饮食蛋白缺乏症是全球最严重的健康问题之一;优化植物性食品蛋白质生产率的能力对世界健康和可持续性产生了极大的影响。作物工厂必须整合来自环境的信号,并优先考虑在整个生长季节中可能单独/同时发生的压力的反应。压力反应会对植物的生长和质量特征(例如蛋白质和淀粉)产生不利影响。植物疾病每年造成主要损失作物的产量。拟南芥种类的拟南芥物种在拟南芥中与核因子y亚基C4(NF-YC4)结合拟南芥及其在作物中的同源物。 QQS或NF-YC4的过表达以碳水化合物为代价增加叶子和种子的蛋白质含量。过表达QQS或NF-YC4的突变体也显着提高了对植物病原体和害虫的耐药性。我们检测到了几个被预测的保守基序,该基序被稻米和大豆NF-YC4基因的启动子中的阻遏物约束。使用CRISPR/CAS9编辑大米和大豆NF-YC4基因的启动子,我们删除了具有阻遏物结合基序的启动子片段。这些缺失导致抑制剂结合减少,NF-YC4表达增加,蛋白质增加和碳水化合物降低。基因编辑的植物表现出高达48%的叶蛋白和15%的种子蛋白。此外,我们说明了通过靶向基因组缺失上调基因表达的一般方法。
摘要。Ruzyati M,Sisharmini A,Apriana A,Santoso TJ,Purwanto E,Samanhudi,Yunus A.2022。CRISPR/CAS9_GRNA-OSCKX2模块盒的构建及其引入米CV。Mentik Wangi由农杆菌Tumefaciens介导。生物多样性23:2679-2689。Mentik Wangi是一种来自热带Japonica群体的芳香稻米品种,其姿势高且生产率低。高大的植物姿势使Mentik Wangi大米容易容易住宿,从而导致产量损失。因此,仍然需要提高Mentik Wangi的植物高度和生产力。SD-1(OSGA20OX-2)和CKX2基因负责半矮人特征和高生产率。这项研究旨在构建一个带有OSCKX2基因的GRNA的CRISPR/CAS9盒式模块,并将这种结构引入由Tumefaciens vector lba4404介导的Mentik Wangi水稻。也在先前对Mentik Wangi大米的研究中构建的CRISPR/CAS9_GRNA-GA20OX-CASTETE质粒的引入。结果表明,CRISPR/CAS9_GRNA-CKX2盒式模块已成功地使用Golden Gate Cloning方法构建。将CRISPR/CAS9_GRNA-CKX2和CRISPR/CAS9_GRNA-GA20OX-2盒式模块引入Mentik Wangi Rice,导致了30种通过Hygromycin选择的推定转化线。PCR分析表明,从30条变换线中,15条线对抗霉素抗性基因呈阳性。必须进行进一步的分析,以确定OSCKX2和GA20OX-2靶基因中诱变的发生。
经济和收入的快速增长、城市化和全球化导致亚洲饮食结构急剧变化,从主食转向牲畜和奶制品、蔬菜和水果以及油脂。随着收入的增加,饮食结构将不再以大米为主,这是可以预见和观察到的,但目前的食品消费模式正显示出向西方饮食趋同的迹象。饮食转型的特点是小麦、温带水果和蔬菜以及高蛋白和高能量食品的消费增加。全球化和随之而来的城市中产阶级的全球互联互通是饮食趋同的驱动力。全球连锁超市和快餐店的迅速扩张正在强化上述趋势。对饮食多样性日益增长的需求不能仅靠传统的食品供应链来满足。它需要食品零售业的现代化,以及食品供应链的垂直整合,从而将消费者的餐盘与农民的耕田联系起来。因此,亚洲农业正走上一条不可逆转的道路,从传统的以谷物作物生产(尤其是水稻)为主转向日益商业化和多样化的生产体系。本文介绍了亚洲饮食多样化和西化的决定因素和趋势。本文介绍了不断变化的需求趋势对食品供应和零售系统的影响。本文讨论了小农户参与新兴食品供应系统的前景,特别强调了亚洲稻米生产系统。最后,本文探讨了食品政策、小农户福利以及农业研究和发展重点面临的新挑战。
摘要:癌症是一种巨大的全球疾病负担。每年,全世界有数千万人被诊断出患有癌症,其中超过一半的人死亡。海洋环境的巨大生物多样性越来越激发了专家的利益,尤其是在药物发现领域。在从海洋海绵中分离出来的一组真菌中,已经选择了海洋真菌曲霉的烟曲霉,因为它表现出明显的抗菌活性,朝向一组致病微生物。通过扩增和分析其18sRRNA基因的遗传鉴定,真菌已被鉴定出来。真菌粗提取物是通过稻米培养基上的真菌培养而获得的。对各种致病微生物的抗菌活性进行了测试。结果表明对铜绿假单胞菌,金黄色葡萄球菌,尼日尔和白色念珠菌具有明显的抗菌作用。此外,我们使用了三种不同的方法:ATBS,DPPH和脂质过氧化测定法测试了曲霉烟草WA7S6粗提取物的抗氧化潜力。结果表明,粗提取物WA7S6的IC50值为21.35 µg/ml。还针对HELA,MCF和WI-38等癌细胞系评估了粗提取物的抗癌潜力。通过GC质量和在血红素加氧酶识别化合物的硅分子对接中鉴定了真菌提取物的化学培养酯和脱氢膜内酯可能与抗氧化剂有关。
