Пожалуй, главной интригой Meizu 16Xs является процессор, который в нем будет использован. По одним данным, смартфон станет первым в мире на платформе Snapdragon 665 — восьмиядерном чипе с ядрами Kryo 260, работающими на тактовой частоте до 2,0 ГГц и графикой Adreno 610. По другой, это будет Snapdragon 712, разогнанной версии Snapdragon 710, отличающейся от него только максимальной частотой вычислительных ядер до 2,3 ГГц. В паре с ним работает графический ускоритель Adreno 616. В любом случае, Meizu 16Xs прочат современный среднепроизводительный процессор, что подтверждают данные бенчмарков Geekbench и AnTuTu.

Зато с памятью есть определенность. «Оперативки» должно быть 6 ГБ вне зависимости от версии, а вот накопитель можно будет повыбирать из 64 или 128 ГБ. Рассчитывать на слот microSD не приходится, в Meizu карты памяти не любят.

Чтобы быть конкурентоспособным бестселлерам из Поднебесной, Meizu 16Xs собираются оснастить трехсенсорным основным модулем камеры. Основной будет представлен очень удачным датчиком Sony IMX586 с разрешением 48 Мп и светосильным объективом f/1,7, второй — широкоугольник 8 Мп, а третий датчик на 5 Мп, возможно, будет обеспечивать оптический зум. По некоторой информации, камера получит оптическую стабилизацию, чего нет у конкурентов. Фронтальная камера будет иметь разрешение 16 Мп с объективом на f/2,0.

Кстати, телефон получит аккумулятор на 400 мАч, что вкупе с энергоэффективными экраном и процессором даст хорошую автономность.

Пример из провинции Квазулу-Натал, Южная Африка

J. Sibiya et al. /

J. Agr. Сельское развитие. Троп. Субтроп. 114-1 (2013) 39–49

47

4 Обсуждение

Большинство фермеров в изучаемом сообществе были старше 45 лет из-за более молодого поколения

, которое уезжает из ферм . По сообщениям, в районе

трудовые мигранты тесно связаны с городскими районами

, и большинство мужчин, особенно в прошлом, мигрировали

, и движение в поисках новых возможностей —

связи все еще имели место в значительная численность в пределах

молодого населения (Krone, 2006).Община

была относительно грамотной, причем более трех четвертей

имели формальное образование. Это означает, что

будет легко создать учебные программы для фермеров

и обучить их важным аспектам ведения сельского хозяйства, или включить их в программы селекции растений

с участием участников

без проблем с их пониманием и соблюдением им-

инструкции и ведение записей.

Земельные владения, которые в среднем составляли 1.4 га на фермера,

были сопоставимы по размеру с наблюдением By-

erlee & Heisey (1997) о том, что мелкие фермеры в южной части

Сахары (SSA) имели земельные владения от

0,5 до 3,0 га. Исследование также установило, что кукуруза является основной культурой

в этом районе, как показано на земельном участке

, предназначенном для ее выращивания. Фермеры выращивали кукурузу в основном

для пропитания и корма для скота и использовали в основном

земледелия с низкими затратами.Цвет зерна был преимущественно белый

для потребления и желтый для кормов. В дополнение к кукурузе несколько фермеров выращивали другие культуры, в основном

овощей, картофеля, бобов и тыквы, а у некоторых было

фруктовых деревьев, таких как персик и гуава, и они продали

фруктов, чтобы увеличить свои доходы.

Выбор сортов кукурузы в общине

не был таким разнообразным, как сообщалось в других общинах

в ЮАР.Всего фермеры перечислили около 10

разновидностей, из которых почти на 100% вырос местный староместный сорт

NTL8. В других общинах, например, в западной

Кении, они выращивали около 20 сортов, из которых можно было выбрать около 8

местных местных сортов (Odendo et al. , 2002).

У фермеров в районе Маникаленд в Зимбабве было более

, чем 12 гибридов, и один местный староместный сорт

(Derera et al., 2006). Тем не менее, в этом исследовании внедрение гибридов

было низким, несмотря на то, что в Южной Африке было

многих семенных компаний, производящих гибридные семена.

В качестве основных причин отказа от выращивания гибридов

фермеры назвали дорогие семена, потребность в очень дорогих исходных материалах

, а также непереносимость кислых почв или низкий уровень азота. Это открытие составляет

, что согласуется с отчетами Aquino et al. (2001) и

FAO & CIMMYT (1997), что, хотя улучшенные сорта su-

perior были выведены в большинстве стран

SSA, большинство мелких фермеров по-прежнему

полагались на неулучшенные сорта открытого опыления ( ОПВ)

для своих насаждений.Частично это было связано с тем, что ОПВ

было легко размножить, а потому дешево и легко доступно

(FAO & CIMMYT, 1997).

По характеристикам початков самый популярный ландрейс NTL8, выращиваемый на ло-

кал, аналогичен сорту Hickory

King (HK). HK был завезен в Южную Африку из США в 1905 году (Weinmann, 1972).

