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磷酸盐1介导的磷酸盐从根到射击的易位调节植物的花卉过渡磷酸盐1介导的磷酸盐从根到射击的易位调节植物的花卉过渡
磷营养很长时间以来一直在影响植物的花卉转变，但潜在的机械主义尚不清楚。拟南芥磷酸转运蛋白磷酸盐1（PHO1）在从根到芽的磷酸转移中起关键作用，但是它是否以及如何调节花卉转变是未知的。在这里，我们表明PHO1的敲除突变延迟在长期和短期条件下开花。Pho1突变体的晚开花可以通过玫瑰花结或射击顶点的Pi补充来部分挽救。嫁接测定法表明，PHO1突变体的晚开花是磷酸盐从根到芽的磷酸易位受损的结果。SPX1和SPX2的基因敲除突变，这是两个磷酸盐饥饿反应的两个负调节剂，部分挽救了PHO1突变体的晚期流动。pho1在开花时间调节中对Pho2（Pho2的负调节剂）表示同义。损失PHO1会抑制某些花卉激活剂的表达，包括编码佛罗里语的FT，并在芽中诱导某些花卉阻遏物的表达。遗传分析表明，至少对于PHO1突变体的晚开花，至少部分缩进的茉莉酸信号传导。此外，我们发现pho1的水稻pho1; 2，Pho1的同源物在花卉过渡中起着类似的作用。这些结果表明PHO1整合了磷营养和开花时间，并且可以用作调节植物中磷营养介导的开花时间的潜在目标。
加速叶绿体工程
摘要：创建转基因微生物的“无标记”策略避免了潜在的抗生素抗性基因向其他微生物传播的问题。已经建立的策略，用于设计绿色Microalga衣原体的叶绿体基因组（= plastome）Reinhardtii，涉及使用在钥匙光合作用基因中携带质体突变的受体菌株恢复光合作用功能。在最小培养基上进行转化菌落的选择，使得只有在转基因DNA上进行的野生型拷贝代替突变基因的细胞才能具有光营养的生长。然而，由于使用有限的光敏性表型的突变株，这种方法可能会遭受效率问题，而在最小培养基上的生长缓慢以及未转换的细胞草坪的缓慢倒退。此外，这种光营养的救援往往依靠现有的突变体，这些突变体不一定是转化和靶向转基因插入的理想的：携带点突变的突变体可以轻易恢复，而那些没有删除的突变体不扩展到预期的转基因插入部位，这会引起缺乏过境的救援线的群体，从而引起了缺乏过境的线索。为了改善和加速C. renhardtii的转换管道，我们创建了一个新颖的受体线Hnt6，该系列在PSAA的外显子3中携带了工程删除，该删除编码了光学系统I（PSI）的核心亚基之一。我们使用荧光素酶报道器演示了HNT6的应用。这种PSI突变体是高度光敏的，可以通过在含乙酸乙酸酯的培养基上选择轻耐性，而不是在最小培养基上的光营养生长来更快地恢复转化菌落。缺失延伸到PSAA-3上游的位点，该位点是用于转基因插入的中性基因座，从而确保所有回收的菌落都是包含转基因的转化体。
TMT-视蛋白以依赖于环境的方式差异调节青鳉的大脑功能
脊椎动物的行为受光的强烈影响。由功能性视蛋白编码的光受体存在于脊椎动物的大脑和外周组织中。这种表达特征从鱼类到人类都存在，并且在昼行性脊椎动物中尤为突出。尽管视蛋白的广泛存在，但它们的非视觉功能在很大程度上仍然是个谜。考虑到视蛋白的数量之多，这一点就更加明显了。硬骨鱼类拥有大约 40 个视蛋白基因，从幼年发育阶段到成年期都存在。许多视蛋白已被证明具有光受体的功能。这就提出了一个问题：这么大的数量是否主要反映了功能冗余，或者更确切地说，最大限度地使硬骨鱼类能够最佳地利用水下存在的复杂光信息。我们重点研究了 tmt-opsin1b 和 tmt-opsin2，它们是具有祖先类型序列特征的 c-视蛋白，在几种脊椎动物门中都得到保守，在非视杆、非视锥、非视网膜神经节细胞的脑组织中表达部分相似，光谱灵敏度也相似。对单突变体的特征描述揭示了年龄和光依赖性行为变化，以及对前激素 sst1b 和电压门控钠通道亚基 scn12aa 水平的影响。在 tmt- opsin1b 突变体中，白天休息量受到的影响与眼睛、松果体和昼夜节律时钟无关。我们进一步研究了 tmt-opsin1b/2 双突变体的白天行为和分子变化，发现尽管它们具有相似的表达和光谱特征，但这些视蛋白在某种程度上以非加性方式相互作用。具体而言，双突变体以部分年龄依赖的方式补充单突变体中观察到的分子和行为表型。我们的工作为解开高度复杂的
两种蚜虫调控的 b-1,3-葡聚糖酶基因突变......
