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番茄工程可生产出更大、含糖量更高的果实
北京中国农业科学院遗传学家领导的团队利用 CRISPR-Cas9 技术识别了番茄品种 Solanum lycopersicum 中控制糖含量的一对基因：钙依赖性蛋白激酶 27（SlCDPK27 或 SlCPK27）及其同源物 SlCDPK26。研究人员称，这些基因通过降解负责蔗糖生产的酶，充当番茄的“糖制动器”。只需使这两个基因失活，新品种的果实中的葡萄糖和果糖含量就会比普通的大规模生产番茄高出 30%。更重要的是，这样做不会导致果实大小或总量发生可测量的变化。基因改变不会降低产量，他们发现的唯一其他差异是番茄产生的种子更少，而且更小。他们认为消费者可能会喜欢这个附加功能。
使用生物技术在番茄中创建或转移新颖性状
番茄（Lycopersicon esculentum）通常被认为是植物育种成功的典型，并且通过使用生物技术而有可能进一步证明。对番茄作为基因工程模型系统的兴趣部分是由于过去50年来对Lycopersicon属所做的大量工作。这项工作包括收集乳杆菌及其野生亲戚的种质，创建染色体的添加和易位库存，发现或创建> 1200个单基因突变体（Stevens and Rick。1986）。 从野生种类的抗性基因转移。 为突变体或抗性基因的数量创建了近乎异构的线，以及clas -sical遗传图的发展（Tanksley等，1990）。 具有> 300个标记物，包括突变体，同工酶和抗性基因。 番茄作为研究系统的吸引力也是由于该物种将其用于基因工作的特征。 L. esculentum及其野生亲属是二倍体物种，2n = 24，并且适合局部逻辑研究。 L. esculentum易于自我授粉或交叉，以相对较高的种子组融合。 L. esculentum具有相对较小的基因组（0.7 pg）。 几乎没有重复的基因座（Rick，1971； Tanksley等，1987）。 关于L. esculentum及其野生亲戚的种植，遗传学和生物学的绝佳中心资源是“ The Tomato Crop”（Astherton and Rudich，1986）。 可以在番茄遗传合作社的年度出版报告中找到Lycopersicon可用的植物材料清单。1986）。从野生种类的抗性基因转移。为突变体或抗性基因的数量创建了近乎异构的线，以及clas -sical遗传图的发展（Tanksley等，1990）。具有> 300个标记物，包括突变体，同工酶和抗性基因。番茄作为研究系统的吸引力也是由于该物种将其用于基因工作的特征。L. esculentum及其野生亲属是二倍体物种，2n = 24，并且适合局部逻辑研究。L. esculentum易于自我授粉或交叉，以相对较高的种子组融合。L. esculentum具有相对较小的基因组（0.7 pg）。几乎没有重复的基因座（Rick，1971； Tanksley等，1987）。关于L. esculentum及其野生亲戚的种植，遗传学和生物学的绝佳中心资源是“ The Tomato Crop”（Astherton and Rudich，1986）。可以在番茄遗传合作社的年度出版报告中找到Lycopersicon可用的植物材料清单。在最近的一篇文章中。Hille等。 （1989）总结了在番茄改善中最广泛的术语意义上的生物技术。 而不是在这篇出色的文章中重复材料。 本讨论的重点是概述新兴技术用于番茄改进的能力和潜在价值。 使用分子开发在两种分子技术上使用分子发展中的进展。 使用TI介导的基因转移的RFLP图创建/使用RFLP图以及将外源DNA引入植物基因组。 如果人们还考虑了“生物技术”的标题培养，则也可以考虑原生质体融合和再生的植物改善的可能性。 当前的番茄RFLP图可能是较高的植物基因组中最合理的图（Tanksley等，1990）。 一旦创建。 RFLP地图有几种用于植物改进的用途。 该地图可用于定位和识别感兴趣基因的分子制造商（年轻和坦克。Hille等。（1989）总结了在番茄改善中最广泛的术语意义上的生物技术。而不是在这篇出色的文章中重复材料。本讨论的重点是概述新兴技术用于番茄改进的能力和潜在价值。使用分子开发在两种分子技术上使用分子发展中的进展。使用TI介导的基因转移的RFLP图创建/使用RFLP图以及将外源DNA引入植物基因组。如果人们还考虑了“生物技术”的标题培养，则也可以考虑原生质体融合和再生的植物改善的可能性。当前的番茄RFLP图可能是较高的植物基因组中最合理的图（Tanksley等，1990）。一旦创建。RFLP地图有几种用于植物改进的用途。该地图可用于定位和识别感兴趣基因的分子制造商（年轻和坦克。1989）。 曾经已经确定了紧密连接的分子标记。 标记可用于间接筛选感兴趣的基因。 ，因此促进了所需的主要基因的快速转移，同时最大程度地减少了连锁阻力（Tanksley等。1989; Tanksley，1989）。 RFLP映射可以进一步用于识别与重要定量性状相关的基因组区域。1989）。曾经已经确定了紧密连接的分子标记。标记可用于间接筛选感兴趣的基因。，因此促进了所需的主要基因的快速转移，同时最大程度地减少了连锁阻力（Tanksley等。1989; Tanksley，1989）。RFLP映射可以进一步用于识别与重要定量性状相关的基因组区域。一旦确定了这些区域，就可以使用该信息来促进影响定量特征的基因的转移（Paterson等，1988; Tanksley等人.. 1989）。
