XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System鳞翅目
半翅目害虫的基因编辑和遗传控制
半翅目昆虫的起源可以追溯到 2.3 亿年前的二叠纪晚期，远早于 1 亿年前的白垩纪开花植物的起源。半翅目昆虫用吸吮式喙进食流质食物；植食性半翅目昆虫的口器（刺）结构精巧，可以从植物木质部或韧皮部中贪婪地吸食食物。这种适应性使一些半翅目昆虫成为全球重要的农业害虫，每年造成严重的农作物损失。由于农业环境中依赖化学杀虫剂控制害虫，许多半翅目害虫已经进化出对杀虫剂的抗药性，因此迫切需要开发新的、针对特定物种的、对环境友好的害虫防治方法。 CRISPR/Cas9 技术在果蝇、赤拟谷盗、家蚕和埃及伊蚊等模型昆虫中的快速发展，引发了双翅目和鳞翅目新一轮的创新基因控制策略，也引发了人们对评估半翅目基因控制技术的兴趣。迄今为止，半翅目的基因控制方法在很大程度上被忽视，因为将遗传物质引入这些昆虫的生殖系存在问题。模型昆虫物种中 CRISPR 介导的诱变频率很高，这表明，如果能够解决半翅目的递送问题，那么半翅目的基因编辑可能很快实现。过去 4 年中，CRISPR/Cas9 编辑已在 9 种半翅目昆虫中取得了重大进展。这里我们回顾了半翅目昆虫的研究进展，并讨论了将当代遗传控制策略扩展到这一对农业具有重要意义的昆虫目物种所面临的挑战和机遇。
西迪布济德案例研究
昆虫种群在农业生态系统中发挥着至关重要的作用，影响着作物的生产力和整个生态系统的健康。这项研究在突尼斯西迪布济德省的 El-Mzara 1、El-Mzara 2 和 Zaafriya 三个地点进行，旨在通过水陷阱评估与番茄作物相关的昆虫的多样性和丰富度，时间为 2021 年 3 月下旬至 6 月初。捕获的昆虫被收集起来，并采用 RBA 方法进行鉴定。共捕获了 603 只昆虫。这种生物多样性属于九个目，共包含 108 个形态物种，分布在 46 个科中。结果显示，鞘翅目和膜翅目是最丰富的目，而膜翅目表现出最高的多样性，有 34 个形态物种。香农指数和辛普森指数表明 Mzara 1 的昆虫物种多样性高，分布均匀。Margalef 指数表明该地点的物种丰富度相对较高。昆虫生物多样性的时间分析表明，在整个番茄种植季节，不同目的昆虫的丰度存在差异。膜翅目昆虫在开花期达到顶峰，这与它们作为传粉媒介的作用相吻合。半翅目昆虫在结果和生长阶段最为丰富，这与它们对番茄叶片和果实的有害影响相对应。鳞翅目昆虫在结果和生长阶段也显示出丰度增加。这些首次发现有助于我们了解番茄作物中的昆虫群落结构。通过识别和监测主要昆虫种类及其辅助昆虫，所获得的数据为进一步研究提供了宝贵的基础。
三河中的宏观交流脑的生物多样性和社区结构，
摘要这项研究是在Zomba市进行的，这恰好是马拉维的正式山顶。选择的三条河流是：Lokangala，Mulunguzi和Domasi河，每个河流都有特殊的特征。Likangala流域受到人口增加的影响，这导致了城市蔓延。它也起源于Zomba高原，并流入Mulunguzi大坝，该水坝向Zomba City提供水。Dimasi河从Domasi市场和监狱收集了所有废水。通常，在Zomba市区的3个流中研究了9个抽样站，总共确定了98个分类单元，其中96个被鉴定为该物种或通用水平，并将2个鉴定为家庭水平。这些分类单元属于3个门（节肢动物，软体动物和annelids），4个类（甲壳类动物，昆虫，腹足类动物和Achaeta），12个订单和50个家庭。节肢动物是最多样化的，有2个类别，9个订单，49个家庭和92种形态型。接下来是Mollusca，上面有一个类，秩序，家庭和3个形态型。Annelids只有一个有2种的家庭。最多有90种形态的昆虫分为8个阶和46个家庭。Mollusca在2个家庭中有3种物种，而Annelids在一个家庭中显示了2种物种。甲壳类动物的类别只有一个家庭和物种。Of the 8 orders identified in the class of insects, that of Hemiptera is the most represented with 27 taxa and 11 families, it was followed by the Diptera (19 taxa and 7 families), Coleoptera (16 taxa in 7 families), Trichoptera (9 taxa and 9 families), Odonata (8 taxa and 5 families), Ephemeroptera (6 taxa and 5 families) and finally we have the Plecoptera和水生鳞翅目只有1个分类单元和家人。