植物中胼胝质沉积是由各种应激因素引起的，例如当植物受到食草动物和病原体的侵袭时。以蚜虫为例，蚜虫破坏的韧皮部筛管被胼胝质堵塞，预计会减少蚜虫对韧皮部汁液的接触，而蚜虫诱导的宿主植物中降解胼胝质的 b -1,3-葡聚糖酶基因上调可能会抵消这种对蚜虫表现的负面影响。我们用大麦突变体测试了这一假设，其中两个 b -1,3-葡聚糖酶基因（1636 和 1639）中的一个或两个已通过 CRISPR/Cas9 技术在 cv. Golden Promise 中发生突变。此前发现，这两个基因在易感大麦基因型中被谷物害虫 Rhopalosiphum padi L. 上调。测试了四个 1636/1639 双突变体、三个 1636 单突变体和两个 1639 单突变体系以及对照系的蚜虫抗性。所有突变体系均有单碱基插入，导致移码和提前终止密码子。四个双突变体系中的三个显示 b-1,3-葡聚糖酶活性显著降低，细菌鞭毛蛋白诱导导致双突变体叶片中胼胝质形成显著多于对照和单突变体系。然而，我们发现这些改良植物性状对大麦抗稻瘟病没有影响。已证实这两个基因在 Golden Promise 中均被稻瘟病上调。基因 1637 是另一种已知在稻瘟病菌中上调的 b-1,3-葡聚糖酶基因，与对照系相比，该基因在双突变系中的表达更高。由于这些蛋白质的韧皮部浓度未知，因此很难判断这是否可以弥补双突变体中 b-1,3-葡聚糖酶活性的普遍降低。
使用基因破坏陷阱方法的正向遗传筛选确定了斑马鱼心脏功能中与Grin2Bb相关的RNA转录本（GRIN2BBART）的新作用
基于LNCRNA的控制会影响心肌梗塞，冠状动脉疾病，肥大和肌肌肌肉营养不良等心脏病生理学。本研究使用基因破裂的转座子（GBT）来筛选斑马鱼（Danio rerio）进行插入诱变。我们确定了三个插入突变体，其中GBT捕获了心脏基因。成年活的GBT突变体之一患有心动过心（心律不齐）和心脏室肿大或肥大。我们将其命名为“ Bigheart。” Bigheart突变插入图中的Grin2Bb或N-甲基D-天冬氨酸受体（NMDAR2B）基因内含子2的反向取向。相邻cDNA末端分析的快速扩增表明，在grin2bb的内含子2中有一个新的插入位点转录本。对野生型斑马鱼心脏室的RNA测序的分析显示，在插入部位显示了可能的新转录本。由于此推定的lncRNA转录本满足了规范的特征，因此我们称此转录本GRIN2BB相关的RNA转录本（grin2bbart）。使用原位杂交，我们确定了心脏，中枢神经系统中的局部grin2bbart表达，以及发育中的胚胎和野生型成人斑马曲线中心和大动脉中的肌肉。Bigheart突变体降低了grin2bbart的表达。我们表明，Bigheart基因陷阱插入切除切除了心律不齐和心房肥大，并恢复了Grin2Bbart的表达。吗啡介导的grin2bbart的反义下调模仿Bigheart突变体的野生型斑马鱼胚胎胚胎；这表明Grin2Bbart与Bigheart相关。Western印迹分析突出显示心血管组织使用grin2bb作为钙渗透离子通道。对Bigheart突变体进行的钙成像实验表明心脏中的钙不当。Bigheart心脏转录组显示钙稳态，心脏重塑和收缩基因的差异表达。
生物学研讨会
拟南芥CNGC家族有20名成员，其中CNGC2与自身免疫性表型引起的植物免疫有关，并且在各种突变体中的免疫反应受损（即cngc2/dnd1）。然而，CNGC2突变体显示了多效性表型，例如开花和发育缺陷，表明CNGC2的多功能性。在这里，我们表明CNGC2通过影响生长素生物合成而参与了生长素信号传导。CNGC2突变体对生长素的敏感性受损。这些生长素信号传导缺陷和CNGC2的自身免疫表型可以通过淘汰拟南芥（YUC6）和色氨酸氨基转移酶（TAA1/WEI8）来抑制CNGC2的自身免疫性表型。Ca2+信号可视化分析还表明，CNGC2在生长素治疗时具有产生Ca2+信号的缺陷，表明CNGC2的作用超出了免疫力，可能控制了整个植物Ca2+稳态。另一方面，最近的数据表明，一对其他CNGC，CNGC10和CNGC13逐渐参与免疫抗真菌感染和可能的草食性。
驯化Vigna stipulacea：染色体级...
