 32114）、巴西固氮螺菌（Ab-V5）和固氮螺菌属（BRM 63574）、从真菌 Trichoderma koningiopsis（BRM 53736）中分离的菌株以及对照处理（未施用微生物）。在第 7 天和第 21 天，分别在土壤和植物中再施用两次相同的处理。单独或组合施用的微生物可显著提高玉米植物生物量 49%、气体交换 30%、常量营养素含量 36% 和谷物产量 33%。分离物 BRM 32114、Ab-V5、BRM 32110 和 BRM 32112 以及组合 BRM 32114 + BRM 53736、BRM 63573 + Ab-V5 和 BRM 32114 + BRM 32110 为玉米带来了更好的效益，这使我们推断出使用有益微生物会显著影响玉米植株的发育。关键词：根瘤菌。真菌。共接种。产量。玉米。
番茄野生近缘种在培育无病品种中的作用
摘要：栽培番茄（Solanum lycopersicum）是世界上经济价值最高、种植最广泛的蔬菜作物之一。然而，番茄植株经常受到生物和非生物胁迫的影响，从而降低产量并影响果实品质。栽培番茄的表型多样性很明显，特别是园艺性状，但遗传多样性相当狭窄。针对病毒、真菌、细菌和线虫等不同病原体的主要抗病基因主要来自野生番茄品种，并渗入栽培番茄中。在这里，我们列出了在 S. pimpinellifolium、S. habrochaites、S. peruvianum、S. chilense、S. pennellii、S. galapagense、S. arcanum 和 S. neorickii 中发现的主要病虫害抗性基因，并展望了当前对番茄野生近缘种的了解与所需了解之间的差距。
APuZ 34-35/2022：基因工程
1953年，或许是20世纪生物学领域最重要的发现诞生了：两位年轻的科学家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克成功破译了遗传物质DNA（脱氧核糖核酸）的三维结构。这一发现的意义怎么强调也不为过：DNA存储了地球整个生物多样性的遗传信息。这种分子确保一粒番茄种子能长成一株番茄植株，一个鸡蛋能孵出小鸡——而且这种情况会持续发生：番茄不会变成黄瓜，鸡不会变成鹰。这适用于超过 5,000 种哺乳动物、10,000 种鸟类、400,000 种植物和一百万种昆虫。只有这种独特分子的结构才能揭示出这是如何实现的，它的解码也为基因工程奠定了基础。