Сорт отличается крупными зубчатыми зернами,

может переносить плохие почвы (McCann, 2005).В настоящее время доступны

различных версий HK, от

от шести до десяти рядков, зубчатых, полувзубых и полуавтоматических

(Магорокошо, 2006). Этот староместный сорт до сих пор популярен в Южной Африке

, как показано в коллекциях

Magorokosho (2006). Результаты PRA, проведенные другими поисковиками в Зимбабве, Кении и Замбии, также выявили

местных сортов с характеристиками, аналогичными HK

(Leley, 2007; Miti, 2007; Derera et al., 2006). В Zam-

bia староместный сорт назывался Gangata (Miti,

2007), в то время как в восточной Кении он назывался Kinyanya

(Leley, 2007) и Читонга на восточном нагорье

Зимбабве (Derera et al. др., 2006). Это говорит о том, что местные

местных сортов, выращиваемых в восточной и южной Африке

, могут быть связаны с гонконгским. Различные варианты

местных староместных сортов могут быть результатом гибридизации

, происходящей в поле, когда фермеры выращивают другие сорта.Например, в районе Амазизи фермеры-

указали, что сорт DL является гибридом между гибридами NTL8

и PAN, и этот вариант имел ряды от

от 10 до 12, крупные зерна и семена были переработаны.

Фермеры предпочитали выращивать местный староместный сорт в основном

из-за его вкусовых качеств, переработанных семян, скороспелости, устойчивости к кислым почвам

и засухоустойчивости, а также удовлетворительной урожайности

даже в плохие сезоны. Это согласуется с данными

, полученными Magorokosho (2006) по старым сортам, собранным

из Малави, Замбии и Зимбабве, при этом фермеры

сохранили староместные сорта из-за вкуса, устойчивости к большинству абиотических и биотических стрессов, скороспелости и урожайности. sta-

билити.Немногочисленные фермеры, которые выращивали гибриды в районе Амаз-

изи, предпочитали их в основном из-за урожайности, устойчивости к болезням, белой муки, лущения и измельчения

качеств. Большинство этих фермеров выращивали гибриды для продажи

и предпочитали их, потому что они также были плодовитыми,

давали от двух до трех початков на растение. Улучшенные OPV

были предпочтительны в основном для семян, которые можно было переработать, урожайность была выше, чем у местного сорта

, и их устойчивость к основным биотическим стрессам.

Стоимость семян была наиболее важным фактором, учитываемым фермерами при выборе сорта, при этом большинство фермеров —

желали получить сорта с семенами, которые можно было бы переработать.

Несмотря на то, что фермеры предпочитали выращивать местные сорта винограда

из-за вкусовых качеств, они все же предпочитали высокий урожай, и

занял первое место. Вкус был на втором месте, хотя он был

среди главных преимуществ местного вина. Ранний срок погашения и низкая стоимость вложений также были важными характеристиками

и заняли первое и второе место

.Вредители / болезни и засуха уступали по урожайности

. Фермеры сажали рано, чтобы избежать болезней

Генетический анализ характеристик корней кукурузы в ответ на низкий азотный стресс на JSTOR

В системах земледелия с низким потреблением ресурсов азот (N) может быть ограничивающим фактором роста и урожайности растений. Идентификация генотипов, которые более эффективны при захвате ограниченных ресурсов азота, а также признаков и механизмов, ответственных за эту способность, очень важны.Признак корней оказывает существенное влияние на поступление азота из почв. Тем не менее, все еще существуют несоответствия в отношении влияния низкого N на длину корня и его архитектуру с точки зрения боковых и осевых корней. Для кукурузы, культуры, использующей гетерозис, мало что известно о взаимосвязи между родителями и их скрещиваниями в ответе архитектуры корня на доступность азота. Здесь 7 инбредных линий кукурузы и 21 их кросс, созданный диаллельным скрещиванием, были использованы для изучения влияния стресса азота на морфологию корней, а также взаимосвязи между инбредными животными и их скрещиваниями.При больших генотипических различиях низкий уровень азота обычно подавляет рост побегов и увеличивает соотношение корней к побегам с увеличением или без увеличения биомассы корней кукурузы. Растения кукурузы отреагировали на дефицит азота увеличением общей длины корня и изменением архитектуры корня за счет увеличения удлинения отдельных осевых корней и усиления бокового роста корней, но с уменьшением количества осевых корней. Здесь инбреды показали более слабые ответы по биомассе корней и другим параметрам корней, чем их кроссы.Гетерозис корневых признаков был значительным на обоих уровнях азота и объяснялся как общей комбинационной способностью (GCA), так и специальной комбинационной способностью (SCA). Низкое содержание N оказало существенное влияние на структуру гетерозиса, а влияние GCA и SCA на характеристики корня для каждого из скрещиваний позволяет предположить, что отбор при стрессе азота необходим для создания генотипов кукурузы с низкой устойчивостью к азоту.

Plant and Soil публикует оригинальные статьи и обзорные статьи, исследующие взаимодействие биологии растений и почвоведения и предлагающие четкий механистический компонент.Это включает как фундаментальные, так и прикладные аспекты минерального питания, взаимоотношений растений и воды, симбиотических и патогенных взаимодействий растений и микробов, анатомии и морфологии корней, биологии почвы, экологии, агрохимии и агрофизики. Статьи, в которых обсуждается важная молекулярная или математическая составляющая, также попадают в рамки журнала.