Askor，RNASEQ数据分析的R软件包
农业生态系统的生物信息学平台（BIPAA）是法国农业，食品和环境研究所（INRAE）的生物启发性平台。它致力于支持与农业生态系统相关的昆虫开发的基因组学和基因组学计划，并协助多个从事Arthopod基因组学工作的社区的合作和协调。该信息系统是十多年前创建的，以支持国际蚜虫基因组学联盟（IAGC），以注释和策划PEA蚜虫基因组[1]，并经过不断的改进并扩展到phylloxera基因组的最新成就（daktulosplaira paroseraheyter paraster paraster（2]）[2] Campoletis Sonorensis [3]，Cotesia Congregata [4]，Aphidius Ervi和Lysiphlebus Fabarum [5]）或Spodoptera Frugiperda [6]。因此，BIPAA是几个公共参考数据库的所在地，包括蚜虫，鳞翅目和parwaspDB，每个数据库都有多种昆虫基因组。总共有38个基因组目前可在线获得，其基础设施已经发展为支持众多新基因组的负载并促进浏览和导航。对于每个物种，Web应用程序的集合允许用户探索参考基因组或转录组组件和注释（例如基因组浏览器，基因报告），以比较基因组学区域（同义查看器），以使用多种工具分析这些数据（例如对齐各种序列，注释，SNP预测等）通过专用的Galaxy服务器[7]或特定的Web应用程序（例如爆炸形式），或通过策划Apollo [8]中的基因组注释来纠正或添加信息。RNA-Seq研究现在负担得起，并且在许多实验室中广泛使用。在昆虫科学中，目前仍用于研究现象，例如整个昆虫的分子反应，器官和组织对不同的生物或非生物胁迫的组织，包括暴露于杀虫剂，微生物感染或对不同宿主的喂养，以及对我们对基因表达的改善与免疫的知识的改善，
开发针对小菜蛾表型基因的 CRISPR/Cas9 介导基因驱动构建体
基因驱动系统可以确保比正常的孟德尔分离更多地将理想性状传递给后代。成簇的规律散布回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 9 (Cas9) 介导的基因驱动系统已在双翅目昆虫物种中得到证实，包括果蝇和按蚊，但尚未在其他昆虫物种中得到证实。在这里，我们开发了一种单一的 CRISPR/Cas9 介导的基因驱动构建体，用于小菜蛾，一种对十字花科作物具有高度破坏性的鳞翅目害虫。该基因驱动构建体包含一个 Cas9 基因、一个标记基因 (EGFP) 和一个靶向表型标记基因 (Pxyellow) 的 gRNA 序列，并位点特异性地插入到小菜蛾基因组中。这种基于归巢的基因驱动将包含 Cas9 基因、gRNA 和 EGFP 基因及其启动子的片段约 12 kb 复制到目标位点。总体而言，由于同源定向修复 (HDR)，基因驱动效率为 6.67% – 12.59%，由于非同源末端连接 (NHEJ)，抗性等位基因形成率为 80.93% – 86.77%。此外，与来自雌性亲本的转基因后代相比，来自父本的转基因后代表现出更高的基因驱动效率。这项研究证明了 CRISPR/Cas9 介导的基因驱动构建体在小菜蛾中的可行性，可将所需的性状遗传给后代。这项研究的结果为开发一种有效的 CRISPR/Cas9 介导的基因驱动系统用于害虫防治奠定了基础。
使用RGB空中图像和机器学习检测咖啡叶矿工
