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World File Search System自交系
向日葵自交系连锁累赘的基因组学
作物野生近缘种是作物改良的宝贵等位基因来源，包括适应气候变化和新出现疾病。然而，由于连锁累赘，来自野生近缘种的基因渗入可能会对理想性状（包括产量）产生有害影响。在本文中，我们分析了野生基因渗入在栽培向日葵自交系中的基因组和表型影响，以估计连锁累赘的影响。首先，我们生成了七种栽培向日葵和一种野生向日葵基因型的参考序列，以及另外两种栽培品种的改良组装体。接下来，依靠之前从野生供体物种生成的序列，我们鉴定了栽培参考序列中的基因渗入，以及它们所包含的序列和结构变体。然后，我们使用岭回归最佳线性无偏预测 (BLUP) 模型来检验基因渗入对栽培向日葵关联作图群体中表型性状的影响。我们发现基因渗入给栽培向日葵基因库带来了大量序列和结构变异，包括 3,000 多个新基因。虽然基因渗入降低了蛋白质编码序列的遗传负荷，但它们大多对产量和品质性状产生负面影响。在栽培基因库中发现的高频率基因渗入比低频率基因渗入的影响更大，这表明前者可能是人工选择的目标。此外，来自亲缘关系较远的物种的基因渗入比来自栽培向日葵野生祖先的基因渗入更容易适应不良。因此，育种工作应尽可能集中在密切相关且完全兼容的野生亲属上。
CENH3 错误表达导致柳枝稷单倍体和非整倍体
对于四倍体柳枝稷，我们将单倍体定义为两个亚基因组的基因组拷贝丢失。双单倍体技术需要有效的 2n 诱导系统以及随后的基因组加倍，并将提供新的育种机会，例如为商业杂交生产系统选择高性能自交系。不同柳枝稷亚种群的杂合亲本之间的杂交可产生生物量产量的杂种优势（Bhandari 等人，2017 年；Martinez-Reyna 和 Vogel，2008 年；Vogel 和 Mitchell，2008 年）。然而，由于柳枝稷中活跃的遗传不相容系统以及在获得的相对较少的自交基因型中可能发生的近交衰退和不育，自交系尚未开发。如果有更好的自交系，开发高产单交杂交种将是一种可选的育种方法。由于自交系的性能通常与其杂交种的性能相关，因此选择高产自交系可能具有优势（Hayes & Johnson，1939；Sprague，1977）。此外，DH 技术将促进所需性状、外来基因、转基因、染色体片段或整个染色体的渗入和稳定（Devaux & Pickering，2005；Forster & Thomas，2005）。
利用 CRISPR–Cas9 基因改造的糯玉米具有优越的田间性能
我们通过 CRISPR–Cas9 编辑 12 个优良玉米自交系中的蜡质等位基因，创造了蜡质玉米杂交种，这一过程比使用回交和标记辅助选择的传统性状基因渗入快了一年多。在 25 个地点进行的田间试验表明，CRISPR-蜡质杂交种在农艺上优于基因渗入杂交种，平均每英亩产量高出 5.5 蒲式耳。玉米蜡质基因 (Wx，也称为 Wx1) 编码一种颗粒结合的 NDP-葡萄糖-淀粉葡萄糖基转移酶，该酶负责延长直链淀粉中葡萄糖聚合物的线性链 1。野生型 (WT) 种子淀粉由~25% 直链淀粉和~75% 支链淀粉组成，而功能丧失的 wx 突变种子淀粉则由~100% 的支链淀粉组成，这使胚乳具有像蜡烛一样暗淡而光滑的外观 2 ，因此得名“糯玉米”。糯玉米淀粉用于造纸和粘合剂工业，并在食品工业中用作稳定剂和增稠剂 3 。美国每年在约 500,000 英亩的土地上生产约 8000 万蒲式耳糯玉米。有~200 个 wx 突变等位基因是自发产生的，通过随机诱变产生的，或通过非优良品系中的 CRISPR-Cas 靶向诱变产生的 4,5 。其中，wx-C 等位基因是现代商业糯玉米杂交种中使用最广泛的 wx 供体。商业化糯玉米杂交种是通过将 wx 突变基因渗入优良自交系而开发的。基因渗入通常需要与轮回亲本回交六到七代并自交才能获得用于商业化杂交生产的自交系。糯玉米杂交种的产量比对应的非糯玉米杂交种低约 5% 3 。产量降低的原因尚不清楚；可能是由于性状基因渗入造成的连锁累赘或 wx 突变导致的淀粉性质改变。使用 CRISPR-Cas9 进行基因组编辑和改进的转化技术 6 – 9 有可能缩短糯玉米杂交种的上市时间并消除回交过程中出现的连锁累赘。我们报道了使用 CRISPR-Cas9 和形态发生基因直接在 12 个优良玉米自交系中产生糯玉米缺失等位基因并进行多点产量测试的情况，所有这些过程耗时三年，这比基因渗入方法快得多。使用图 1a 中概述的策略，在优良自交系中生成了两个蜡质缺失等位基因，即 4 千碱基 (kb) 和 6 kb 缺失。为了在自交系 PH184C 中生成 4 kb 缺失系，将编码基因组编辑试剂 (指导对 CR1/CR3 和 Cas9；补充图 1) 的 DNA 引入未成熟胚胎中
