摘要:xa13是一个隐性多效基因,对水稻抗病性起正向调控作用,对水稻育性起负向调控作用,严重制约了其在水稻育性中的应用。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术删除Xa13基因启动子部分序列,包括病原菌诱导表达元件,使编辑后的启动子区水稻失去病原菌诱导基因表达能力,但不影响叶片和花药中背景基因的表达,从而获得抗病性和正常产量。研究还筛选出一株删除目的序列、分离T 1 代(无转基因株系)外源转基因片段的抗病、育性正常植株家系,并对T 2 代水稻的重要农艺性状进行了研究。结果表明,添加/不添加外源DNA的T 2 代水稻在抽穗期、株高、单株穗数、穗长和田间结实率等方面与野生型均无统计学差异。成功转化2个重要常规水稻品种空育131(KY131,耿/粳稻)和黄华占(HHZ,鲜/籼稻),并获得抗病、丰产材料,是目前我国2个经过改良后可直接用于生产的重要常规水稻品种。转基因水稻(KY-PD和HHZ-PD)叶片中Xa13基因在病原菌侵染后没有被诱导表达,表明此方法可普遍有效应用,有利于推动xa13这一隐性抗病多效基因在水稻抗白叶枯病方面的实际应用。通过编辑基因非编码区调控基因表达的研究,为今后开展分子设计育种提供了新思路。
这项研究旨在研究尼日利亚Akwa Ibom State的水稻农民中科学技术信息的意识和用途。为此,使用问卷的工具的调查研究设计用于确定Akwa Ibom State的水稻农民中科学技术信息的用途和满足。根据尼日利亚水稻农民协会(Akwa Ibom State Chapter),该州总共有20,000个水稻农民,Meyer的统计方法(1979年)被用来确定样本。到此为止,该研究吸引了384名受访者。在研究中发现,Akwa Ibom州的水稻农民没有足够的科学技术信息来协助他们进行农业。因此,他们最终犯了严重的错误,这对他们的农业业务有害。因此,建议将有关科学和技术的信息更常见,以便农民可以访问它们并提高其生产力。
据称,水稻类胡萝卜素裂解双加氧酶 OsZAS 可产生一种促进植物生长的脱辅基类胡萝卜素——扎西酮。zas 突变株系表现出丛枝菌根 (AM) 定植减少,但这种行为背后的机制尚不清楚。在这里,我们研究了 OsZAS 和外源扎西酮处理如何调节菌根形成。微摩尔外源供应扎西酮可挽救根部生长,但无法修复 zas 突变株的菌根缺陷,甚至可降低野生型和 zas 基因型的菌根形成。在接种 AM 真菌后 7 天,zas 株系的独脚金内酯 (SL) 水平并未像野生型植物那样出现增加。此外,用合成的 SL 类似物 GR24 进行外源处理可挽救 zas 突变菌根表型,表明 zas 较低的 AM 定殖率是由相互作用早期阶段 SL 缺乏引起的,并表明在此阶段需要 OsZAS 活性来诱导 SL 产生,这可能是由 Dwarf14-Like (D14L) 信号通路介导的。OsZAS 在含丛枝细胞中表达,OsPT11-prom::OsZAS 转基因株系(其中 OsZAS 表达由在丛枝细胞中活跃的 OsPT11 启动子驱动)与野生型相比表现出更高的菌根化。总的来说,我们的结果表明,在植物体内对 OsZAS 活性进行基因操作会对 AM 共生产生与外源 zaxinone 处理不同的影响,并证明 OsZAS 影响 AM 定植的程度,充当涉及 SL 的调控网络的组成部分。
COI1 介导的茉莉酸感知对植物发育和对环境压力的反应至关重要。水稻等单子叶植物由于基因重复而具有两组 COI 基因:OsCOI1a 和 OsCOI1b,它们在功能上等同于双子叶植物的 COI1 和 OsCOI2,但后者的功能尚不清楚。为了评估 OsCOI2 的功能及其与 COI1 基因的功能冗余,我们通过 CRISPR Cas9 介导的编辑开发了一系列水稻突变体,这 3 个基因分别是 OsCOI1a、OsCOI1b 和 OsCOI2,并描述了它们的表型和对茉莉酸的反应。OsCOI2 的表征揭示了其在根、叶和花发育中的重要作用。具体而言,我们表明茉莉酸对冠根生长的抑制依赖于 OsCOI2,而不是 OsCOI1a 或 OsCOI1b,揭示了非典型 OsCOI2 在茉莉酸依赖的水稻根系生长控制中发挥着重要作用。总之,这些结果表明 OsCOI2 在水稻植物发育调节中发挥着特殊作用,并表明茉莉酸受体的亚功能化已在单子叶植物门中发生。
✉ 通讯和材料索取请发送至 Pamela C. Ronald 或 Guotian Li。pcronald@ucdavis.edu;li4@mail.hzau.edu.cn。作者贡献 GL、GS、PS 和 PCR 设计了实验。GL 和 RJ 筛选并分析了 rbl1 突变体的基因组数据。GS、PS、XK、XH、YL、YW、QG、XC 和 LZ 进行了植物感染试验。GS、XK、XH 和 YW 进行了 DAB、ROS、水杨酸、亚细胞定位、RT-qPCR 和 GUS 组织化学分析。LY 和 ZQ 进行了生物信息学分析。GS、JG、LF、LG、JCM、YB 和 QL 进行了脂质组学分析。YZ 和 YW 进行了 rbl1 的化学补充分析。 GS、QS、QG、Q. Zhou 和 T.-YC 进行了酵母突变体互补分析。JZ 和 KX 生成了 CRISPR 构建体。XK、XH、YL、W. Zhou、W. Zhang、Q. Zeng 和 ZK 筛选了编辑后的品系。GS、YW、RH 和 JX 进行了田间试验和农艺性状分析。GL 和 GS 起草了手稿,GL、GS、PS、LF、LZ、LG、KX、JCM、QL、YB、ZK 和 PCR 修改了手稿。所有作者都阅读并批准了最终手稿。
