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World File Search System霜霉病
葡萄树 DMR6-1 是霜霉病易感性候选基因
1 研究与创新中心，Fondazione Edmund Mach，Via E. Mach 1, 38098 San Michele all'Adige，意大利；carlotta.pirrello@unipd.it（CP）；giulia.malacarne@fmach.it（GM）；marco.moretto@fmach.it（MM）；lenzi.luisa@gmail.com（LL）；michele.perazzolli@fmach.it（MP）；stefania.pilati@fmach.it（SP）； claudio.moser@fmach.it (CM) 2 乌迪内大学农业、食品、环境与动物科学系，Via delle Scienze 206, 33100 Udine, 意大利 3 特伦托大学农业食品环境中心（C3A），Via E. Mach 1, 38098 San Michele all'Adige，意大利 4 SciENZA Biotechnologies BV，Sciencepark 904, 1098 XH Amsterdam，荷兰；T.Zeilmaker@enzazaden.nl 5 植物-微生物相互作用，乌得勒支大学生物学系，Padualaan 8, 3584 CH Utrecht，荷兰； g.vandenackerveken@uu.nl * 通讯地址：lisa.giacomelli@fmach.it † 现地址：意大利帕多瓦大学农学、食品、自然资源、动物和环境系，Agripolis 校区，V.le dell'Università 16，35020 Legnaro。‡ 这些作者对本研究的贡献相同。
opr-0024-0006.pdf
摘要 凤仙花霜霉病是凤仙花（一种具有重要经济价值的观赏花坛作物）的一种极具破坏性的病害。该病害是由一种新出现的病原体 Plasmopara obducens 引起的。由于对宿主和病原体的研究相对较少，因此关于凤仙花和 P. obducens 的基因组资源非常少。在本研究中，我们分析了在疾病发展的不同阶段凤仙花对 P. obducens 感染的转录变化。我们的主要目标是确定可能与凤仙花对 P. obducens 易感性有关的候选基因。由于凤仙花的基因组尚未公开，我们构建并优化了一个由 73,022 个转录本组成的从头转录组组装。基于这种优化的从头转录组组装的差异表达分析表明，在感染期间的六个不同时间点有 3,000 到 4,500 个差异表达的转录本 (DET)。这些 DET 的功能注释表明，在整个感染周期中，许多植物应激反应基因被激活和失活。几种受体样激酶 (RLK)、抗性基因、白粉病易感基因、转录因子（包括葡萄霜霉病易感因子）、几种逆转录转座子和许多其他植物应激相关基因在 I. walleriana 中对 P. obducens 的反应中主要以差异表达形式表达。本文报告的分析提供了对凤仙花霜霉病易感机制的分子见解，并为旨在提高 I. walleriana 霜霉病抗性的未来研究奠定了坚实的基础。
霜霉菌株遗传学进入茶叶领域
辅助进化技术研究迈出了历史性的一步，创造了意大利新的世界科学纪录：在 Mario Pezzotti 的协调下，维罗纳大学农业遗传学小组利用衍生公司 EdiVite 在瓦尔波利塞拉种植了 5 株抗霜霉病的霞多丽植物。预计到 2030 年，第一批葡萄藤将会上市：但研究必须快速推进，并且需要尽快出台欧盟关于基因改良技术的新法规。意大利政府承诺，用部长 Francesco Lollobrigida 的话来说，要“根据农业部门的当前需求，在基因组技术领域建立适当的欧洲监管框架”，UIV 秘书长 Paolo Castelletti 也评论道：“这一举措使我们很快接近获得抗性葡萄藤的时刻，这些葡萄藤是通过茶叶获得的，这将使我们能够显著减少用于保护葡萄园的植物保护产品的使用。”
藜麦全基因组关联研究揭示……
摘要 藜麦种质保留了有用且大量的遗传变异，但由于缺乏现代育种工具的实施，这一遗传变异仍未得到开发。我们整合了田间和序列数据，以表征藜麦的大量多样性。310 个种质的全基因组测序揭示了 290 万个多态性高置信度单核苷酸多态性 (SNP) 基因座。高地和低地藜麦聚集成两个主要群体，F ST 发散度为 0.36，连锁不平衡 (LD) 衰减分别为 6.5 和 49.8 kb。一项使用多年表型试验的全基因组关联研究发现了与 17 种性状稳定相关的 600 个 SNP。两个候选基因与千粒重相关，一个抗性基因类似物与霜霉病抗性相关。我们还确定了四种对适应性很重要的农艺性状的多效作用基因座。这项工作展示了使用部分驯化的孤儿作物重新测序数据来快速识别标记性状关联，并为基因组学支持的藜麦育种提供基础元素。
2021 年年度报告