摘要：咖啡生产的可持续性是全球生产者的关注点。为了保持可持续性，有必要达到令人满意的咖啡生产力和质量。害虫和疾病会降低生产率，并可能影响咖啡豆的质量。为了确保可持续性，生产商需要监测可能导致大量农作物损失的害虫，例如咖啡叶矿工Leucoptera Coffeella（Lepidoptera：Lyonetiidae），属于鳞翅目命令和Lyonetiidae家族。这项研究旨在使用机器学习技术和植被指数来远程识别咖啡叶矿工在咖啡种植地区的侵扰。咖啡叶矿工侵扰的现场评估是在2023年9月进行的。使用远程试验的飞机拍摄航空图像，以确定带有RGB（红色，绿色，蓝色）图像的13个营养指数。使用ArcGIS 10.8软件计算植被指数。一个综合数据库，其中包含咖啡叶矿工侵扰，植被指数和作物数据的详细信息。数据集分为培训和测试子集。使用了四种机器学习算法：随机森林（RF），逻辑回归（LR），支持向量机（SVM）和随机梯度下降（SGD）。超参数调整后，采用了测试子集进行模型验证。值得注意的是，SVM和SGD模型在估计咖啡叶矿工侵扰方面均表现出卓越的性能，KAPPA指数分别为0.6和0.67。植被指数和作物数据的综合使用提高了咖啡叶矿工检测的准确性。RF模型的性能不佳，而SVM和SGD模型的性能更好。这种情况突出了追踪咖啡叶矿工在不同年龄，不同品种和其他环境变量不同的领域中的挑战。
使用整合和抗 CRISPR (IntAC) 在果蝇细胞中进行更高分辨率的全基因组 CRISPR 敲除筛选
2 霍华德休斯医学研究所，波士顿，MA 02115 通信：ram@genetics.med.harvard.edu (RV)；perrimon@genetics.med.harvard.edu (NP) 摘要 CRISPR 筛选可实现系统的、可扩展的基因型到表型映射。我们之前开发了一种用于果蝇和蚊子细胞系的汇集 CRISPR 筛选方法，使用质粒转染和位点特异性整合来引入单向导 (sgRNA) 文库，然后进行 PCR 和整合的 sgRNA 测序。虽然有效，但该方法依赖于早期组成型 Cas9 活性，这可能会导致基因组编辑和 PCR 检测到的 sgRNA 之间存在差异，从而降低筛选准确性。为了解决这个问题，我们引入了一种新方法来共转染表达抗 CRISPR 蛋白 AcrIIa4 的质粒以抑制早期 sgRNA 表达期间的 Cas9 活性，我们称之为“IntAC”（与抗 CRISPR 整合酶）。 IntAC 使我们能够构建一种由高强度 dU6:3 启动子驱动的新型 CRISPR 筛选方法。这个新库显著提高了整个基因组中适应性基因的精确度，在 5% 的误差范围内检索了 90-95% 的必需基因组，使我们能够生成迄今为止为果蝇组装的最全面的细胞适应性基因列表。我们的分析确定，IntAC 方法允许的升高的 sgRNA 水平推动了大部分改进。果蝇适应性基因与人类适应性基因表现出很强的相关性，并强调了旁系同源物对基因必需性的影响。我们进一步证明，IntAC 与靶向 sgRNA 子库相结合，能够在溶质超载下精确地正向选择转运蛋白。IntAC 是对现有果蝇 CRISPR 筛选方法的直接增强，显著提高了准确性，并且可能广泛应用于其他细胞类型（包括蚊子、鳞翅目、蜱虫和哺乳动物细胞）中的无病毒 CRISPR 筛选。
农业微生物学的进步
尽管农业微生物学是土壤科学的一个相对较新的分支，但它已成为一种潜在的非常有用和独特的科学学科，尤其是在农场阵线当前能源限制的背景下。Microorganisms have relevance to agriculture in several ways—in biological nitrogen fixation, in human food and animal feed as single cell protein, as agents of insect pest control, as a source of fuel and energy, as a means to treat sewage, in converting cellulose or sugarcane juice into power alcohol, in producing new antibiotics which can control plant diseases, in gen- erating methane or biogas, in mobilizing磷通过内部和欧洲膜的植物等植物等。实际上，生物转化的整个概念基于微生物分解木质纤维素的能力。从苏云金芽孢杆菌的成功使用细菌杀虫剂开始，能够杀死许多鳞翅目的虫害作物的虫害，在欧洲和美国成功地制造了一系列真菌，细菌，原生动物和病毒性疾病。即使线虫控制也通过线虫诱捕真菌设想。使用微生物在抗击植物害虫中的使用是无污染的，实际上，目前，通过使用拮抗微生物，某些土壤传播疾病是通过生物学来控制的。同样，在日本常规诉诸于日本的商业准备的抗生素以控制植物的空中疾病。基因工程可以使用改善菌株对微生物过程的不断改进。在能源方面，巴西通过将其用甘蔗汁与乙醇生成的电力酒精替代，将汽车中汽油中的汽油的使用减少了10％。通过酶促的生物量利用 - 自然的巨大可再生木质纤维素的巨大储藏量被认为是非可再生化石燃料的可行替代品。微生物的快速生成时间以及可以处理其核材料的便利性，使它们非常适合“量身定制”它们，以产生所需的产品以服务人类。实际上，这是这种微生物“细胞能力”，目前由发达的伙伴中生物技术学家目前正在利用以生产胰岛素和干扰素。在未来的几年中，这个“单元力”
