冰被认为是世界上的主要粮食作物,提供了世界 20% 的膳食能量。在气候变化情景下,开发包括耐盐在内的非生物胁迫抗性水稻基因型对于可持续水稻生产非常必要。盐分是全球水稻生产最重要的障碍之一,尤其是在沿海地区。水稻受益于新的育种技术,例如 CRISPR 主导的进化、CRISPR-Cas 和基本编辑器,最近已用于水稻以实现成功的基因组测序。通过这种方式,我们可以专注于耐盐水稻的基因组编辑,并根据其传统和先进方法找到最佳来源,以提高其抗性效果以及其可在各地广泛推广的生产力。
安得拉邦贡土尔阿查里亚 NG 兰加农业大学 Maruteru 区域农业研究站 (RARS) 开发了一种超级水稻品种 Swarna。Swarna 是一种采用谱系育种法开发的籼稻品种。该品种源自 Vasista 和 Mahsuri 的杂交,全球种植面积近 500 万公顷(Merugumala 等人,2019 年)。该植物为半矮生,直立株型,穗型发达,株高 90-110 厘米,每平方米 250-260 个穗,叶子深绿色,成熟期为 145-150 天。该品种无芒,尖穗呈黄色,容重为 21.5 克。籽粒长 5 毫米,宽 2.46 毫米。 Swarna 的白色谷粒的脱壳、碾磨和整精米回收率分别为 78%、68% 和 65%。该品种的碱扩散值为 4,直链淀粉含量为 24.5%。该品种的一个重要表型标记是壳,颜色为金黄色。谷粒偶尔出现白垩质。该品种的平均产量为 5.5 吨/公顷。该品种抗细菌性叶枯病 (BLB)。然而,它具有中等抗倒伏性、中等早期幼苗活力、中等根系结构和高氮磷利用效率。该品种的谷粒短而粗,直链淀粉含量中等。由于该品种在低投入管理下具有高产量,农民广泛采用该品种。Swarna 水稻品种通常在雨养和灌溉条件下种植。该品种在不同环境下表现出更高的缓冲能力(Mohapatra 等人,2021 年)。
随着粮食生产过程中产生的浪费,对粮食的需求也随之增加。大米很受欢迎,但如果管理不当,农工业残余物(如稻草和稻壳)就会成为问题。然而,可再生能源需求不断增长,事实上,稻米残渣链(如纤维素、木质素、半纤维素、碳和二氧化硅)可以转化为:燃料、发电、天然气生产、造纸和用于生产真菌和建筑材料的肥料。全球范围内缺乏稻米残渣管理的工业实施。在这种情况下,我们更密切地观察了哥伦比亚当地地区的水稻种植。本研究的目的是介绍当前的市场、挑战以及将循环经济纳入科尔多瓦省稻米市场的适当管理残渣的建议。这项研究是通过对稻米作物废物管理方案的科学和全面见解进行的。文章的选择标准是水稻生产、稻谷的主要成分、稻草和稻壳以及水稻系统中的废物处理。农民、研究人员、联合会、行政部门和管理人员需要努力改善土壤的养分、作物的质量以及残留物的管理,这些残留物包括留在工厂的残留物和留在
CRISPR–Cas9 方法已被用于在植物中产生随机插入和缺失、大量缺失、短序列的靶向插入或替换以及精确的碱基变化 1 – 7 。然而,用于功能基因组学研究和作物性状改良所需的长序列和基因的靶向插入或替换的通用方法很少,并且很大程度上取决于选择标记的使用 8 – 11 。基于在哺乳动物细胞中开发的方法 12 ,我们利用化学修饰的供体 DNA 和 CRISPR–Cas9 将长达 2,049 个碱基对 (bp) 的序列(包括增强子和启动子)插入水稻基因组,效率为 25%。我们还报道了一种依赖于同源性定向修复、化学修饰的供体 DNA 和目标位点串联重复序列的基因替换方法,以 6.1% 的效率实现了长达 130 bp 的序列的替换。在哺乳动物细胞中,使用平端的、5'-磷酸化的双链寡脱氧核苷酸 (dsODN),在两条 DNA 链的 5' 和 3' 端带有两个硫代磷酸酯键,可导致寡脱氧核苷酸 12 的强有力靶向整合。硫代磷酸酯键修饰旨在稳定细胞中的寡核苷酸,而 5'-磷酸化可促进非同源末端连接 (NHEJ),这是修复双链断裂 (DSB) 的主要途径,尤其是在培养细胞中。在用于再生小植株的培养植物细胞中,例如水稻愈伤组织细胞,NHEJ 也是主要的 DSB 修复途径 10,13。因此,这种类型的修饰 dsODN 可能会提高植物细胞中靶向插入的效率。为了验证这一假设,从水稻ADH1(酒精脱氢酶1)14 的5′非翻译区(UTR)中取出一个60bp的翻译增强子(ADHE)作为供体DNA,插入水稻的主要耐盐基因座SKC1(补充表1)15。如图1a所示,体外合成的ADHE供体DNA两侧有两个带有硫代磷酸酯键和5′-磷酸化修饰的核苷酸(ADHE;见补充图1b)。为了与传统供体DNA进行比较,还合成了未修饰的单链和双链寡脱氧核苷酸(ssADHE和dsADHE),带有三核苷酸多态性以供检测(图1b和补充图1b)。设计了一个针对 5 ʹ UTR 的单向导 RNA (sgRNA) (sgRNA-1),并将其构建到 CRISPR–Cas9 载体 pCBSG032 中(图 1c 和补充图 1a)。将三个供体 DNA 寡核苷酸按等摩尔比例混合,然后通过粒子轰击法将其与 CRISPR–Cas9 质粒 DNA (sgRNA-1) 一起引入中花 11 (ZH11) 水稻愈伤组织中。