Springer — одна из ведущих международных научных издательских компаний, издающая более 1200 журналов и более 3000 новых книг ежегодно, охватывающих широкий круг предметов, включая биомедицину и науки о жизни, клиническую медицину, физика, инженерия, математика, компьютерные науки и экономика.

Новые технологии в семенах

Верн Хокинс сделал паузу, когда его спросили о крупнейшей сельскохозяйственной инновации за последние 20 лет.

Цифровое сельское хозяйство? Сельскохозяйственные химикаты? Машины?

Нет, нет и нет. «Самый большой из них — это рынок семян и признаков», — говорит президент Syngenta по защите растений. По его словам, в сочетании с инновациями Syngenta в области защиты растений, цифрового сельского хозяйства и биологических препаратов семена и их характеристики сильно повлияли на типы культур, выращиваемых в различных средах.

Однако в наши дни черты характера становятся все более опасными. На признаках Bt образуются трещины, которые позволяют гибридам кукурузы противостоять кукурузному корневому червю. Сорняки также устойчивы к нескольким участкам действия гербицидов, включая гербициды, используемые в более старых устойчивых к гербицидам системах с глифосатом и с новыми признаками устойчивости к гербицидам. Тепличные и полевые исследования Университета Теннесси в 2020 году показывают, что в Теннесси теперь обитает устойчивый к дикамбе амарант Палмера.

С другой стороны, возможностей предостаточно.Система XtendFlex — с соевыми бобами, которые переносят дикамбу, глифосат и глюфосинат — дебютирует в 2021 году. За исключением итальянского райграса в Калифорнии и Орегоне, ни один из сорняков в кукурузных и соевых бобах не сопротивлялся глюфосинату (Liberty).

Bayer Crop Science планирует развивать это и к 2030 году постепенно увеличивать количество штабелей, устойчивых к гербицидам.

Фермеры в отдельных округах также могут применить BASF Alite 27 в 2021 году. Это первый гербицид Группы 27, применяемый на предпосевной и предвсходовой основе, который соответствует сортам сои GT27 и LibertyLink GT27.

Фермеры также могут выбрать систему борьбы с сорняками Enlist. Он придает толерантность к гербицидам новой рецептуры 2,4-D — 2,4-D холина — и глифосата в кукурузе, соевых бобах, хлопке и гербицидах «фоп» в кукурузе. Варианты гербицидов включают Enlist Duo, смесь глифосата и 2,4-D холина. Enlist One — это чистый 2,4-D холин, который можно смешивать с соответствующими гербицидами.

Что касается насекомых, то ученые Bayer Crop Science, Corteva Agriscience и Syngenta разрабатывают новое средство для борьбы с корневыми червями кукурузы, используя технологию РНК-интерференции (RNAi).Редактирование генов также могло бы дополнить генетически модифицированные признаки в течение этого десятилетия.

Черты характера часто собирают славу в семенном мире над другими атрибутами. Тем не менее, исходные решения, принимаемые исключительно на основе характеристик, могут маскировать другие необходимые атрибуты продукта.

«Устойчивость к гербицидам часто составляет всего два-три гена из 10 000, составляющих сорт сои», — говорит Райан Ван Рукель, полевой агроном Pioneer.

По его словам, в некоторых случаях может быть более важным выбрать сорт, устойчивый к нематоде соевых кист (SCN) на поле с историей SCN.

В области кукурузы Tommy Caltrite, Санрей, штат Техас, отбирает гибриды с характеристикой, устойчивой к европейскому кукурузному мотыльку. Однако он часто передает гибриды с признаками устойчивости к кукурузному корневому червю, потому что он чередует кукурузу с другими культурами. «Это проблема, с которой вы можете столкнуться, когда сажаете кукурузу на кукурузу», — говорит он.

Тем не менее, черты характера остаются ценным инструментом, — говорит Ван Рукель.

«Иногда выбор гербицида превыше урожайности и устойчивости к болезням», — говорит он. Ван Рукель добавляет, что сорт сои с лучшими признаками заболевания или потенциальной урожайности не оставит следа на поле, пораженном водяной коноплей или пальмерским амарантом.

То же самое и с насекомыми. Кукурузный корневой червь был тих в течение нескольких лет, но в 2020 году он вернулся, опустошая корни и сокращая урожай кукурузы во многих областях.

«В этой области с большим количеством гектаров кукурузы на кукурузе было много полей, которым требовались признаки [корневого червя]», — говорит Билл МакКлюр, агроном Pioneer из Небраски.

В большинстве случаев признаки Bt, которые позволяют гибридам противостоять кукурузному корневому червю, по-прежнему работают.

Тем не менее, энтомологи подтвердили устойчивость или обнаружили неожиданное повреждение корней всех четырех типов Bt-белков, включая:

• Cry34Ab1 / Cry35Ab1 Bt-белок присутствует в признаке Herculex RW, содержащемся в гибридах SmartStax, AcreMax XTreme, Agrisure 3122 и продуктах Qrome.
• Cry3Bb1 Bt-белок содержится в таких продуктах, как SmartStax, SmartStax RIB Complete, VT Triple PRO и VT Triple PRO RIB Complete.
• mCry3A Bt-белок включен в продукты Agrisure Viptera 3111, AcreMax TRIsect, AcreMax XTreme, Agrisure Duracade 5122 E-Z Refuge, Agrisure Duracade 5222 E-Z Refuge, Intrasect TRIsect, Intrasect XTreme и Qrome.
• eCry3.1Ab белок включен в Agrisure Duracade 5122 E-Z Refuge и Agrisure Duracade 5222 E-Z Refuge.

Однако помощь уже в пути. Bayer, Corteva Agriscience и Syngenta разрабатывают новую технологию RNAi для борьбы с корневыми червями кукурузы. В случае с Bayer технология RNAi станет частью SmartStax PRO, запуск которого начнется в начале этого десятилетия. В сочетании с белками Cry3Bb1 и Cry34Ab1 / Cry35Ab1 он сформирует тройной стек.

Corteva Agriscience работает над запуском своего стека кукурузных корневых червей следующего поколения, основанного на технологии РНКи с белками Cry3Bb1 и Cry34Ab1 / Cry35Ab1 Bt.Он будет сочетаться с признаком «Устойчивость к гербицидам», ожидающим проведения соответствующих нормативных обзоров и завершения полевых испытаний.

Syngenta также работает с технологией RNAi и не назвала график коммерциализации продукта.

Технология РНКи может предотвратить устойчивость белков Bt, потому что она по-разному убивает кукурузного корневого червя. «Когда Bt-белки попадают в организм личинок корневых червей кукурузы [питающихся корнями кукурузы], они связываются со средней кишкой», — говорит Джоди Гандер, менеджер по техническому развитию компании Bayer.«Затем личинки умирают, — говорит он.

«Технология РНКи — это не белок, поэтому она не работает так же, как работают белки Bt», — добавляет Гандер. «Благодаря технологии РНКи личинки поглощают двухцепочечную РНК, которая вырабатывается в растении. Это изменяет естественный процесс в личинках корневого червя кукурузы, из-за которого не вырабатывается определенный белок. Этот специфический белок необходим для выживания личинок. Поскольку его не производят, личинки погибают ».

По словам Тони Клемма, руководителя глобального портфеля кукурузы Corteva Agriscience, технология RNAi будет следовать регулирующему пути, аналогичному продуктам Bt.Он добавляет, что управление устойчивостью будет частью продуктов РНКи, как это было с белками Bt. Вот почему РНКи будут объединены с существующими белками Bt.

«Множественные способы действий — лучший способ справиться с сопротивлением», — говорит он.

По словам Гандера, стратегия убежища для пакетов, включающих RNAi, будет аналогична 5% -ному «убежищу в сумке», присутствующему в текущих пакетах признаков Bt. «Мы должны убедиться, что у нас есть растения-убежища, чтобы у восприимчивых корневых червей спариваться с другими корневыми червями, у которых потенциально может развиться устойчивость», — говорит он.По его словам, это помогает обеспечить восприимчивое потомство.

Снижение урожайности всегда вызывает беспокойство при работе с новыми продуктами. «Для любой новой технологии необходимо провести много исследований, чтобы убедиться, что технологии не наносят вреда ни одному аспекту потенциальной урожайности», — говорит Клемм. Он добавляет, что Corteva Agriscience имеет компоненты для тщательного тестирования, чтобы выявить любое сопротивление урожайности и устранить перед коммерческим запуском.

Цена может препятствовать внедрению фермерами новых семеноводческих технологий, таких как особенности, поскольку они могут быть более дорогими, чем старые технологии.В некоторых случаях снижение цены семян за счет отказа от какого-либо признака может не повредить урожайности.

«Если фермеры чередуют кукурузу [с другой культурой], им может не понадобиться гибрид с признаками корневого червя», — говорит Тим ​​О’Брайен, менеджер по признакам Agrisure Syngenta.

Тем не менее, посадка гибридов с множеством признаков устойчивости к насекомым часто окупается, если фермеры постоянно выращивают кукурузу или живут в районах с расширенной диапаузой или западным вариантом кукурузного корневого червя, добавляет он.

Длительная диапауза возникает, когда яйца, откладываемые преимущественно северными жуками-корневищами, остаются бездействующими в почве с течением времени и вылупляются в течение кукурузного года.

Западный вариант корневого червя кукурузы возникает, когда самки откладывают яйца на соседних соевых полях. Личинки, вылупившиеся в следующем году, могут питаться корнями кукурузы.

«Покупатели цен на семена всегда найдутся», — отмечает Брюс Бэттлс, менеджер по технической агрономии Syngenta. «Однако я думаю, что большинство фермеров больше озабочены поиском подходящих гибридов для своих полей. Такое ощущение, что в конце концов вы получаете то, за что платите ».

Вот краткий курс по технологии РНК-интерференции (RNAi) от трех ученых Syngenta: Венди Мэдделейн, глава Гентского инновационного центра Syngenta; Герт Плэтинк, руководитель группы по экспрессии и доставке Syngenta; и Мэтт Брамлетт , главный научный сотрудник Syngenta.