尽管MYB是植物发育和防御干旱胁迫的重要转录因子家族基因,但了解MYB基因参与水稻生长和对干旱胁迫的适应性仍然很大程度上是未知的。MYB98的功能分析表明,OSMYB98在种子发育和成熟过程中高度表达,并在干旱应力下诱导。在这里,OSMYB98是从稻米尼巴氏菌品种中放大的,在张胡瓦11(ZH11)中的功能过表达是一种野生类型,以验证OSMYB98在干旱胁迫中的作用。基于转录水平和相对表达分析的结果,选择了三个独立线进行进一步分析。OSMYB98和野生型的两个星期的幼苗受到20%的PEG6000进行干旱压力。结果表明,与野生型相比,OSMYB98,OSMYB98-3,OSMYB98-6和OSMYB98-8在干旱压力下差异表达和调节。过高表达增加了水稻根对干旱压力的抗性,在该干旱压力上,根中OSMYB98的表达迅速增加,因此在测试的时间点中升高并升高,并在24小时后达到最高。OSMYB98植物增强了对干旱的抵抗力,并导致较低的MDA含量,较低的水分流失和较高的干旱植物中脯氨酸含量较高。结果表明,OSMYB98是一种压力响应性基因,发展大米和其他农作物对干旱的耐药性可能是未来的基本基础。
M.S.教授 Swaminathan是印度绿色革命的父亲,他从1960年代至70年代提高生产力和生产力和稻米作物的生产,从饥饿中拯救了数百万人。 他还提供了将“绿色革命”转变为“常绿革命”的概念,这可能使农业能够承受气候变化的后果并可持续地养活世界人口。 Swaminathan教授始终提倡为小农户和可持续农业实践的原因。 他坚信科学的力量使边缘化的人受益,并且是使农民拥有知识和资源的声音支持者。 以一种整体方法的愿景,强调了保护生物多样性和自然资源的重要性,并促进了环保的农业技术,他于1988年成立了Swaminathan MS研究基金会。> 他在那里工作,直到最后一口气为经济增长制定和促进策略,这些策略直接针对贫困农民的就业,尤其是农村地区的妇女。 对他的人,科学家,农民和社会的感激之情深刻和情感上。 教授斯瓦米纳森教授被任命为三位最有影响力的印第安人之一(圣雄甘地和拉宾德拉纳特·泰格尔(Rabindranath Tagore),是另外两位),到1999年的《时代》杂志上,确实是转型的特工,他给印第安人和印度带来了尊严和钦佩。M.S.教授Swaminathan是印度绿色革命的父亲,他从1960年代至70年代提高生产力和生产力和稻米作物的生产,从饥饿中拯救了数百万人。他还提供了将“绿色革命”转变为“常绿革命”的概念,这可能使农业能够承受气候变化的后果并可持续地养活世界人口。Swaminathan教授始终提倡为小农户和可持续农业实践的原因。 他坚信科学的力量使边缘化的人受益,并且是使农民拥有知识和资源的声音支持者。 以一种整体方法的愿景,强调了保护生物多样性和自然资源的重要性,并促进了环保的农业技术,他于1988年成立了Swaminathan MS研究基金会。>Swaminathan教授始终提倡为小农户和可持续农业实践的原因。他坚信科学的力量使边缘化的人受益,并且是使农民拥有知识和资源的声音支持者。以一种整体方法的愿景,强调了保护生物多样性和自然资源的重要性,并促进了环保的农业技术,他于1988年成立了Swaminathan MS研究基金会。他在那里工作,直到最后一口气为经济增长制定和促进策略,这些策略直接针对贫困农民的就业,尤其是农村地区的妇女。对他的人,科学家,农民和社会的感激之情深刻和情感上。教授斯瓦米纳森教授被任命为三位最有影响力的印第安人之一(圣雄甘地和拉宾德拉纳特·泰格尔(Rabindranath Tagore),是另外两位),到1999年的《时代》杂志上,确实是转型的特工,他给印第安人和印度带来了尊严和钦佩。他的遗产继续激发了研究人员,政策制定者和倡导者,以应对从气候变化到可持续农业的时代紧迫挑战。