不同的白三叶草种群中稳定的传粉媒介社区表明，农作物产量和生物多样性的潜在双赢情景
与单一培养物相比，间作系统提供了许多农艺效益，包括更高的收益率。在这项研究中，我们评估了对产量稳定性有益的农作物系统是否也对传粉媒介群落有益，以及该效果是否受景观类型的调节。我们在一个异质和一个同质的农业景观中使用复制的块设计，我们研究了白色三叶草（三叶草再生）的八个人群（即基因型）中的授粉媒介通信，它们是单一文化或两种植物混合物（与多年生的混合物一起）的混合物（葡萄糖）的混合物（和Cocory，Cichorium Intybus）。我们记录了1486个蜜蜂和1254个属于46种的野生传粉媒介。大黄蜂是最丰富的野生传粉媒介（49.6％），其次是悬停蝇（23.4％）和非炸弹野生蜜蜂（21.5％）。鳞翅目仅占野生传粉媒介的5.4％。我们发现，单一培养物中的物种丰富性和丰富性比两种种类的混合物中的野生传粉媒介更高，但是白三叶草种群不影响授粉媒介。此外，在均质景观中，物种丰富度和丰度也比异源景观高。大多数物种都在白色三叶草上觅食。然而，记录了有18种（39.1％，n = 18/46）在菊苣和/或杂草上觅食，而这些野生传粉媒介物种中的十种从未在白色三叶草上记录。我们的研究强调，多样化的授粉媒介社区既需要大量的花卉资源和各种植物社区，他们的需求与实现产量稳定的目标并不相抵触，并且景观类型可以调节种植系统的效果。此外，缺乏授粉媒介对不同的白色三叶草人群的偏爱表明，农民可以选择增强产量稳定性的混合物，而不会对传粉媒介社区产生负面影响。总体而言，这些结果强调，包括几种植物物种和植物基因型的间作系统可以保证稳定性，而不会损害传粉媒介社区，这表明对农民和生物多样性的双赢情况是可能的。
农场内生产微生物昆虫病原体以供使用……
摘要 在巴西，种植者生产有益微生物专供自己使用是一种被称为“农场生产”的做法。至于农场生物杀虫剂，它们最初在 20 世纪 70 年代用于防治多年生和半多年生作物的害虫，但自 2013 年以来，其使用范围已扩大到玉米、棉花和大豆等一年生作物的害虫。目前，数百万公顷的土地正在使用这些农场制剂进行处理。本地生产可降低成本、满足当地需求并减少对环境有害的化学农药的投入，从而有助于建立更可持续的农业生态系统。批评人士认为，如果不实施严格的质量控制措施，农场制剂可能会：(1) 被可能包括人类病原体的微生物污染，或 (2) 含有极少的活性成分，影响田间药效。细菌杀虫剂的农场发酵占主导地位，尤其是针对鳞翅目害虫的苏云金芽孢杆菌。然而，在过去的 5 年中，昆虫病原真菌的生产迅速增长，主要用于控制吸食汁液的昆虫，例如粉虱（Bemisia tabaci (Gennadius)）和玉米叶蝉（Dalbulus maidis (DeLong and Wolcott)）。相比之下，昆虫病毒的农场生产增长有限。巴西约 500 万农村生产者中的大多数拥有中小型农场，虽然绝大多数人仍然没有在农场生产生物农药，但这个话题已经引起了他们的兴趣。许多采用这种做法的种植者通常使用非无菌容器作为发酵罐，导致制剂质量差，并且有失败的案例报道。另一方面，一些非正式报告表明，即使受到污染，农场制剂也可能有效，这至少可以部分解释为液体培养基中的微生物池分泌的杀虫次生代谢物。事实上，关于这些微生物生物农药的功效和作用方式的信息不足。通常是大型农场生产的生物农药污染程度较低，其中一些农场的连续耕地面积超过 20,000 公顷，因为其中许多农场拥有先进的生产设施，并拥有专业知识和训练有素的员工。农场生物农药的使用预计将持续下去，但采用率将取决于多种因素，例如选择安全、毒性强的微生物菌株和实施合理的质量控制措施（符合新兴的巴西法规和国际标准）。本文介绍并讨论了农场生物杀虫剂的挑战和机遇。