• Биоконтроль на основе РНК (нанесение распылением) формирует новый класс продуктов для борьбы с насекомыми-вредителями и защиты сельскохозяйственных культур. Триггеры РНКи — это природные молекулы (дцРНК), которые быстро разлагаются с незначительным воздействием на окружающую среду.
• RNAi (РНК-интерференция) естественным образом снижает или устраняет специфическую экспрессию отдельного белка в клетке. Этот механизм помогает клетке защитить себя от вирусной атаки. В последние годы это явление использовалось в качестве мощного инструмента исследования и внесло большой вклад в характеристику отдельных генов и их взаимодействия друг с другом.
• РНКи , используемая для борьбы с корневыми червями кукурузы, нацелена на ключевые транскрипты в клетках насекомых. Когда молекула дцРНК, которая соответствует последовательности транскрипта, кодирующей критический белок корневого червя кукурузы, попадает в организм насекомого, нарушение критического белка убивает вредителя. Эти молекулы дцРНК могут быть доставлены в виде спрея, аналогичного традиционным активным ингредиентам для защиты растений, или путем трансгенного производства в сельскохозяйственных культурах.

Существует множество различий между генетической модификацией и редактированием генов сельскохозяйственных культур.Однако большой вопрос — это числа.

Отдельные гены из чужеродного материала, которые генетически модифицируют культурное растение, хорошо работают для решения конкретной проблемы, например, побуждая растение противостоять насекомому.

Однако повышение эффективности использования воды или азота намного сложнее и требует нескольких, а в некоторых случаях десятков, изменений в геноме растения в процессе редактирования генов, — говорит Понси Тривисвавет, генеральный директор Inari, Кембриджской, Массачусетской, фирмы, использующей гены. редактирование с использованием других новых методов селекции для развития новых и улучшенных сортовых атрибутов.

«Когда мы говорим о редактировании генов в нашей стратегии, все сводится к мультиплексированию», — говорит Тривисвавет.

Повышение эффективности использования азота и воды, урожайность и изменения в архитектуре растений требуют множественных и одновременных изменений растений. По ее словам, эти изменения сложны и требуют множества изменений или правок в геноме растения.

Inari использует процесс, называемый прогнозирующим дизайном, — статистический метод, используемый для прогнозирования будущего поведения и результатов, — чтобы разбить сложность.Например, 1,2 миллиона возможных комбинаций могут возникнуть между 13 генами сои, говорит Тривисвавет. Разобраться в этих комбинациях обычными средствами было бы практически невозможно.

«Мы используем прогнозирующий дизайн для более точного прогнозирования скрещиваний, оптимизации и определения приоритетов генных сетей с меньшим количеством образцов, вместо того, чтобы работать с большими наборами», — говорит Тривисвавет.

Inari фокусируется на предоставлении своих технологий фермерам, работая с независимыми семеноводческими компаниями.Это также совпадает с долгосрочным планом Инари по использованию генетически отредактированных атрибутов для повышения урожайности кукурузы и сои.

Продукты, отредактированные генами, также можно производить с меньшими затратами, чем генетически модифицированные черты. «Развитие признака может стоить до 250 миллионов долларов, — говорит Тривисвавет.

Раньше генно-редактируемые технологии также были дорогими. «Пять лет назад секвенирование гена стоило около 100 000 долларов, — говорит она. «Теперь стоимость снижена до 200 долларов».

По ее словам, у таких продуктов более короткий регуляторный путь, чем у ГМО [генетически модифицированных организмов].

Редактирование генов перспективно во многих областях, — говорит Тим ​​О’Брайен, менеджер по чертам Syngenta Agrisure. Однако в других случаях генетически модифицированные черты все еще являются ключевыми.

«Редактирование генов для получения устойчивости к насекомым, вероятно, будет невозможным», — говорит он. Вот почему компаниям нужно будет использовать все инструменты — черты Bt, технологию RNAi, редактирование генов и биологические средства — чтобы предлагать решения фермерам, добавляет он.

«Мы хотим использовать подход решений vs.«Вот черта, это решит вашу проблему», — говорит Трэвис Кригсхаузер, менеджер по стратегическому маркетингу Syngenta по соевым бобам. «В противном случае эта черта не продлится из-за сопротивления. Биология развивается ».

Каждый раз, когда наука порождает новые технологии, такие как вмешательство РНК или редактирование генов, компаниям приходится продавать фермерам их внедрение.

Однако не только они нуждаются в убеждении. Потребителей также нужно убеждать, чего не сделала отрасль, когда впервые появились генетически модифицированные технологии, — говорит Бретт Бегеманн, главный операционный директор Bayer Crop Science.

Это меняется. «С обеих сторон все еще есть шумные края, но основание посередине больше», — говорит он. «Когда я хожу на конференции, не связанные с сельским хозяйством, разговоры о ГМО [генетически модифицированных организмах] почти не возникают».