在全球气候变化带来的挑战下增加粮食生产，从头驯化的概念（利用耐心的野生物种作为新作物）最近引起了人们的关注。我们以前曾在豆类维格纳氏菌（Minni payaru）的诱变人群中鉴定出具有所需的驯化性状的突变体，为新命运的试点。鉴于有多种耐心的野生豆类物种，使用反向遗传学建立有效的驯化过程很重要，并确定负责驯化性状的基因。在这项研究中，我们使用Vigna stipulacea ISI2突变体将VSPSAT1识别为负责降低硬种子的候选基因，该基因从镜头凹槽中吸收水。扫描电子显微镜和计算机断层扫描显示，ISI2突变体的蜂窝状蜡密封镜头凹槽比野生型较小，并且从透镜凹槽中取水。我们还鉴定了ISI2突变体的多效性效应：加速叶片衰老，种子大小的增加和每个豆荚的种子数量减少。在这样做的同时，我们在11个染色体和30,963个注释的蛋白质编码序列中生产了441 MBP的二木杆菌全基因组组件。这项研究强调了野生豆类的重要性，尤其是维格尼亚属的豆类，对生物和非生物胁迫的耐受性对于气候变化期间的全球粮食安全。
调控油菜 PSII 修复循环的致死基因 BnaC06.FtsH1 的精细定位与鉴定
摘要：光系统Ⅱ是叶绿体的重要组成部分，其修复过程对缓解光抑制至关重要，对提高植物的抗逆性和光合效率具有重要意义。致死基因被广泛应用于基因编辑的效率检测和方法改进。本研究在油菜中发现了一个自然发生的致死突变体7-521Y，该突变体子叶黄化，受双隐性基因cyd1和cyd2控制。通过全基因组重测序和图位克隆相结合的方法，利用15 167个黄化个体将CYD1精细定位到29 kb的基因组区域上。通过对转基因进行共遗传分析和功能验证，确定BnaC06.FtsH1为目的基因；它编码一个丝状温度敏感蛋白H 1 (FtsH1)水解酶，能够降解拟南芥中受损的PSII D1。BnaC06.FtsH1在甘蓝型油菜的子叶、叶片和花中表达量较高，且定位于叶绿体中。此外，在7-521Y中，FtsH上游调控基因EngA的表达上调，D1的表达下调。FtsH1和FtsH5的双突变体在甘蓝型油菜中是致死的。通过系统发育分析发现，在芸苔属植物中FtsH5的丢失，剩下的FtsH1是PSII修复周期所必需的。CYD2可能是甘蓝型油菜A07染色体上FtsH1的同源基因。我们的研究为致死突变体提供了新的见解，其发现可能有助于提高油菜 PSII 修复周期的效率和生物量积累。
一种用于拟南芥基因组中 T-DNA 插入片段高通量定位的接头连接介导 PCR 方法
农杆菌转移 DNA (T-DNA) 是一种有效的植物诱变剂，已用于在拟南芥中创建序列索引的 T-DNA 插入系，作为研究基因功能的工具。创建 T-DNA 插入系需要一种可靠的方法来定位基因组中的插入位点。在本方案中，我们描述了一种接头连接介导的 PCR 方法，我们已使用该方法筛选突变体文库并识别了超过 150,000 个 T-DNA 插入突变体；该方法还可用于绘制单个突变体的图谱。该过程包括三个步骤：限制性酶介导的接头与基因组 DNA 的连接；使用针对接头和 T-DNA 的特异性引物对 T-DNA/基因组 DNA 连接处进行 PCR 扩增；对 T-DNA/基因组连接处进行测序以便绘制到参考基因组。在大多数情况下，测序的基因组区域延伸到 T-DNA 边界，从而可以识别插入物的准确位置。整个过程需要2周时间才能完成。
CRISPR/Cas9 介导的丙二烯氧化物合酶破坏导致 12-氧代植物二烯酸积累缺陷，并降低对蜘蛛的防御能力
摘要 丙二烯氧化物合酶（AOS）是参与12-氧代植物二烯酸（OPDA）和茉莉酸生物合成的关键酶，在植物防御食草动物攻击中起重要作用。我们前期在地钱Marchantia polymorpha中鉴定了具有AOS活性的胞质型MpAOS1和叶绿体型MpAOS2。然而，尚无直接证据表明MpAOS的亚细胞定位及其通过产生OPDA对植物防御的贡献。本研究通过CRISPR/Cas9介导的基因组编辑破坏了Mp AOS1和Mp AOS2基因，生成了M. polymorpha突变体；并分析了双敲除突变体中OPDA产生的损失。在AOS突变体上，二斑叶螨（Tetranychus urticae）的存活率和产卵量相对于野生型植物有所增加。总体而言，这些发现表明，M. polymorpha 中已经建立了通过 OPDA 信号通路应对红蜘蛛的防御系统。