番茄WRKY-B转录因子通过靶向盲，PIN4和IAA15
横向分支是影响作物产量的关键农艺性状。在番茄（溶胶lycopersicum）中，横向分支过多是不利的，并导致了巨大的劳动力和管理成本。因此，优化横向分支是番茄育种的主要目标。尽管已经报道了番茄中与横向分支有关的许多基因，但其网络基础的分子机制仍然难以捉摸。在这项研究中，我们发现WRKY基因WRKY-B（用于WRKY桥梁）的表达曲线与生长素依赖性的腋芽发育过程有关。由CRISPR/CAS9编辑系统产生的WRKY-B突变体的侧向分支更少，而WRKY-B过表达线的侧向分支比野生型植物更多。此外，WRKY-B可以直接瞄准众所周知的分支基因盲（BL）和生长素外排载体基因PIN4以激活其表达。BL和PIN4突变体均表现出降低的侧向分支，类似于WRKY-B突变体。WRKY-B，BL和PIN4突变植物的腋芽芽中的IAA含量明显高于野生型植物中的含量。此外，WRKY-B还可以直接瞄准AUX/IAA基因IAA15并抑制其表达。总而言之，WRKY-B在BL，PIN4和IAA15的上游进行了调节，以调节番茄横向分支的发展。
文章 一种用于番茄育种的 CRISPR-Cas9 衍生雄性不育系统
摘要：雄性不育在杂交制种中可降低成本、提高种子纯度，但目前雄性不育在番茄杂交制种中的商业化应用尚未得到广泛推广。CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术可加速雄性不育在杂交制种中的实际应用。本研究利用CRISPR-Cas9系统在两个番茄亲本中同时敲除雄性不育10(Ms10)和花青素缺失(AA)两个紧密连锁基因座下的DYSFUNCTIONAL TAPETUM1(SlDYT1)和谷胱甘肽S转移酶(SlGSTAA)。产生的dyt1gstaa双突变体因花青素缺乏而出现绿色下胚轴，并表现出稳定的雄性不育性。使用绿色下胚轴作为形态标记，雄性不育的选择效率高达 92%，此后，我们开发了一种借助形态标记选择的雄性不育高效稳定的繁殖策略。此外，我们还生产了 dyt1gstaa 衍生的杂交种子，发现其产量、重量和发芽率与相应的 WT 衍生 F1 种子相当。dyt1gstaa 系统不仅将杂交种子纯度提高到 100%，而且还有助于快速、经济高效地测定。此外，我们还发现该系统对重要的农艺性状没有明显的副作用。这项研究表明，我们利用 CRISPR/Cas9 创建的 dyt1gstaa 系统可以应用于番茄杂交种子生产。
重新审视主调控因子在番茄成熟过程中的作用
番茄成熟转录调控的研究一直由转录因子 (TF) 基因的自发突变引领，这些突变会完全抑制正常成熟，表明它们是“主调节器”。使用 CRISPR/Cas9 诱变技术敲除潜在基因的研究表明情况有所不同，表明调控比以前认为的更为强大。这要求我们重新审视成熟调控模型，并将其替换为涉及部分冗余组件网络的模型。同时，与敲低技术相比，CRISPR/Cas 诱变技术的快速兴起导致出乎意料的弱表型，这表明补偿机制可能会掩盖蛋白质的功能。这强调了评估植物中的这些机制以及精心设计诱变实验的必要性。
蔗糖合酶基因SUS3可以增强番茄的冷耐受性
西红柿在各个阶段的生长阶段都容易受到寒冷温度的损害。因此，重要的是要确定可以增强番茄耐受能力的遗传资源和基因。在这项研究中，使用了223个番茄加入的人群来识别植物对冷应激的敏感性或耐受性。对这些加入的转录组分析表明，蔗糖合酶基因家族的成员SUS3是由冷应激诱导的。我们通过过表达（OE）和RNA干扰（RNAI）进一步研究了SUS3在冷应激中的作用。与野生型相比，SUS3 -OE线累积的MDA和电解质泄漏较少，脯氨酸和可溶性糖，维持SOD和CAT的较高活性，降低了超氧化物自由基，在寒冷下造成的膜损伤较少。因此，我们的发现表明SUS3在对冷应激的反应中起着至关重要的作用。本研究表明SUS3可以成为基因工程和改进项目的直接目标，旨在增强番茄作物的冷耐受性。
番茄果实外果皮优先启动子的鉴定及在遗传工程中的应用
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。
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。
诊断Xanthomonads感染胡椒和番茄植物的特定遗传标记
摘要，我们通过使用整个基因组序列分析和细菌基因组中的重复区域来改进标记系统，以检查黄褐色质体物种的遗传多样性。具体而言，我们使用PCR扩增了微卫星区域，并用特定的酶消化所得的片段。这些碎片曲线用作分子标记。因此，通过将微卫星和RFLP方法组合以区分黄thomonads物种来开发细菌鉴定的更精确的标记。此外，我们分析了使用渐进式淡紫色比对在NCBI中可用的各种Xanthomonas物种的祖先顺序。数据揭示了Xanthomonas物种的独特共线区域。这些区域也与用作标记的切割基因组片段有关，从而使Xanthomonas物种感染了番茄和胡椒。我们建议这些发现有助于理解黄虫的遗传多样性和快速诊断。