По его словам, это отражает продолжающееся взаимодействие с потребителями, а также развитие науки, которая служит хорошим предзнаменованием для таких технологий, как редактирование генов и вмешательство РНК.

«В конце концов, мы все пытаемся сделать одно и то же: определить, как накормить людей в мире здоровой и питательной диетой, и при этом позаботиться о планете», — говорит он.

Эффективное преобладание устойчивости Spodoptera frugiperda к сортам кукурузы и хлопка Bt: значение для управления устойчивостью

Изоляты слизи образуют три группы диазотрофов, способных к BNF.

Предыдущие исследования установили, что все эти изоляты слизи являются диазотрофами, используя экспериментально определенные отношения ¹⁵ N / ¹⁴ N (отношения BNF). Объединение этих фенотипических результатов с анализом гена nif выявило три отдельные генотипические группы (группы NIF), основанные на обладании гомологичными последовательностями основных генов nif ( nifHDKENB ) в модели Дос Сантоса [10, 11].Эти группы NIF состояли из изолятов DSP с последовательностями генома, соответствующими всем шести основным генам nif , группа, состоящая из геномов с неполными версиями модели Dos Santos (Semi Dos Santos — SDS), и другая группа, в которой полностью отсутствовали совпадения со всеми основными гены nif (отрицательные по Dos Santos — DSN). Это наблюдение привело к гипотезе о том, что диазотрофия вряд ли является единственной способностью этих организмов стимулировать рост растений, которая может иметь множественную геномную основу.Сравнение значений соотношения BNF с дополнительными биоанализами роста для альтернативных режимов прямого PGP подтвердило множественные фенотипы для многих диазотрофов слизи среди всех трех групп NIF (таблица S2 в файле S1). Визуализация соотношений BNF слизистых диазотрофов, сгруппированных на основе геномного расстояния в контексте членства в группе NIF, показала, что слизистые диазотрофы ассимилировали атмосферный азот в свои секретируемые метаболиты на одинаковых уровнях во всех трех группах (рис. 1). Кроме того, построение графика распределения соотношений BNF по изолятам, классифицированным по принадлежности к группе NIF, выявило межквартильные диапазоны с низкой вариабельностью в наборе данных (рис. S2A в файле S1).Применение строгих критериев для того, чтобы фенотипы BNF диазотрофных изолятов считались выбросами, определяемыми как отношения BNF, попадающие в верхний квартиль, превышающий трехкратный межквартильный диапазон (IQR), выявили 13 изолятов DSN, 4 изолята DSP и 4 изолята SDS, которые показали высокую эффективность BNF. .

Рис. 1. Дендрограммы геномов слизистых диазотрофов с фенотипами анализа PGP.

Фенотипы по признакам PGP были представлены в контексте трех групп NIF с использованием тепловых карт, построенных вместе с дендрограммами полных геномных расстояний, рассчитанных с помощью Sourmash [16].A) Диазотрофы группы Dos Santos Positive (DSP); Б) Диазотрофы группы Semi-Dos Santos (SDS); В) Диазотрофы группы Dos Santos Negative (DSN). Ранее сообщенные значения отношения BNF [11] были представлены вместе с результатами биохимических анализов in vitro для альтернативных форм прямого PGP. Фенотипические анализы всех диазотрофов включали оценку биологической азотфиксации (BNF), использование 1-амино-1-циклопропанкарбоновой кислоты (ACC) в качестве источника азота, биосинтез индол-3-уксусной кислоты (IAA) и высвобождение фосфата (PO ₄ ).Для анализа BNF соотношение ¹⁵ N / ¹⁴ N (соотношение BNF) отражало способность каждого изолята к BNF, как определено суммированием интенсивностей пиков от N-содержащих биомаркеров (см. Методы), обычно определяемых с помощью ЖХ-МС супернатант после культивирования клеток на среде с дефицитом азота в атмосфере, обогащенной ¹⁵ N, и воздухе (контроль). Использование ACC отражало относительную скорость роста каждого диазотрофного изолята после культивирования на среде с дефицитом азота с ACC в качестве индивидуального источника азота.Фенотипы ИУК представляют собой концентрацию ИУК, определенную колориметрическим анализом, в мг / мл после инкубации с L-триптофаном. Фенотипы солюбилизации фосфата продемонстрировали концентрацию фосфата в мг / л, определенную колориметрическим анализом супернатанта после культивирования каждого диазотрофа в фосфатно-дефицитной среде с добавлением гидроксиапатита.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0239081.g001

Дальнейший анализ соотношений BNF с помощью линейной модели данных (отношение BNF ~ 1 + группа NIF) проверил гипотезу о том, что различия в nif содержание гена (т.е. Назначение группы NIF) способствовали наблюдаемой дисперсии эффективности BNF. Дисперсионный анализ (ANOVA) с использованием линейной модели показал, что отнесение к группе NIF значимо ( p = 0,027) вносило вклад в дисперсию соотношений BNF, наблюдаемых среди всех проанализированных диазотрофных изолятов. Последующие попарные сравнения средних соотношений BNF, оцененных для каждой группы NIF, выявили значительную положительную разницу в 0,11 в средних значениях отношения BNF для изолятов DSN и изолятов DSP ( p = 0.02, S3A Рис в файле S1). Хотя величина эффекта разницы между средним значением отношения BNF между группами DSN и DSP NIF была относительно небольшой, этот результат подтвердил, что изоляты без геномного обладания nifHDKENB показали самые высокие наблюдаемые отношения BNF в среднем по сравнению с SDS и DSP NIF. группа изолятов, которые обладают некоторыми или всеми генами nif , предположительно важны для активности BNF [10], соответственно. Взятые вместе, эти результаты подтвердили, что вариации в конфигурациях гена nifHDKENB значительно влияли на распределение и среднее значение соотношений BNF, наблюдаемых среди трех групп NIF.