由于适应当地环境和土壤条件,非洲 Oryza glaberrima 和 Oryza sativa 地方品种被视为育种性状的宝贵资源。与“进口的”高产亚洲水稻品种相比,它们通常具有对地方性害虫的卓越抗性以及对干旱和营养缺乏的耐受性。相比之下,这些非洲地方品种的“驯化性状”如落粒、倒伏和种子产量尚未得到很好的确立。因此,这些非洲品种在高产农业中的应用受到产量和谷物质量不可预测的限制。我们正在通过开发遗传转化非洲地方品种的协议来解决这一缺点,以便使用 CRISPR-Cas 介导的育种方法。在这里,我们使用栽培的非洲地方品种 Kabre 作为概念验证,以针对选定的已知“驯化位点”并提高 Kabre 水稻的农学潜力。使用基于 CRISPR-Cas9 的载体进行稳定的遗传转化可产生单个和同时多个基因敲除。通过破坏 HTD1 基因,产生了身高降低以减少倒伏的植物。此外,使用多重 CRISPR-Cas9 构建体靶向了三个显示控制种子大小和/或产量的基因座( GS3 、 GW2 和 GN1A )。这产生了种子产量显著提高的突变体。我们的研究提供了一个例子,说明新育种技术如何加速高产非洲地方水稻品种的开发,考虑到非洲是全球人口增长的热点地区,因此容易出现粮食短缺,这是一个重要的进步。
自 20 世纪 20 年代以来,诱发突变就已用于作物育种。目前,联合国粮食及农业组织 (FAO) 和原子能机构管理的数据库中记录了 3400 多种突变作物品种。通过改进和调整优化突变密度的技术,可以提高作物品种育种的有效性。这还涉及提高筛选大量突变种群或品系的效率,无论是表型还是基因型。鉴于这些目标,粮农组织/原子能机构粮食和农业核技术联合中心启动了一项为期五年的协调研究项目,题为“通过诱发突变育种提高水稻和高粱的抗旱能力”。该项目汇集了发达国家和发展中国家的研究人员,旨在通过诱发突变提高水稻和高粱种质的抗旱能力,并开发和调整筛选技术,以实现可持续粮食安全。
✓ 先进陆地观测卫星 2 号 (ALOS-2,简称“DAICHI-2”) 是 ALOS Daichi 的后续任务。JAXA 针对 ALOS-2 开展了研究和开发活动,以改进为 ALOS 开发的宽幅高分辨率观测技术,从而进一步满足社会需求。这些社会需求包括:1) 对受灾地区进行灾害监测,既要详细监测,也要监测受灾地区面积是否较大 2) 持续更新与国家土地和基础设施信息相关的数据档案 3) 有效监测耕地面积 4) 全球监测热带雨林以确定碳汇。
sago是可以推荐其生产的非晶状碳水化合物来源之一。Sago面粉的碳水化合物含量很高,其收益率和负担得起的价格(Nururrahmah等,2018; Zhu,2019; Du等,2020)。它也具有与玉米和大米相似的能量含量,即每100克353 kcal,361 kcal和360 kcal。Sago不含麸质,与玉米和大米的低血糖指数为28(Nururrahmah等,2018),分别为48和68。Sago淀粉含有11.07%的饮食纤维和10.58 mg/100 g的抗淀粉(Wahjuningsih等,2020),由于其健康受益人,可以作为功能性食品开发(Azkia等人,2021年)。消费饮食纤维可以提高生产力活性,增强消化系统,增加短链脂肪酸配方(SCFA),并降低患癌症和糖尿病的风险(Kaczmarczyk等,2012; Jha等,2017; Azkia et et and of。,20221)。抗性淀粉还通过减少肠中的致病细菌数量来帮助改善消化健康(Azkia等,2021)。
大米是全球一半人口的主食。基于表型的传统和标记辅助选择方法已用于稻米改进,但它们既耗时,昂贵又富有劳动力。因此,提高水稻产量的新型育种策略的研究和实施是一个很高的优先事项。基因组选择(GS)为克服这些局限性铺平了道路(Yu等,2016)。有效应用GS育种模型的主要因素是建造具有涵盖目标选择材料的基因组多样性的大规模培训人群(Fu等,2022)。然而,在应用水稻育种计划中的一般人群的实际实施仍处于新生阶段,并且对各种特征的基因组可预测性的全面评估尚未进行。为建造一个普遍代表的培训人群,我们编制了第一个中国耕种的水稻人口(CCRP),其中包括来自25个中国省份的4015个水稻加入,涵盖了五个主要的水稻种植地区,这些地区占中国年总水稻种植面积的99%以上(图1A; tables S1和S2)。这些加入包括1943年的Indica和2072 Japonica水稻加入,其中96%以上是品种和育种线(图1B;表S1和
摘要:由于现代育种实践,全世界都担心大多数作物(例如水稻)的遗传基础可能会变窄。因此,本研究的目的是调查巴西南部优良水稻种质中的这种现象,包括杂交中常用的种质。该小组由 91 个种质组成。通过层次聚类和主成分分析分析了去壳和精米的形态性状、SNP 标记和矿物质含量数据。事实证明,SNP 标记和层次聚类最适合评估遗传变异性。水稻遗传基础变窄已得到证实,尽管在巴西南部优良水稻种质中仍发现一定程度的遗传变异性,尤其是谷物矿物质含量。关键词:遗传资源、遗传变异性、基因分型、表型、Oryza sativa L.