玉米杂交种性能和品系配合力的基因组预测
玉米育种中最重要的两项活动是开发具有高一般配合力 (GCA) 和特殊配合力 (SCA) 值的自交系，以及鉴定具有高产量潜力的杂交种。基因组选择 (GS) 是一种很有前途的基因组工具，可根据从基因组预测 (GP) 估算的基因组估计育种值对未经测试的育种材料进行选择。在本研究中，进行了 GP 分析，以在三个玉米品系逐个测试试验中估计杂交种、GCA 和 SCA 的谷物产量 (GY) 表现，其中所有材料在 10 到 11 个多地点试验中进行了表型分析，并使用中密度分子标记平台进行了基因分型。结果表明，在模型的所有试验中，包括品系和测试者的加性效应，对杂交种表现的预测能力范围为 0.59 到 0.81。在同时包含加性和非加性效应的模型中，杂交种性能的预测能力得到了提高，所有试验的范围为 0.64 至 0.86。GY 的 GCA 预测能力较低，在仅包含自交系的模型的所有试验中范围为 0.14 至 0.13；在同时包含自交系和测试者的模型的所有试验中，GY 的 GCA 预测能力得到了提高，范围为 0.49 至 0.55，而 GY 的 SCA 预测能力在所有试验中均为负值。测试者之间的 GY 预测能力从 0.66 到 0.82 不等；测试者之间的杂交种性能很难预测。GS 提供了基于分子标记信息预测新杂交种性能和新自交系的 GCA 的机会，通过对更少的多地点试验进行表型分析，可以大幅降低总育种成本。 2021 中国作物学会和中国农业科学院作物科学研究所。由 Elsevier BV 代表科爱传播有限公司制作和托管。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。
利用非整合型Wus2载体增强玉米转化和定点诱变
摘要：高效的遗传转化是快速进行基因功能分析和作物性状改良的先决条件。我们最近证明，使用我们的快速农杆菌介导转化方法，具有 NptII /G418 选择和兼容辅助质粒的新型 T-DNA 双元载体可以有效地转化玉米自交系 B104。在这项工作中，我们实施了非整合型 Wuschel2 (Wus2) T-DNA 载体方法进行农杆菌介导的 B104 转化，并测试了其对难转化自交系 B73 转化和基因编辑的潜力。非整合型 Wus2 (NIW) T-DNA 载体辅助转化方法使用两株农杆菌菌株：一株携带目的基因 (GOI) 构建体，另一株提供 NIW 构建体。为了监测 Wus2 与玉米基因组的共整合，我们将由强组成型启动子驱动的玉米 Wus2 表达盒与新的可见标记 RUBY 相结合，后者产生紫色色素甜菜碱。作为 GOI 构建体，我们使用之前测试过的 CRISPR-Cas9 构建体 pKL2359 进行 Glossy2 基因诱变。当 GOI 和 NIW 构建体都由 LBA4404Thy 菌株递送时，B104 转化频率显著提高了约两倍（10% vs. 18.8%）。重要的是，我们能够使用 NIW 辅助转化方法转化顽固性自交系 B73，并通过省略选择剂 G418 获得了三株无转基因编辑植物。这些结果表明，NIW 辅助转化可以提高玉米 B104 转化频率，并为 CRISPR 技术用于无转基因基因组编辑提供一种新选择。
单倍体胚胎：像妈妈还是像爸爸？
单倍体胚胎只含有一组亲本染色体（n），而不是经典的两组染色体（2n），一组来自母亲，一组来自父亲。尽管如此，单倍体胚胎及其随后的单倍体幼苗代表了双单倍体（DH）技术的基础，而双单倍体（DH）技术是一种重要的植物育种工具[1,2]。DH技术可以简单地概括为：（i）生产单倍体胚胎，以及（ii）复制（复制粘贴）单倍体基因组以恢复正常倍性状态。DH技术可以实现高效的植物育种周期，主要是通过缩短创建固定遗传物质（自交系）的时间来实现的，因为只需要两代就可以获得纯合植物，而使用常规杂交则需要六代或更多代[1,2]。因此，DH流程可以快速评估植物的表型性状
Fragaria vesca'Yellow Wonder' 的组装和注释...
摘要 野生二倍体草莓Fragaria vesca是栽培草莓的基础研究模型。目前可用的参考基因组仅限于两个密切相关的种质，即Hawaii 4和CFRA2339。广泛使用的模型种质‘Yellow Wonder’尚未有其参考基因组。在本研究中，使用Oxford Nanopore长读和Illumina短读的组合组装了第7代自交系‘Yellow Wonder’的基因组。这个220兆碱基对基因组的从头染色体规模组装包含34,007个基因，这些基因是通过从Hawaii 4基因组注释中移植过来进行注释的。基因组比较表明‘Yellow Wonder’基因组与之前发表的两个F. vesca种质，即Hawaii 4和CFRA2339相对不同。 “黄色奇迹”参考基因组的出现为草莓属植物增添了另一个重要的基因组资源，使草莓的研究得以快速进展。
2022 年年度报告
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。
评论文章染色体加倍方法...
双单倍体技术旨在生成纯种自交系，用于基础研究和商业栽培品种。双单倍体技术首先生成单倍体植物，然后进行染色体加倍，根据每个物种的程序，染色体加倍可以分开进行，也可以重叠进行。长期以来，人们一直致力于通过雄核发育、雌核发育或孤雌生殖来生产单倍体。获得单倍体植物是第一步，由于这通常需要进一步优化，染色体加倍方法的研究已经落后。然而，染色体加倍最近重新引起了人们的兴趣，人们通过试验和优化不同的程序来提高双单倍体植物的生产率和效率。人们正在研究新的抗有丝分裂化合物和应用方法，以确保在单倍体材料再生后染色体加倍成功。此外，单倍体诱导物介导的 CRISPR/Cas9 基因组编辑系统是生产单倍体植物材料的突破性方法，对于传统单倍体再生方法无法成功的物种或顽固物种可能具有重要意义。在所有情况下，该系统的新部署都需要合适的染色体加倍方案。在这篇评论中，我们探索了现有的双单倍体和染色体加倍方法，以确定增强主要作物育种过程的机会。
生长素辅助受体 IAA2 的降解子尾部发生框内缺失突变，导致 Sisymbrium orientale 对除草剂 2,4-D 产生抗性
天然生长素吲哚-3-乙酸 (IAA) 是植物生长发育诸多方面的关键调节剂。合成生长素除草剂（如 2,4-D）可通过诱导植物产生强烈的生长素信号反应来模拟 IAA 的作用。为了确定印度篱芥（Sisymbrium orientale）杂草种群对 2,4-D 的抗性机制，我们对 2,4-D 抗性 (R) 和易感 (S) 基因型进行了转录组分析，结果显示在生长素辅助受体 Aux/IAA2 (SoIAA2) 的降解子尾 (DT) 中存在 27 个核苷酸的框内缺失，从而删除了 9 个氨基酸。在重组自交系中，缺失等位基因与 2,4-D 抗性共分离。此外，在该物种的几个 2,4-D 抗性田间种群中也检测到了这种缺失。表达 SoIAA2 突变等位基因的拟南芥转基因株系对 2,4-D 和二甲苯具有抗性。IAA2-DT 缺失降低了天然和合成生长素与 TIR1 的体外结合，导致结合率降低和解离率增加。这种合成生长素除草剂抗性机制赋予了这种 Aux/IAA 辅助受体的 DT 区域在植物体内的功能，以发挥其在合成生长素结合动力学中的作用，并揭示了一种使用基因编辑生产合成生长素抗性作物的潜在生物技术方法。