Изоляты слизи успешно использовали АСС в качестве источника азота для роста.

Проведение биоанализа для оценки способности каждого диазотрофного изолята расти при культивировании в определенной среде с ACC, предоставленным в качестве источника азота, сгенерировало фенотипов in vitro, которые характеризовали их способность придавать функциональность ACC дезаминазы. Сравнительная визуализация результатов этого анализа in vitro с показала, что диазотрофные изоляты из всех трех групп NIF проявляли сходную способность к использованию ACC в качестве источника азота (рис. 1).Однако дальнейшая оценка использования изолята ACC в контексте членства в группе NIF показала различия в эффективности использования ACC (таблица S3 в файле S1). Визуализация распределения данных, полученных от каждого изолята, классифицированного по членству в группе NIF, показала, что группа DSP имела более высокую относительную скорость роста (RGR) в целом по сравнению с группами DSN и SDS (фигура S2B в файле S1). Наблюдаемый RGR каждого диазотрофа, входящего в группу DSP, охватывает весь диапазон от 0,8 до 3.7 со средним RGR 2,31 (таблица S3 в файле S1). Изоляты SDS показали значения RGR в аналогичном диапазоне от 0,91 до 3,32, но имели более низкую медианную RGR, равную 1,63. Интересно, что группа DSN имела больший диапазон RGR (от 0,76 до 4,74), но также имела более низкую медианную RGR 1,5, которая была самой низкой из трех групп NIF.

Чтобы оценить значимость наблюдаемых различий в эффективности использования ACC среди трех групп NIF изолята, значения RGR были подогнаны к линейной модели (RGR ~ 1 + группа NIF) для проведения ANOVA и проверки гипотезы о том, что членство в группе NIF влияет на использование изолята. АКК.Результаты ANOVA показали, что членство в группе NIF оказало значительное влияние на использование изолята ACC ( p = 4,96e ^-16 ). Дополнительные попарные сравнения средних различий RGR для каждой группы NIF показали, что изоляты DSP показали значительно более высокие ( p -adj <0,0001) количества 0,52 и 0,44 по сравнению с изолятами DSN и SDS, соответственно (S3B рис в файле S1). В совокупности эти результаты продемонстрировали, что изоляты DSP имели самую высокую скорость роста среди трех групп NIF, когда ACC использовался в качестве источника азота.

Слизистые диазотрофы продуцируют ИУК из триптофана.

Сравнительная визуализация способности всех диазотрофов слизистой оболочки синтезировать IAA in vitro продемонстрировала, что диазотрофы во всех трех группах NIF продуцируют это соединение на аналогичных уровнях концентрации при наличии метаболического предшественника Trp (рис. 1). Однако более глубокое исследование способности слизистых диазотрофов продуцировать ИУК группой NIF показало, что изоляты в группе DSP генерировали самую высокую медианную концентрацию ИУК — 17.35 мг / мл, а затем средние концентрации 13,51 мг / мл и 8,4 мг / мл для групп DSN и SDS соответственно (таблица S3 в файле S1). Примечательно, что наблюдаемые медианные значения следовали тенденциям, аналогичным расчетным средним концентрациям ИУК среди групп изолятов NIF. Анализ распределения данных биоанализа IAA выявил 9 изолятов DSN и 3 изолята DSP как высокопродуктивные выбросы в своих соответствующих группах NIF с использованием тех же параметров для обозначения выбросов, что и в данных анализа BNF (фигура S2C в файле S1).Эти выбросы способствовали расширению диапазона концентраций ИУК, наблюдаемых для групп DSN и DSP, которые содержали изоляты с соответствующими максимальными значениями 210,76 и 158,0 мг / мл IAA, которые были выше, чем максимальное значение группы SDS, равное 92,2 (таблица S3 в файле S1). . Эти результаты показали, что в то время как самая большая группа изолятов NIF изолятов DSN имела наибольшее количество выбросов для ИУК, продуцирующих диазотрофы, концентрации ИУК, генерируемые значительной частью изолятов DSP, были достаточными для получения более высокой средней концентрации для группы, несмотря на меньший размер группы.

