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农杆菌介导的多重 CRISPR/...
摘要：在巴基斯坦，棉花作物占国内生产总值的 23%，其大量出口为贸易业务提供了 60% 的总利润。不幸的是，双子病毒以惊人的速度摧毁了棉花作物。现在，CLCuV 导致棉花作物发生棉花卷叶病毒病并降低其产量。这种病毒对棉花植物的攻击给巴基斯坦造成了 50 亿美元的损失。在这方面，使用了一些传统方法，如植物育种和特定的 RNA 编辑。同时，生物技术引入了一些非常有吸引力的技术，这些技术具有根除这种疾病的巨大潜力。这些技术包括 ZFN、TALEN 和 CRISPR/Cas9。在我的研究中，采用 CRISPR 方法是因为其具有出色的位点特异性诱变效率。不同 CLCuV 的 rep 基因的保守位置被确定为靶位点。这些特定位点为 3 个 gRNA 的建立提供了信息。克隆了具有多个引导RNA和1Cas9的单一表达载体pHSE-401。使用了特定的棉花品种coker-312。通过切除棉花植株的下胚轴并通过农杆菌EHA-105菌株进行传递感染来进行载体的转化。然后，将1000个感染性下胚轴转移到具有各自抗生素的MSB上，然后转移到将下胚轴边缘转化为愈伤组织的再生培养基上。仅获得两个转基因愈伤组织，转基因愈伤组织的百分比为0.02％，通过PCR筛选并在凝胶上进行电泳。200bp的条带证实了棉花愈伤组织中存在CRISPR/Cas9构建体。关键词：CRISPR/Cas9，多重载体，3gRNA和Cas9，农杆菌，转化，愈伤组织。版权所有 © 2020 作者：这是一篇开放获取的文章，根据知识共享署名 4.0 国际许可（CC BY-NC 4.0）分发，允许在任何媒体中无限制地使用、分发和复制，用于非商业用途，前提是注明原作者和出处。 1. 引言 巴基斯坦的经济主要依靠农业部门。其在 GDP 中的百分比为 19.82%，但农业部门的参与度从 1950 年的 50% 下降到 2014 年的 21% 左右。农产品、林业劳动力、牲畜养殖和农作物转化所赚取的收入养活了巴基斯坦 64% 的乡村人口。据统计，66% 的巴基斯坦人在农业部门就业。在 20 世纪的十年里，农产品的年增长率为 2.5%。在 1997 年的农业一揽子计划中，农作物产量增长了 5.9%。为了提高农业生产力，年产量从 2010 年的 0.2% 增加到 2015 年的 2.9%（匿名，2014-2015 年）。
甘蔗植物-土壤系统中的碳封存...
大气中过剩的二氧化碳必须被吸收到植物和土壤中。在这种情况下，甘蔗种植在利用二氧化碳方面发挥着关键作用，因为它是一种C4植物，在光合作用过程中具有很高的二氧化碳利用效率。另一种干预措施可能是通过改变营养管理措施来增强二氧化碳的捕获，这可以通过提高甘蔗的氮效率来增强叶绿素的合成。不同的处理方法可以增强光合作用，因为更多的二氧化碳被捕获。因此，甘蔗作物和根际土壤在大气脱碳过程中起着重要的碳汇作用，最终降低碳含量并导致全球变冷。土壤性质和碳储量：结果表明，由于施用了不同的有机改良剂，不同处理组的土壤物理性质和化学性质存在显著差异。经分析，土壤有机碳（SOC）含量在0.47%到0.67%之间。不同的有机改良剂处理对土壤容重和孔隙度有显著的影响，并明显提高土壤碳储量。植物碳储量：甘蔗植株不同部位，包括根、茎和叶的碳储量存在显著差异。T 6 下叶片的碳储量最高（877.08 kg ha -1 ），其次是 T 2 下的根（668.74 kg ha -1 ），T 5 下的茎（422.77 kg ha -1 ），这表明叶片储存的碳比根和茎高 30.41% 和 107.58%，而根比茎高 58.18%。不同处理中甘蔗生物量（包括地上部分和地下部分，即根）的总碳储量存在显著差异。甘蔗地上部分（叶和茎）的平均碳储量（1239.65 kg ha -1 ）明显高于地下部分（621.73 kg ha -1 ）（根）。结果表明，甘蔗种植方式对碳封存有良好的效果，从而有助于减缓气候变化的影响。关键词：甘蔗；碳储存；气候变化；光合作用；碳封存。1. 引言甘蔗是一种多年生草本植物，在全球 90 多个国家进行商业种植，全球种植面积约为 26×10 6 公顷，全球产量为 18.3 亿吨 [1]。甘蔗主要用于生产糖。它也用于饲养牲畜和生产作为生物燃料的乙醇 [2]。然而，作为 C4 植物，甘蔗作物将碳封存到植物和土壤中的能力至关重要。气候变化的主要原因是温室气体（GHG），其中包括主要由人类不可持续活动排放的二氧化碳（CO 2）[3]。正如政府间气候变化专门委员会[4]报告的那样，由于温室气体排放和全球变暖，预计到本世纪末地球表面温度将上升 1.4°C 至 5.8°C。因此，为了稳定全球温度，必须减少人为产生的二氧化碳 [5]，并将大气中过剩的二氧化碳吸收到植物和土壤中。在这种情况下，甘蔗种植在利用大气中的二氧化碳方面发挥着关键作用，因为它是一种 C4 植物，能够高效利用太阳辐射，并在光合作用中消耗更多的二氧化碳。某些干预措施有助于增强营养盐吸收二氧化碳的能力。
