CRISPR/Cas9 基因组编辑是一种现代生物技术方法,用于改良植物品种,仅改变特定品种的一个或几个性状。然而,由于缺乏对关键基因的了解、幼苗期较长以及特定品种的整株植物难以再生,这种技术不能轻易用于改良柑橘果实的品质性状。在这里,我们介绍了一种基因组编辑方法,目的是生产果实中同时含有番茄红素和花青素的柑橘幼苗。我们的方法采用双单向导 RNA (sgRNA) 定向基因组编辑方法来敲除果实特异性的 β-环化酶 2 基因,该基因负责将番茄红素转化为 β-胡萝卜素。两个 sgRNA 同时靶向该基因以产生大量缺失,并在两个 sgRNA 靶标中诱导点突变。农杆菌 EHA105 菌株用于转化五种不同的花青素甜橙(属于 Tarocco 和 Sanguigno 品种组)和“Carrizo”枳橙(一种柑橘砧木)作为柑橘转化的模型。在目标区域测序的 58 个小植株中,86% 成功编辑。最常见的突变是缺失(从 -1 到 -74 个核苷酸)和插入(+1 个核苷酸)。此外,在六个小植株中发现了一个新事件,包括两个 sgRNA 之间区域的倒置。对于发生单个突变的 20 个小植株,我们排除了嵌合事件。小植株在营养组织中没有表现出改变的表型。据我们所知,这项工作是使用基因组编辑方法潜在改善柑橘水果品质性状的第一个例子。
将易感农作物植物植物和耐虫害的茎植物是一种有价值的管理实践,可减少全球植物性寄生虫和植物病原体造成的损害。抗甲酸中的耐药根可广泛用于嫁接番茄,茄子和胡椒作物,以控制多种疾病和线虫。已经开发出耐药的甲壳虫根stocks,用于嫁接西瓜,黄瓜,Luffa和Melon。几种果树种类(包括易感柑橘,苹果和橄榄)被嫁接在耐药的砧木上,尤其是用于管理土壤传播疾病和植物 - 寄生虫线虫。嫁接是土壤熏蒸的一种广泛使用的替代品,也是控制土壤传播疾病和线虫害虫的其他农药。Rootstocks of several crops have been developed with speci fi c resistance(s) to soil-borne diseases and plant-parasitic nematodes, including Verticillium wilt, Fusarium wilt, Fusarium crown and root rots, Southern blight, bacterial wilt, Huanlongbing (HLB), Phytophthora root rot, citrus tristeza virus, citrus Canker(Xanthomonas axonopodis),Meloidogyne Incognita,M。Arenaria,M。Javanica和Apple Repleant疾病(phytophthora,Pythium,Pythium,Cylindrocarpon和Rhizoctonia spp。与根神经线虫相互作用,Pratylenchus渗透性)。南部的根管线虫(M. inognita)易感番茄在线虫 - 耐药根上嫁接可降低根的腐蚀和增加的产量(Kunwar等,2015; Frey等,2020)。Meloidogyne Incognita会导致西瓜中的根,植物发育迟缓和果实产量降低。在耐药根stock上敏感的西红柿易受细菌枯萎病(ralstonia solanacearum)的果实,其果实产量高88%至125%(Sostoff等,2019)。野生西瓜根stocks对南部的根管耐药性具有
锚点(Coccinia abyssinica(Lam。)Cogn。)是一种土著根作物,用作埃塞俄比亚的食品和营养安全和社会经济上重要的农作物。尽管该作物具有巨大的潜力,但该国的研究和开发业上给予了较低的关注。事件尽管很少有关于锚定在几个加入的遗传多样性的研究,但本研究包括来自巨大生产领域的更多加入。使用定量性状进行了本研究,以评估埃塞俄比亚锚定400种锚定的遗传多样性。现场试验以三个复制的随机三重晶格设计进行了规定。收集了22个定量性状的数据,并进行了方差和多变量分析的分析。方差分析的结果表明,除了每个水果的位置数量和每个果实的6个位置,所有特征在附属中均显示出显着的变化(p <0.01)。在所有根特征的加入中都展示了宽范围;每植物(1-13),植物根重量(0.02-3.52 kg),总砧木(1.67-293.33 t/ha),根长度(6.4-30.08 cm),根宽度(6.09-33.16 cm)和根干重(12.9-55g/100g)。同样,果实和种子特征也表现出宽阔的范围。在根特征之间产生最高的正相关和显着相关性;总根产量(r = 0.37 **,根直径(r = 0.34 **)。根产量与种子产量(-0.001)负相关,但果实的长度与所有根特征呈正相关。聚类分析表明存在五个不同的群体,在这些群体中,它们的收集区域有多样化和各种不同。主成分分析(PCA)的结果表明,将附件分为七个基于评估的特征,即显着(特征值> 1),并解释了总变异性的55.08%。本实验中表现出的变异可以归因于环境和遗传因素。在埃塞俄比亚的锚固种质之间表现出的变异性将是在未来工作中筛选和选择锚定基因型的出色方法。
单分子实时 (SMRT) DNA 测序技术 (Pacific Biosciences) 生成的长读段是高质量叶绿体 (1, 2) 和线粒体基因组序列组装的起点之一。栽培的葡萄树 Vitis vinifera 极易受到病原体的感染。抗性品种如种间杂交品种‘Börner’ (V. riparia GM183 [母株] V. cinerea Arnold [花粉供体]) 被用作培育优良葡萄品种的砧木。我们从 SMRT 读段中组装并注释了‘Börner’的叶绿体 (cp_Boe) 和线粒体 (mt_Boe) 基因组序列。除非另有说明,所有生物信息学工具均采用默认参数。从品种“Börner”的幼叶中提取基因组 DNA(3),并在 Sequel I 测序仪(1Mv3 SMRT 细胞、结合试剂盒 v3.0、测序化学 v3.0,均来自 PacBio)上进行测序。通过 BLASTN(BLAST 2.7.1)搜索(4)筛选质体或线粒体序列(RefSeq 版本 91),筛选出潜在的质体或线粒体读段。使用的标准如下:读段长度,500 个核苷酸(nt)以上;同一性,70% 以上;查询覆盖率,30% 以上。 292,574 个潜在质体读段(共 2,715,983,671 nt;N50,12,829 nt)和 426,918 个潜在线粒体读段(3,928,350,102 nt;N50,12,624 nt)分别用 Canu v1.7(5)进行组装。每个最长的重叠群都与 V. vinifera 的叶绿体(6)或线粒体(7)基因组序列具有高度相似性。随后,使用 Bandage(8)确认组装正确。手动修剪环状基因组中重叠的末端序列,并将起始序列与葡萄参考序列比对。用 Arrow(SMRT Link 版本 5.1.0.26412)对组装体进行三次完善。最后一轮精炼将起始点移至序列的相反位置。为了帮助注释,根据制造商的说明,使用 peqGOLD 植物 RNA 试剂盒 (Peqlab) 从“Börner”组织中提取 RNA。根据 TruSeq RNA 样品制备 v2 指南,从 1,000 ng 总 RNA 制备索引 Illumina 测序文库。将得到的转录组测序 (RNA-Seq) 文库以等摩尔量汇集,并在 HiSeq 1500 仪器上以 2 100-nt 双端格式进行测序。cp_Boe (161,008 bp;GC 含量,37.4%) 和 mt_Boe (755,068 bp;GC 含量,44.3%) 使用 Web 服务 GeSeq v1.66 进行注释(cp_Boe 的具体设置: