简单总结:在雌雄同体动物中,精液蛋白对雄性生育至关重要。在本研究中,我们利用 CRISPR/Cas9 系统研究了鳞翅目模式昆虫家蚕精液蛋白 Sfp62 的功能。Sfp62 突变导致雄性不育并且可以稳定遗传。该突变不影响生长发育和雌性生育能力。这些数据表明 Sfp62 是不育昆虫技术 (SIT) 的理想靶标,在该技术中,转基因昆虫被大规模释放以与野生型昆虫交配,以减少甚至消灭目标害虫。有效实施 SIT 的决定因素包括转基因个体的强大竞争力和突变产生的多代效应。Sfp62 符合这些标准,因此是生物害虫防治的一个有希望的靶标。
摘要背景:背迷走神经复合体神经元内的 TRH/TRH-R1 受体信号通路是脑肠轴的重要介质。心理健康和对各种神经病变(如自闭症、注意力缺陷多动障碍、阿尔茨海默病和帕金森病、重度抑郁症、偏头痛和癫痫)的预防都受到肠道微生物群的影响,并由迷走神经介导。抗生素利福昔明 (RF) 不会穿过肠血屏障。它改变了肠道微生物群的组成,从而对旅行者腹泻、肝性脑病和前列腺炎具有治疗作用。 TRH 和 TRH 样肽的结构为 pGlu-X-Pro-NH 2 ,其中“X”可以是任何氨基酸残基,具有增强生殖、限制热量、抗衰老、胰腺 β 细胞、心血管和神经保护作用。TRH 和 TRH 样肽不仅存在于整个中枢神经系统,还存在于外周组织中。为了阐明 TRH 样肽在脑-肠-生殖系统相互作用中的作用,将 16 只雄性 Sprague–Dawley 大鼠(203 ± 6 克)分成 4 组(n = 4/组):对照组(CON)继续随意进食 Purina 啮齿动物饲料和水 10 天直至断头;急性组(AC)连续 24 小时接受 150 毫克 RF/kg 粉状啮齿动物饲料,为 200 克大鼠提供 150 毫克 RF/kg 体重;慢性组(CHR)动物接受 RF 10 天;戒断组(WD)大鼠接受 RF 8 天,然后接受正常饲料 2 天。结果:响应 RF,整个大脑和外周组织中的 TRH 和 TRH 样肽水平发生显著变化。 RF 治疗导致脑内 TRH 和 TRH 样肽水平发生显著变化的部位数量,按降序排列为:延髓 (16)、梨状皮质 (8)、伏隔核 (7)、额叶皮质 (5)、纹状体 (3)、杏仁核 (3)、内嗅皮质 (3)、前扣带回 (2) 和后扣带回 (2)、海马 (1)、下丘脑 (0) 和小脑 (0)。外周组织相应的排序为:前列腺 (6)、肾上腺 (4)、胰腺 (3)、肝脏 (2)、睾丸 (1)、心脏 (0)。结论:TRH 和 TRH 样肽表达对 RF 治疗的敏感性,特别是在延髓和前列腺中,与这些肽参与 RF 的治疗作用一致。关键词:TRH、利福昔明、延髓、皮质、前列腺、肾上腺
1 北京科技大学顺德研究生院中植国际农业生物科学研究院,北京 100024,中国;b20180388@xs.ustb.edu.cn (XL);b20200413@xs.ustb.edu.cn (SZ);b20190393@xs.ustb.edu.cn (YJ);b20190395@xs.ustb.edu.cn (TY);b20190392@xs.ustb.edu.cn (CF);houquancan@ustb.edu.cn (QH);suoweiwu@ustb.edu.cn (SW); xieke@ustb.edu.cn (KX) 2 北京主要作物生物技术育种工程实验室,北京国际生物技术育种科技合作基地,北京固得威科技有限公司,北京 100192,中国 * 通讯地址:xuelian@ustb.edu.cn (XA); wanxiangyuan@ustb.edu.cn (XW); 电话:+86-137-1768-5330 (XA); +86-186-0056-1850 (XW) † 这些作者对本文贡献相同。
1 波兰 AGH 科技大学物理与应用计算机科学学院,Al. Mickiewicz 30, 30-059 克拉科夫;Karolina.Planeta@fis.agh.edu.pl(KP);Natalia.Janik-Olchawa@fis.agh.edu.pl(NJ-O.)2 波兰雅盖隆大学动物学和生物医学研究所,Golebia 24, 31-007 克拉科夫;Zuzanna.Setkowicz-Janeczko@uj.edu.pl(ZS);K.Janeczko@uj.edu.pl(KJ)3 卡尔斯鲁厄理工学院同步辐射应用实验室,Kaiserstr. 12, D-76131 卡尔斯鲁厄,德国;Czyzycki@kit.edu(MC); Tilo.Baumbach@kit.edu (TB) 4 雅盖隆大学生物化学生物物理与生物技术学院,Golebia 24, 31-007 克拉科夫,波兰;Damian.Ryszawy@uj.edu.pl 5 卡尔斯鲁厄理工学院光子科学与同步辐射研究所,Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, D-76344 Eggenstein-Leopoldshafen,德国;R.Simon@kit.edu * 通讯地址:Joanna.Chwiej@fis.agh.edu.pl † 上述作者对本研究贡献相同。‡ 作者遗憾地宣布,年轻的科学家、我们的好朋友 Damian Ryszawy 在本文最终准备好之前突然去世。
高效的基因转换系统有可能促进使用实验室小鼠研究复杂的遗传性状,如果以“基因驱动”的形式实施,则可以限制野生啮齿动物种群造成的生物多样性丧失和疾病传播。我们之前表明,在雌性小鼠生殖系中,这种在 CRISPR/Cas9 双链 DNA 断裂 (DSB) 序列后从杂合子到纯合子的基因转换系统是可行的。然而,在雄性生殖系中,所有 DSB 都通过末端连接 (EJ) 机制修复,形成“插入/缺失”(indel) 突变。这些观察结果表明,将 Cas9 表达的时间与减数分裂 I 同时发生对于有利于同源染色体排列和染色体间同源定向修复 (HDR) 机制占主导地位的条件至关重要。在这里,我们使用 Spo11 基因座上的 Cas9 敲入等位基因,表明 Cas9 的减数分裂表达确实介导雄性和雌性生殖系中的基因转换。然而,雄性和雌性生殖系中 HDR 和 indel 突变的频率都很低,这表明 Cas9 可能在 Spo11 基因座中表达水平太低,无法有效形成 DSB。我们认为,在减数分裂 I 早期启动的更强劲的 Cas9 表达可能会提高基因转换的效率,并进一步提高雄性和雌性小鼠的“超孟德尔”遗传率。
全球粮食安全面临严峻挑战,因为预计到 21 世纪中叶世界人口将增长 25%,达到 100 亿 [1]。由于农业用地和淡水有限,需要利用现代农业技术实现更多、更可持续的农作物生产 [2,3]。其中包括开发和利用雄性不育系进行杂交育种和种子生产的更有效的杂种优势利用策略。植物雄性不育是指雌性器官保持正常,而不能形成或释放可育花粉粒。雄性不育突变体含有形态改变的孢子体或配子体花药组织。这些可能是由于植物花药和花粉发育过程中的转录调控、脂质代谢、糖代谢或其他过程存在缺陷所致 [4–6]。雄性不育基因的鉴定和功能分析不仅加深了我们对花药和花粉发育分子机制的认识,而且有利于开发和利用基于生物技术的雄性不育(BMS)系统,用于杂交育种和种子生产[5]。雄性不育可以由细胞质基因或核基因产生。细胞质雄性不育(CMS)由线粒体和核基因控制,在由雄性不育系、保持系和恢复系组成的三系系统中用于商业作物杂交种子生产,尽管它通常存在遗传多样性差、易患疾病以及CMS系恢复不稳定的问题[5]。核控制雄性不育仅由核基因控制,包括遗传稳定的核雄性不育(GMS)和环境敏感的核雄性不育(EGMS)。 EGMS 长期以来一直用于高效生产杂交水稻种子,其双系系统由雄性不育系和保持系组成,而 GMS 只是最近才用于 BMS 系统,例如玉米的种子生产技术 (SPT) 和多控制不育 (MCS) 系统 [7,8]。如上所述,全球粮食安全需要新的有效农业技术(如 BMS 系统)来增加农作物产量。
这是已接受出版的作者手稿,已经过完整的同行评审,但尚未经过文字编辑、排版、分页和校对过程,这可能会导致此版本与记录版本之间存在差异。请引用本文 doi:10.1111/jne.13063
我们对塑造竞争性生殖表型的近端和最终机制的理解主要源于对伴侣男性竞争的研究,尽管两性竞争都广泛。我们评估了以下假设:繁殖所需的资源的限制性,即NEST网站是驱动领土竞争和雄性鸟类睾丸激素分泌的关键变量。强制性二级空腔纽扣在各种谱系之间反复演变,提供了有用的比较环境,以探索对有限巢腔的竞争如何塑造侵略性及其在物种之间的基本机制。尽管来自一个或另一个空腔纽扣的证据表明,在女性和男性中,领土侵略都是适应性的,但在比较框架中尚未对此进行测试。我们预测,与具有较少限制性嵌套策略的亲密亲戚相比,腔巢会产生更强大的领土侵略。我们的焦点物种是两个强制性的次生腔巢物种和两个相关物种,在同一鸟类家族中具有更灵活的筑巢策略:树燕子(Tachycineta bicolor)与谷仓燕子(Hirundo Rustica);东部蓝鸟(Sialia Sialis)与美国罗宾(Turdus Migratorius)。我们使用模拟的领土入侵测定了同种攻击,发现腔巢物种比其近亲表现出更大的领土攻击。这种模式为女性和男性持有。由于领土攻击通常与睾丸激素升高有关,因此我们还假设腔巢物种在循环中会表现出较高的睾丸激素水平。然而,尽管有一些相关的证据表明睾丸激素与雌性树燕子的物理攻击率较高有关,但两性循环中的蛀牙物种在循环中均没有更高的睾丸激素。我们专注于与男女相关的环境(与基本育种资源的竞争)为共同考虑女性和男性生殖竞争的近端和最终驱动因素提供了有用的框架。
摘要细胞质男性不育(CMS)是一种母体遗传的性状,会导致花粉和花药发育中的功能障碍。cms是由核和线粒体基因组之间的相互作用引起的。通过线粒体基因组编码的引起CMS的基因的产物会影响线粒体功能和核基因的调节,从而导致雄性不育。相反,核基因组中生育基因(RF基因)的修复剂抑制了引起CMS的基因的表达并恢复男性生育力。同种质CMS系通常是由于核取代而繁殖的,这会导致去除功能性RF基因,并允许在线粒体中表达引起CMS的基因。CMS/ RF系统是理解植物中线粒体和核基因组的遗传相互作用和合作功能的绝佳模型,并且也是杂交种子生产的农艺上重要特征。在这篇评论文章中,描述了CMS,CMS相关的线粒体基因,RF基因的花粉和花药表型以及引起花粉流产的机制及其对水稻的农艺应用。
这项研究的目的是研究饮食摄入水平对能量代谢,碳(C)和氮(N)平衡的影响,并确定雄性西卡鹿在生长期间对雄性西卡鹿的维持要求。选择了体重相似(BW)(63.25±2.42 kg)的16个1岁雄性西卡鹿,每只饲料摄入水平有四只动物。鹿的四组的进食水平分别为建议量的40、60、80和100%。通过消化试验和呼吸试验测量了营养消化率和甲烷的产生。在呼吸测定试验中进行了4×4拉丁正方形的设计。结果表明,随着饲料摄入量的降低,C和N的明显消化率逐渐增加。此外,饲料摄入水平的降低,代谢能量(MEI),热量产生(HP)和雄性西卡鹿的保留能量显着降低(p <0.01)。根据HP和MEI之间的对数回归方程式估计,代谢能量(MEM)和生长鹿维持的净能量(NEM)分别为251.17和223.62 kj -1 bw 0.75 d -1。The net N requirement for maintenance (NNm) and net protein requirement for maintenance (NPm) of growing male sika deer based on the linear relationship between retained nitrogen (RN) and daily nitrogen intake (NI) were 251.8 mg kg − 1 BW 0.75 d − 1 and 1.57 g kg − 1 BW 0.75 d − 1 , respectively.从该实验获得的NEM和NPM值填充了净能量和蛋白质需求的差距,并作为在中国建立营养标准的基本数据。