转基因树木的环境风险
1 Smolker, Rachel、Anne Petermann 和 Rachel Kijewski。2018 年。森林正处于危机之中，但生物技术并不是解决办法。The Hill。3 月 28 日。https://thehill.com/opinion/energy-environment/380363-the-forests-are-in-crisis-but-biotechnology-is-not-the-solution/ 2 Wilson, AK、JR Latham 和 RA Steinbrecher。2006 年。转基因植物中的转化诱导突变：分析和生物安全影响。生物技术和基因工程评论 23：209-237；Eckerstorfer MF、M. Dolezel、A. Heissenberger、M. Miklau、W. Reichenbecher、RA Steinbrecher 和 F. Waßmann。2019 年。欧盟对通过基因组编辑和其他新基因改造技术 (nGM) 开发的植物的生物安全考虑因素的看法。生物工程与生物技术前沿 7: 31；Tuladhar, R.、Yeu, Y.、Tyler Piazza, J. 等人，2019 年。基于 CRISPR-Cas9 的诱变经常引起靶向 mRNA 错误调节。自然通讯 10, 4056.；Li, J. 等人，2019 年。全基因组测序揭示 CRISPR/Cas9 编辑棉花植物中罕见的脱靶突变和大量固有遗传和/或体细胞克隆变异。植物生物技术杂志 17(5): 858–868；Wang, X.、M. Tu、Y. Wang 等人，2021 年。全基因组测序揭示 CRISPR/Cas9 编辑葡萄树中罕见的脱靶突变。园艺研究 8: 114。3 有关综述，请参阅 Kawall, K.、J. Cotter 和 C. Then。 2020. 扩大欧盟对农业基因组编辑技术的转基因风险评估。欧洲环境科学 32: 106。4 Commoner, Barry。2002. 揭开 DNA 神话：基因工程的虚假基础。哈珀斯杂志。2 月 1 日。https://grain.org/article/entries/375-unravelling-the- dna-myth 5 Wilson, A. 2021. 基因编辑作物和其他转基因作物会破坏可持续的粮食系统吗？Amir Kassam 和 Laila Kassam (eds.)。重新思考食品和农业。Woodhead Publishing。第 247-284 页。6 Benevenuto RF 等人。2017. 通过蛋白质组学和代谢组学分析确定转基因玉米对非生物胁迫的分子反应。PLoS ONE 12(2): e0173069。 7 Anthony, MA、Crowther, TW、van der Linde, S. 等人，2022 年。欧洲各地林木生长与菌根真菌组成和功能相关。ISME J 16，1327–1336。；Jacott, Catherine N.、Jeremy D. Murray 和 Christopher J. Ridout，2017 年。“丛枝菌根共生的权衡：抗病性、生长反应和作物育种前景”农学，7，第 4 期：75。；Lattuada 等人，2019 年。南里奥格兰德州内菌根与本地果树（桃金娘科）之间的相互作用。植物科学 29(4):1726-1738 8 Nguyen, HT 和 JA Jehle。 2007. 转基因玉米 Mon810 中 Cry1Ab 的季节性和组织特异性表达的定量分析。《植物疾病与保护杂志》114(2): 82-87；Lorch, A. 和 C. Then。2007. 转基因 MON810 玉米植株实际上会产生多少 Bt 毒素？绿色和平组织。https://www.testbiotech。org/sites/default/files/How%20much%20Bt%20toxin%20produced%20in%20 MON810_Greenpeace.pdf 9 Miller, ZD 等人。2019 年。为增加密度而改良的转基因火炬松 (Pinus taeda L.) 的解剖、物理和机械特性。木材和纤维科学 51(2): 1-10。 10 美国国家科学、工程和医学院。2019 年。森林健康和生物技术：可能性和注意事项。华盛顿特区：美国国家科学院出版社，第 94 页。 11 加拿大生物技术行动网络 (2022) 《全球转基因树木发展现状》www.cban.ca/globalstatus2020