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[前沿资讯] 拜耳积极致力于构建更具可持续性的粮食系统 进入全文

齐鲁在线网

拜耳迎来种植者、学者、杰出的行业专家、媒体和其他利益相关者参加“2019年未来农业论坛”,共同就农业未来的相关热点话题展开讨论。农业是气候变化解决方案的一个组成部分。未来十年拜耳作物科学研发投入将超过250亿欧元。领先的数字农业付费使用面积2019年将达到9000万英亩。德国蒙海姆2019年10月8日 /美通社/ -- 拜耳迎来种植者、学者、杰出的行业专家、媒体和其他利益相关者参加“2019年未来农业论坛”,共同就农业未来的相关热点话题展开讨论。“农业需要在保护地球家园的同时,满足世界人口的粮食需求,”拜耳股份有限公司管理董事会成员兼作物科学事业部总裁康德(Liam Condon)表示,“突破性创新至关重要,使种植者能够以充足的粮食满足全球不断增长的人口所需,同时保护自然资源。”在“明天属于我们大家”的主题下,论坛邀请了来自约40个国家的演讲者和与会者,参加为期两天的分组讨论,探讨农业面临的问题和机遇。论坛议题包括在粮食生产和保护地球之间找到平衡的必要性;消费者无不良环境影响的健康膳食的需求;以及作物保护工具对可持续农业的重要性。“作为农业领袖,拜耳有机会也有责任应对全球性的气候变化、生物多样性减少和粮食安全等挑战,创造一个更美好的明天,”康德说道。论坛期间,康德分享了拜耳的三项重要承诺,以应对至2030年全球面临的严峻挑战: 通过开发新技术,使种植者减少作物保护产品的用量,提高应用的精确度,将作物保护对环境的影响降低30%。在拜耳服务的主要地区,将排放最多的作物系统的温室气体排放降低30%。为发展中国家提供更多可持续农业解决方案的途径,造福1亿小农户。“将农业创新与以可持续发展为核心的业务模式相结合,使我们能够遵循宗旨,为真正更加美好的生活做出贡献,”康德在主旨讲演中总结道,取得未来的重大突破需要与科学家、创新者、监管机构、种植者和消费者的合作与参与,建立信任并获得社会认同。康德解释说,作物科学事业部的长期成功不是销售更多的产品,而是为种植者提供满足个性化需求的解决方案,减少水、土地、投入品和能源的用量,更加持续地获得更好的丰收。  

[学术文献] The bracteatus pineapple genome and domestication of clonally propagated crops 进入全文

Nature期刊

Domestication of clonally propagated crops such as pineapple from South America was hypothesized to be a ‘one-step operation’. We sequenced the genome of Ananas comosus var. bracteatus CB5 and assembled 513 Mb into 25 chromosomes with 29,412 genes. Comparison of the genomes of CB5, F153 and MD2 elucidated the genomic basis of fiber production, color formation, sugar accumulation and fruit maturation. We also resequenced 89 Ananas genomes. Cultivars ‘Smooth Cayenne’ and ‘Queen’ exhibited ancient and recent admixture, while ‘Singapore Spanish’ supported a one-step operation of domestication. We identified 25 selective sweeps, including a strong sweep containing a pair of tandemly duplicated bromelain inhibitors. Four candidate genes for self-incompatibility were linked in F153, but were not functional in self-compatible CB5. Our findings support the coexistence of sexual recombination and a one-step operation in the domestication of clonally propagated crops. This work guides the exploration of sexual and asexual domestication trajectories in other clonally propagated crops.

[前沿资讯] 玉米新基因:抗击纹枯病的曙光 进入全文

科学网

水稻、小麦、玉米,三大主粮“通吃”。拥有这种“神通”的就是纹枯病,它通常悄悄地从作物基部叶鞘发生,严重时可引起整个植株枯死。水稻和小麦纹枯病是生产上最普遍最严重的病害之一,而玉米纹枯病发病面积逐年增多,有时可达70%以上。对纹枯病抗性资源的筛选和抗病基因的鉴定与克隆,受到科学界广泛关注,但相关研究工作进展缓慢。北京时间10月1日,《自然-遗传学》杂志在线发表了山东农业大学教授储昭辉课题组联合华中农业大学教授严建兵课题组的最新研究成果。他们成功从玉米中克隆了针对纹枯病的抗病基因,并揭示了该基因产物通过调控细胞壁重要组分木质素合成而增强植物抗病性的新机制。这为抗击纹枯病带来了新的曙光。

[学术文献] Natural variation in ZmFBL41 confers banded leaf and sheath blight resistance in maize 进入全文

Nature Genetics期刊

Rhizoctonia solani is a widely distributed phytopathogen that causes banded leaf and sheath blight in maize and sheath blight in rice. Here, we identified an F-box protein (ZmFBL41) that confers resistance to banded leaf and sheath blight through a genome-wide association study in maize. Rice overexpressing ZmFBL41 showed elevated susceptibility to R. solani. Two amino acid substitutions in this allele prevent its interaction with ZmCAD, which encodes the final enzyme in the monolignol biosynthetic pathway, resulting in the inhibition of ZmCAD degradation and, consequently, the accumulation of lignin and restriction of lesion expansion. Knocking out the ZmCAD-homologous gene OsCAD8B in rice enhanced susceptibility to R. solani. The results reveal a susceptibility mechanism in which R. solanitargets the host proteasome to modify the secondary metabolism of the plant cell wall for its invasion. More importantly, it provides an opportunity to generate R. solani–resistant varieties of different plant species.