摘要:分蘖角度是决定禾谷类作物株型和产量的重要性状。在重力刺激下,分蘖角度部分由LAZY1(LA1)蛋白在细胞核和质膜之间的动态重新分配来控制,但其潜在机制尚不清楚。在本研究中,我们基于对水稻(Oryza sativa L.)扩散分蘖突变体la1 G74V的分析,鉴定并描述了LA1的一个新的等位基因,该突变体在该基因预测的跨膜(TM)结构域编码区中发生非同义突变。该突变导致地上部重力性完全丧失,从而导致植物匍匐生长。我们的研究结果表明,LA1不仅定位于细胞核和质膜,而且定位于内质网。去除LA1中的TM结构域会使植物表现出与la1 G74V相似的扩散分蘖表型,但不影响质膜定位;因此,它与玉米中的直系同源物 ZmLA1 有区别。因此,我们认为 TM 结构域对于 LA1 的生物学功能是必不可少的,但该结构域并不决定蛋白质在质膜上的定位。我们的研究为 LA1 介导的地上性调控提供了新的见解。
HKU4相关的冠状病毒属于与中东呼吸道综合征冠状病毒(MERS-COV)的同一Merbecovirus子属,该疾病导致死亡率超过30%的人类的严重呼吸道疾病。与HKU4相关的冠状病毒和MERS-COV之间的高遗传相似性使它们成为建模潜在的人畜共患溢出场景的有吸引力的研究主题。在这项研究中,我们确定了一种新型的冠状病毒污染农业水稻RNA测序数据集。2020年初,惠宗农业大学将数据集存放在NCBI中。我们能够组装出新型HKU4相关Merbecovirus的完整病毒基因组。组装的基因组为98.38%,与最接近已知的完整基因组序列tylonycteris pachypus bat bat孤立BTTP-GX2012相同。在使用计算机建模中,我们表明,新型HKU4相关的冠状病毒尖峰蛋白可能与MERS-COV使用的受体(DPP4)结合。我们进一步表明,新型HKU4相关的冠状病毒基因组已插入与先前发表的冠状病毒感染性克隆一致的形式中的细菌人造染色体。此外,我们发现了MERS-COV参考菌株的尖峰基因的几乎完整的读取覆盖率,并确定数据集中可能存在HKU4相关的嵌合体。
碘缺陷代表了全球一个公共卫生问题。为了增加饮食中碘的量,已经尝试了植物的生物强化策略。他们依靠碘的外源给药来增加其吸收和积累。但是,碘在植物中不稳定,可以通过由无害对臭氧层(HOL)基因编码的特定甲基转移酶的作用挥发为碘化甲基。大气中碘化甲基的释放是由于其臭氧耗竭潜力而对环境的威胁。稻田是碘化甲基最强的生产者之一。因此,碘生物化化的农艺学方法不适合这种作物,从而进一步增加了碘排放。在这项工作中,我们使用了基因组编辑CRISPR/CAS9技术来淘汰稻米基因并研究其功能。oshol1由于淘汰赛废除了该过程,因此导致了碘化甲基甲基生产的主要参与者。此外,它的过表达加强了它。相反,Oshol2的敲除未产生效果。我们的实验有助于阐明水稻基因的功能,提供工具来开发新的水稻品种,并减少碘排放,因此更适合于生物实力化计划而不进一步影响环境。
摘要 水稻(Oryza sativa)是重要的粮食来源,也是基因组研究的重要模式谷类,害虫是制约水稻生产的主要因素。本文概述了功能基因组学研究和水稻抗虫遗传改良的最新进展。迄今为止,水稻中已鉴定出许多抗虫基因,并通过图位克隆的方法克隆了 14 个抗虫基因。这些基因编码的蛋白质感知昆虫的效应物并激活防御途径,包括防御相关基因的表达,包括丝裂原活化蛋白激酶、植物激素和转录因子;以及对昆虫的防御机制,包括胼胝体沉积、胰蛋白酶蛋白酶抑制剂(TryPIs)、次生代谢产物和绿叶挥发物(GLVs)。这些正在进行的功能基因组研究提供了对水稻 - 昆虫相互作用的分子基础的深入了解,并促进了新型抗虫水稻品种的开发,从而提高了对这种重要作物的长期害虫控制。
根据国家农业科学研究所所产生的新气候变化情景,评估了整个朝鲜半岛的水稻气候产量潜力(CYP)的变化,并在共享的社会经济途径(SSP)和代表性浓度(RCP)发射方案下,在1 km分辨率下以1公里的分辨率为1 km,以1公里的分辨率进行评估。为了克服数据可用性,我们利用太阳辐射进行CYP而不是阳光持续时间,而阳光持续时间在气候预测场中相对罕见。结果表明,与当前气候相比,在温暖的温度条件下,最大CYP(CYPMAX)减少了,最佳标题日期逐渐延迟。在SSP5-85场景中,这种趋势尤其明显,表明除了朝鲜东北山区外,变暖速度更快。这显示了较低排放场景的好处,并采取了更多的努力来限制温室气体的排放。另一方面,Cypmax显示了各种可行的未来,在分析单个模型或少量模型结果时,它显示了未来气候预测的固有不确定性以及风险,突显了合奏方法的重要性。这项工作得到了赠款的支持(no。RS-2021-RD009055)来自大韩民国农村发展管理局