双极性or蛋蛋白是一种严重的子宫菌病原体,负责大米的棕色叶斑,导致数量和质量的产量损失很大。这种疾病在全球范围内普遍存在,影响大多数水稻种植地区,并对许多生产大米的国家具有历史意义。病原体可以在任何生长阶段感染大米,表现出各种植物部分的症状。最初的症状看起来像小,圆形,深棕色至紫色的斑点,可以发展为带有浅棕色至灰色中心的圆形或椭圆形病变,最终导致脱落的边缘。尽管化学杀菌剂提供了一定的控制,但它们通常对环境和人类健康产生不利影响。杀菌剂,例如carbendazim,丙吡啶唑,M-45和Ridomil,在控制该疾病方面表现出不同程度的疗效,合成杀真菌剂显示出最高的有效性,可实现高达100%的抑制作用。可以防止致病机制定植,降低致病性和增强植物免疫反应的生物学剂,已被分析为最环保的疾病控制替代方法。尽管Oryzae的全球意义具有全球意义,但关于生物防治药物,微生物组工程,患病率,遗传多样性以及与产量损失相关的协同应用的全面数据有限。需要进一步的研究来解决这些知识差距并增强疾病管理策略。关键词:生物防治,化学控制,疾病症状,病原体可变性,管理,水稻产量。简介稻米(Oryza sativa L.)是全球粮食安全的基石,为世界一半以上的人口提供了必不可少的营养。作为全球第二大农作物,米饭是关键
到2050年,人口预计将达到100亿(粮农组织,2017年)。我们这个时代的一个主要挑战是学习如何养活扩大的人口并成功地做到这一点。主要是由于绿色革命和植物育种技术的进步,目前的作物产量可以为大多数人口提供足够的食物。然而,由于气候变化和可耕地的可用性有限,作物产量似乎正在稳定,甚至在下降。为了养活100亿人口的全球人口,需要增加60%的生产率(Springmann等,2018)。因此,提高农业生产力和可持续性对整个世界至关重要。迫切需要在作物生产中的科学突破和技术创新,以确保未来的全球粮食安全。遗传变异是农业改善的基础。植物育种的目的是创建和利用这些遗传量。在植物育种的悠久史上(Hickey等,2019),已经使用了四种主要技术:通过基因组编辑,跨育种,突变育种,转基因育种和育种(Chen等,2019;图1)。传统的植物育种(交叉繁殖)涉及植物的靶向穿越,以通过性重组结合理想的特征,在改善农业生产力方面发挥了重要作用。但是,由于杂交只能用于引入亲本基因组中已经存在的特征,因此精英生殖限制的遗传变异性低从1950年代后期开始的第一次绿色革命来阐明这种策略,其中“矮人”的基因突变被繁殖到主要的主食作物中,例如小麦(Triticum aes-ees-tivum)和稻米(Oryza sativa),以获得高品种的品种(Khhush,2001年)。
在大米(Oryza sativa)谷物发育期间出现的热应激会降低谷物质量,这通常表现为增加的谷物粉笔。尽管对热应激对谷物产量的影响进行了充分研究,但由于量化晶粒质量的探索程度不如谷物产量,因此在热应激下稻米质量的遗传基础较少。为了解决这个问题,我们使用了基于图像的比色测定法(红色,R;绿色,g)进行全基因组关联分析,以鉴定暴露于热应激的水稻晶粒中表型变异的基因基因座。我们发现从成熟谷物图像得出的R与G像素比(RG)有效地区分了来自对照(28/24°C)的半透明晶粒和热应激(36/32°C)植物。我们的分析产生了一种新型的基因,即米粉晶粒5(OSCG5),该基因调节热应激下的晶粒粉笔的自然变化。OSCG5编码一种晶粒特异性,表达的蛋白质未知功能。OSCG5转录本丰度的加入表现出较高的粉笔性,这与应力下的RG值较高有关。这些发现在热应激下相对于野生型(WT)的OSCG5敲除(KO)突变体的粉笔增加了。过表达OSCG5的植物的晶粒不如KOS,但在热应激下与WT相当。与WT和OE相比,KO突变体相对于对照组具有更大的热敏感性。共同表明,OSCG5的自然变化可能在热应激下有助于水稻质量。
生物压力是稳定稻米生产的主要威胁之一。气候变化会影响时空和空间上的害虫爆发的转移。遗传改善了水稻中生物胁迫抗性的方法是一种具有成本效益和环境友好的控制疾病和害虫的方式。通过标记辅助选择(MAS)在本地精英品种中快速部署可用的基因/等位基因(MAS)对于稳定的高产量水稻生产至关重要。在这篇综述中,我们专注于合并所有可用的克隆基因/等位基因,以赋予对水稻病原体(病毒,细菌和真菌)和虫害的耐药性,相应的供体材料以及与识别基因相关的DNA标记。迄今为止,仅针对主要的生物胁迫克隆了48个基因(独立基因座):棕色Planthopper的7个基因(BPH),爆炸的23个基因,13个用于细菌疫病的基因,病毒的五个基因。图形上将48个基因的物理位置映射在12个水稻染色体上,以便育种者可以轻松地发现所有生物抗性抗性基因和任何其他靶性状基因的靶基因的位置和距离。为克隆基因的有效使用,我们收集了与识别基因相关的所有公开可用的DNA标记(〜500个标记)。对于其他生物应力尚无可用的克隆基因,我们提供了简短的信息,例如供体种质,定量性状基因座(QTL)和相关论文。本综述中描述的所有信息都可以促进稳定的高产水稻生产大米中生物胁迫耐药性的快速遗传改善。