[前沿资讯] “香蕉艾滋病”基因编辑成避免香蕉灭绝的希望 进入全文

基因农业网

南美洲是香蕉生产和出口大国,南美的厄瓜多尔是世界上最大的香蕉出口国,哥伦比亚、哥斯达黎加和危地马拉也是香蕉的大生产国。香蕉种植园最怕的就是真菌感染,1950年,一种叫做巴拿马病的香蕉传染病爆发,直接导致当时在南美洲广泛种植的香蕉品种大麦克香蕉(Gros Michel)彻底绝种。此后,科学家培育出对巴拿马病有抵抗能力的新品种卡文迪什香蕉(Cavendish),取代大麦克香蕉,成为目前最广泛种植的香蕉品种,现在,卡文迪什香蕉占全世界香蕉总销量的99%。然而,感染香蕉的真菌也一直在进化,巴拿马病的一个变种黄叶病热带第4型,出现了。黄叶病热带第4型,是由真菌感染导致,一旦感染香蕉,就会导致水分及养料无法输送,使香蕉树中心部分萎缩发黑,2-3年内更可令香蕉园内所有香蕉彻底枯萎。可怕的是,这种真菌的孢子能潜伏在泥土中30年以上,因此一旦感染过的土地,就不能再种植香蕉,而且这种真菌能通过水滴及依附在机器或鞋子上的少量泥土传播。这种可怕的香蕉传染病被形象的称呼为香蕉艾滋病,这种香蕉艾滋病之前已在亚洲广泛传播。“香蕉艾滋病”蔓延,CRISPR基因编辑成为避免香蕉灭绝的唯一希望然而,就在上个月,哥伦比亚政府证实,黄叶病热带第4型已经传播到了哥伦比亚的四个香蕉种植园。遏制黄叶病热带第4型传播的唯一方法就是销毁种植园所有植物,并关闭整个种植园数十年。因为这种真菌的孢子可以在土壤中存活30年以上,杀菌剂对它们根本无效。由于卡文迪什香蕉的广泛种植,黄叶病热带第4型一旦大规模传播,将很可能彻底摧毁整个香蕉种植业。因此设计并培育能够抵抗这种病害的新一代香蕉,变得非常紧迫。由于卡文迪什香蕉是无性繁殖的,没有种子,只能通过克隆进行繁殖,因此无法通过传统育种方法赋予它对黄叶病热带第4型的抗病性。佛罗里达大学植物病理学家兰迪·普洛茨(Randy Ploetz)认为,想从这种真菌手里挽救卡文迪什香蕉,或许只有一种办法,那就是修改它的基因组。澳大利亚的一个研究团队已经开始这项研究,他们使用CRISPR基因编辑技术,将野生香蕉中的一个基因加入到卡文迪什香蕉基因组中,来增强卡文迪什香蕉对真菌的抵抗力。目前他们已经开始在田间测试这种改良香蕉。

[前沿资讯] 中国农业科学院生物所揭示苜蓿类胡萝卜素合成调控机制 进入全文

中国农业科学院

近日,中国农业科学院生物技术研究所作物高光效团队牛丽芳课题组和林浩课题组合作在饲草作物功能基因研究方面取得突破,揭示了苜蓿类胡萝卜素生物合成的分子调控机制。优化调整种植业结构,支持饲料作物种植,促进粮食作物、经济作物、饲料作物三元种植结构协调发展是我国新形势下应对居民膳食结构改变、缓解粮食供求矛盾的重要举措。苜蓿是世界著名优良饲草,也是我国栽培面积最大的一种豆科饲料作物,由于其具有蛋白质丰富、适应性强、能改良土壤和经济价值高等优点而享有“牧草之王”的美誉。苜蓿的产量和品质改良是我国当前草业、畜牧业,特别是奶业发展的重大迫切需求。类胡萝卜素是自然界广泛存在的一类天然脂溶性色素,在植物光合作用、激素合成、颜色决定等方面发挥重要作用,同时具有抗氧化、抗肿瘤、增强免疫和保护视觉等多种生物学功能,为人类和动物健康提供重要保障,但目前关于类胡萝卜素合成的分子调控机制仍不清楚。 该研究利用一个类胡萝卜素合成缺陷的蒺藜苜蓿突变体,成功克隆了控制蒺藜苜蓿类胡萝卜素合成关键调控基因WHITE PETAL1(WP1),该基因编码一个R2R3型MYB转录因子,通过直接激活类胡萝卜素合成途径基因表达,调控蒺藜苜蓿花中类胡萝卜素积累。进一步研究发现WP1通过与bHLH家族蛋白MtTT8和WD40家族蛋白MtWD40-1形成转录激活复合体,协同调控蒺藜苜蓿类胡萝卜素生物合成。上述研究工作系统揭示了植物类胡萝卜素生物合成的调控机制,为培育类胡萝卜素营养改良型作物和优质功能性饲草新品种提供重要理论基础。

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