葡萄(Vitis vinifera L.)是世界主要水果作物之一。葡萄的生产受到许多疾病的严重影响,包括由死体真菌灰葡萄孢引起的灰霉病。虽然所有葡萄属物种都可以成为灰葡萄孢的宿主,但葡萄属葡萄孢特别容易感染。因此,这种疾病对葡萄产业构成了重大威胁,并造成了巨大的经济损失。抗性葡萄属葡萄品种的开发已经从农民的偶然选择发展到通过使用统计和实验设计的有针对性的选择,再到使用遗传和基因组数据。标记辅助选择和基因工程等新兴技术促进了对灰葡萄孢具有抗性的品种的开发。一种有前途的方法是使用 CRISPR/Cas9 系统诱导定向诱变并开发转基因非转基因作物。因此,科学家现在正积极寻求识别与易感性和抗性相关的基因。本综述重点介绍 B. cinerea 病原体与其葡萄寄主之间的已知相互作用机制。它还探讨了 V. vinifera 中进化的先天免疫系统,目的是促进抗性葡萄品种的快速发展。
在蓖麻中,可靠且可重复的体外再生方案已经得到优化。有希望的早期(ICH-1146、ICH-440)和中期(ICH-277)杂交种正在协调试验的不同测试阶段。鉴定出三种在种子产量(>50%)和油含量(>49%)方面均表现优异的实验杂交种。在抗性育种方面,鉴定出一种具有灰霉病抗性的育种系 K-18-1-2,而两种育种系 K-18-162 和 GMM-3 在人工附生条件下对灰霉病表现出中等抗性/耐受性反应。此外,还验证了一个灰霉病抗性的主要 QTL。五种对尖镰孢菌属具有抗性反应的基因型。蓖麻(For)分离株来自 3 个中心,其中两种基因型对叶蝉具有中等抗性,五种基因型对粉虱具有高抗性,一种自交系 K-18-45-1 具有抗蒴果蛀虫性,已鉴定出两种耐旱品系。对变性土保护性农业实践的研究表明,在减少耕作和常规耕作方式下,种子产量相当,而且减少耕作还增加了土壤有机碳含量。蓖麻 + 花生间作系统记录的蓖麻当量产量最高。
“Rose 一直是美国花卉基金会 (AFE) 的宝贵合作伙伴,她始终致力于通过实际应用她的研究来推动行业发展。她致力于改善害虫管理实践,这一点在她与 AFE 进行的许多出色演讲和教育课程中得到了充分体现,包括为哥伦比亚种植者举办的有影响力的教育课程、关于蓟马管理和生物防治的详实信息表、在 Cultivate 等行业活动上的演讲以及她的专家网络研讨会——既针对我们的 Grow Pro 网络研讨会系列,也针对我们的蓟马和灰霉病活动。她最近的 Grow Pro 网络研讨会“蓟马综合防治”打破了我们的所有注册和出席记录,这证明了她在行业中的声誉和她工作的卓越品质。”
CRISPR/Cas 已成为多种生物体中遗传操作的最先进的技术,能够以前所未有的效率进行有针对性的遗传改变。本文中,我们报告了在重要的坏死性植物病原体灰霉病中首次建立强大的 CRISPR/Cas 编辑,该方法基于将优化的 Cas9-sgRNA 核糖核蛋白复合物 (RNP) 引入原生质体。通过开发一种将 RNP 递送与含端粒的瞬时稳定载体共转化相结合的新策略,进一步提高了编辑产量,从而允许临时选择和方便地筛选无标记编辑事件。我们证明,与现有的基于 CRISPR/Cas 的丝状真菌方法(包括模型植物病原体稻瘟病菌)相比,这种方法提供了更高的编辑率。编辑菌株的基因组测序显示很少有额外的突变,也没有 RNP 介导的脱靶证据。端粒载体介导编辑的高性能通过随机诱变 sdhB 基因的 272 个密码子得到证实,该基因是琥珀酸脱氢酶抑制剂 (SDHI) 杀菌剂抗性的主要决定因素,方法是将 272 个密码子批量替换为编码所有 20 种氨基酸的密码子。在没有选择的情况下,所有交换的频率都相似,但 SDHI 选择允许识别新的氨基酸替换,这些替换赋予了对不同 SDHI 杀菌剂的不同抗性水平。基于 RNP 的共转化效率提高且易于操作,有望加速 B . cinerea 和其他真菌的分子研究。
番茄 ( Solanum lycopersicum ) 是一种全球性种植的作物,具有巨大的经济价值。外果皮决定了番茄果实的外观,并在收获前和收获后保护其免受各种生物和非生物挑战。然而,目前还没有番茄外果皮特异性启动子,这阻碍了基于外果皮的基因工程。在这里,我们通过 RNA 测序和逆转录-定量 PCR 分析发现番茄基因 SlPR10 ( PATHOGENESIS RELATED 10 ) 在外果皮中大量表达。由 2087-bp SlPR10 启动子 ( pSlPR10 ) 表达的荧光报告基因主要在 Ailsa Craig 和 Micro-Tom 品种的转基因番茄植株的外果皮中检测到。该启动子进一步用于番茄中 SlANT1 和 SlMYB31 的转基因表达,它们分别是花青素和角质层蜡质生物合成的主要调节因子。pSlPR10 驱动的 SlANT1 表达导致花青素在外果皮中积累,赋予果实抗灰霉病和延长保质期,而 SlMYB31 表达导致果皮蜡质增厚,延缓水分流失并延长果实保质期。有趣的是,pSlPR10 和另外两个较弱的番茄外果皮优先启动子在转基因拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 植物的子房中表现出一致的表达特异性,这不仅为番茄外果皮和拟南芥子房之间的进化同源性提供了线索,而且为研究拟南芥子房生物学提供了有用的启动子。总的来说,这项研究报告了一种理想的启动子,能够在番茄外果皮和拟南芥雌蕊中实现靶基因表达,并证明了其在番茄果实品质遗传改良中的实用性。
摘要:番茄果实在贮藏期间极易受到主要病原菌灰葡萄孢(B. cinerea)的侵染。最近的研究表明,自噬在植物防御生物和非生物胁迫中至关重要。自噬相关基因5(ATG5)在自噬体的完成和成熟中起关键作用,并被灰葡萄孢菌快速诱导,但ATG5在番茄采后果实抗灰葡萄孢菌中的潜在机制尚不清楚。为了阐明SlATG5在番茄果实抗灰葡萄孢菌中的作用,本研究采用CRISPR/Cas9介导的SlATG5敲除技术。结果表明,slatg5突变体对灰葡萄孢菌的感染更加敏感,病害症状更加严重,抗病酶几丁质酶(CHI)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)等活性降低。此外,研究还观察到接种灰葡萄孢菌后,slatg5突变体中水杨酸(SA)信号相关基因SlPR1、SlEDS1、SlPAD4、SlNPR1的相对表达量高于WT,而茉莉酸(JA)信号相关基因SlLoxD和SlMYC2的相对表达量低于WT。这些结果表明,SlATG5 通过抑制 SA 信号通路和激活 JA 信号通路正向调控番茄果实对灰霉病菌的抗性反应。