通过该研究所的品种和技术鉴定委员会，我们已鉴定出六个有前途的蔬菜和花卉作物品种和五项技术。鉴定出的品种是 Arka Neelachal Pushti 豇豆（高产、蔓生、圆荚品种）、Arka Veera 黄瓜品种（早开花、营养丰富、抗霜霉病）、Arka Vikram 脊瓜（早开花、营养丰富杂交品种），以及三个适合切花、插花和花束制作的中国翠菊品种，平均瓶插寿命为 10-11 天——Arka Shubhi（红紫组、65D、扇形 2）、Arka Advika（白组、NN155D、扇形 4）和 Arka Nirali（N81A、紫组、扇形 2）。确定的技术包括：在有机生产条件下，用于控制蚜虫的番荔枝配方（有效率高达 95-97%）、Arka Mealymelt（一种用于溶解蚜虫外部体蜡的新型配方）和 Arka 蘑菇小米饼干，它结合了蘑菇和小米的营养价值，并且不含面粉、糖或防腐剂。此外，还确定了两个辣椒和一个脊葫芦品种，在国家一级通知后予以发布。
探索微生物在促进珍珠粟生长和生产力中的作用
摘要：干旱和半干旱地区是耐寒生物的宝库，包括植物物种和相关微生物。这些地区的重要作物是珍珠粟，它是食物和饲料的来源，尤其是在雨养地区。这种作物固有的耐寒性吸引了来自世界各地的研究人员，他们试图揭示其潜在的生物学特性，并评估相关微生物群落在赋予珍珠粟在非常恶劣的气候条件下生存的耐寒性方面所起的作用。珍珠粟相关微生物组由根际（根际内）、叶际（叶表面）和内生（内部组织内）微生物群落组成。这些微生物通过改善必需营养物质的吸收、保护植物免受病原体侵害以及增强抗旱和抗病能力，在植物健康和生长中发挥着关键作用。多项研究已经证实了这一点，其中珍珠粟的微生物接种提高了对霜霉病等疾病的保护，增强了抗旱和抗高温能力，并改善了包括产量在内的植物特性。探索天然抗逆和促进植物生长的微生物，并揭示它们对珍珠粟植物分子生物学和生物化学的影响，对于它们在可持续干旱和半干旱农业系统中的利用具有巨大的潜力。
番茄中 SlDMR6-1 的敲除促进了抗旱...
霜霉病抗性 6 (DMR6) 蛋白是一种 2-氧戊二酸 (2OG) 和 Fe(II) 依赖性加氧酶，参与水杨酸 (SA) 代谢。SA 被认为是一种非生物胁迫耐受性增强剂，在番茄中发现 DMR6 的失活会增加其水平并诱导对多种病原体的抗病性。通过应用 CRISPR/Cas9 技术，我们生成了 Sldmr6-1 番茄突变体并测试了它们对干旱和晚疫病的耐受性。野生型番茄品种‘San Marzano’及其 Sldmr6-1 突变体被剥夺了 7 天的水。WT植物表现出严重的枯萎，而T 2 Sldmr6-1突变体叶片肿胀，并保持较高的土壤相对含水量。生态生理测量表明，Sldmr6-1突变体采取了节水行为，通过降低气孔导度来降低蒸腾速率。在干旱胁迫下，同化率也降低，导致气孔下腔中的CO 2浓度没有改变，并提高了水分利用效率。此外，在Sldmr6-1突变体中，干旱胁迫诱导抗氧化相关基因SlAPX和SlGST的上调以及参与ABA分解代谢的SlCYP707A2基因的下调。最后，我们首次在番茄中强调，Sldmr6-1 突变体对晚疫病的病原菌致病菌的敏感性降低。
奥尔堡大学高效基因编辑策略......
马铃薯 ( Solanum tuberosum ) 是一种高度多样化的四倍体作物。优良品种杂合性极强，品种内和品种间短片段多态性 (indel) 和单核苷酸多态性 (SNP) 的发生率很高，在 CRISPR/Cas 基因编辑策略和设计中必须考虑这些因素才能获得成功的基因编辑。在本研究中，对马铃薯品种 Saturna 和 Wotan 中葡聚糖水双激酶 (GWD)1 和抗霜霉病 6 (DMR6-1) 基因分别进行深入测序，结果显示与杂合二倍体 RH 基因组序列相比，四倍体与二倍体相比，存在 indel 和 1.3 – 2.8 的高 SNP 发生率。这使向导 RNA (gRNA) 和诊断性 PCR 设计变得复杂。细胞库（原生质体）水平的高编辑效率对于实现四倍体中的完全等位基因敲除以及减少下游繁琐而精细的植株再生至关重要。在这里，CRISPR/Cas 核糖核蛋白颗粒 (RNP) 通过聚乙二醇 (PEG) 介导的转化瞬时递送到原生质体中。对于 GWD1 和 DMR6-1 中的每一个，设计了 6 – 10 个 gRNA 来靶向包含两个基因的 5 ' 和 3 ' 端的区域。与包括多种生物体的其他研究类似，单个 RNP/gRNA 的编辑效率差异很大，并且一些产生了特定的插入/缺失模式。尽管与靶向 3′ 端相比，靶向 GWD1 5′ 端的 RNP 产生的编辑效率明显更高，但 DMR6-1 5′ 端和 3′ 端的编辑效率似乎有些相似。当仅靶向 GWD1 基因的 3′ 端时，同时用两个 RNP 靶向 5′ 端或 3′ 端（多路复用）对总体编辑产生了明显的正协同效应。与单个 RNP/gRNA 转化中获得的编辑效率相比，位于不同染色体上的两个基因的多路复用对单个 RNP/gRNA 编辑效率没有影响或略有负面影响。这些初步发现可能会引发更大规模的研究，以促进和优化植物的精准育种。