Линейное моделирование данных анализа биосинтеза ИУК (группа [ИУК] ~ 1 + NIF) позволило проверить гипотезу о том, что членство в группе NIF оказывает направленное влияние на уровни ИУК, продуцируемые изолятами. Проведение ANOVA показало значительные различия в продукции изолята IAA, связанные с принадлежностью к группе NIF ( p = 0,03). Дополнительное попарное сравнение различий между группами NIF показало, что изоляты DSP показали значительное увеличение на 7,84 мг / мл ( p -adj = 0.025) в среднем продуцировании ИУК по сравнению с группой SDS NIF (фиг. S3C в файле S1). Взятые вместе, результаты этих статистических анализов подтвердили, что изоляты DSP, обладающие полным набором основных генов nif , в среднем продуцируют более высокие уровни ИУК по сравнению с группой SDS.

Слизистые диазотрофы высвобождают растворимый фосфат из неорганического минерального комплекса.

Тестирование in vitro культур каждого изолята на присутствие растворимого фосфата после инкубации с гидроксиапатитом предоставило доказательства того, что диазотрофы слизи обладают способностью высвобождать формы фосфата, содержащиеся в сложных неорганических минералах.Сравнительная визуализация результатов анализа растворимости фосфата для всех исследованных диазотрофов показала, что большинство диазотрофов слизи проявляли способность высвобождать фосфат из гидроксиапатита с аналогичной эффективностью независимо от принадлежности к группе NIF (рис. 1). Однако, аналогично тенденциям, наблюдаемым для средней концентрации с помощью биоанализа на биосинтез ИУК, более глубокий статистический анализ данных показал, что группы DSN и DSP показали соответствующие медианы концентрации PO ₄ , равные 852.76 и 839,47 мг / л, тогда как медиана для группы SDS была ниже 702,1 мг / л (таблица S3 в файле S1). В отличие от результатов анализа IAA, выбросы среди групп NIF для анализа солюбилизации PO ₄ со значениями в верхнем квартиле выше трехкратного IQR были менее частыми, а отдельные изоляты групп DSP и DSN давали максимумы концентрации PO ₄ . 2214,7 и 2051,1 мг / л соответственно (фиг. S2D и таблица S3 в файле S1). Эти результаты показали, что при рассмотрении на уровне группы NIF изоляты DSN и DSP продемонстрировали более высокое высвобождение PO ₄ , чем изоляты в группе SDS.

Подгонка наблюдений за уровнями высвобождения изолята PO ₄ к линейной модели ([PO ₄ ] ~ 1 + группа NIF) облегчила проверку гипотезы о том, что членство в группе NIF влияет на способность изолятов растворять неорганический фосфат. Результаты ANOVA подтвердили, что различия в распределении групп NIF значительно способствовали наблюдаемой дисперсии высвобождения фосфата из гидроксиапатита ( p = 6,721e ^-06 ). Попарное сравнение различий в средних высвобожденных концентрациях PO ₄ между группами NIF подтвердило, что как изоляты DSP, так и изоляты DSN демонстрируют значительное увеличение по сравнению с изолятами, содержащими уровни группы SDS, равные 175.6 мг / л и 186,9 мг / л ( p -adj <0,0001) соответственно (S3D Fig в файле S1). Результаты этого статистического анализа обеспечили высокий уровень уверенности в том, что изоляты групп DSN и DSP превосходят членов группы SDS в отношении солюбилизации PO ₄ .

Основываясь на наблюдениях, что диазотрофные изоляты кукурузы Sierra Mixe обладают генетическими маркерами для нескольких признаков PGP и продемонстрировали способность выполнять связанные функциональные возможности PGP с помощью фенотипического анализа in vitro , мы предположили, что изоляты обладают способностью стимулировать рост незерновых культур.Проведение экспериментов по инокуляции in planta с клонально размноженными проростками картофеля для идентификации изолятов, способных к PGP, подтвердило это путем выявления диазотрофных изолятов из различных родов, которые продемонстрировали PGP картофеля. После индивидуального скрининга 388 изолятов слизи на PGP растений картофеля вместе с имитацией инокулированных контролей, линейное моделирование данных для веса свежих и сухих образцов растительной ткани вместе с последующей проверкой гипотез выявило 16 диазотрофных изолятов, которые значительно ( p -adj ≤ 0.01, 19 ≤ N обработок с инокуляцией микробов по сравнению с контролем с одной имитацией прививки ≤ 38) увеличивало накопление биомассы побегов, биомассы корней или обеих (таблица 2). Таксономическая классификация соответствующих сборок WGS продемонстрировала, что большинство этих изолятов PGP картофеля напоминают роды из Enterobacteriaceae . Однако BCW-200533 и BCW-201835 также способствовали росту картофеля и были идентифицированы как Rhodococcus и Staphylococcus соответственно.Энтеробактериальные диазотрофы из группы DSP, которые предоставили PGP картофеля, включали пять изолятов, идентифицированных как Metakosakonia , Rahnella или Raoultella . Напротив, остальные 11 изолятов были идентифицированы как Enterobacter , Lelliottia , Pantoea , Rahnella , Rhodococcus , Serratia и Staphylococcus в файле S1).

Анализ измерений массы свежих и сухих побегов, проведенных после независимой инкубации с каждым диазотрофом слизи, выявил изоляты, способные стимулировать рост ростков картофеля. Хотя визуализация средних весов для каждого эксперимента по инокуляции моноизолятов показала диапазон реакций роста побегов по отношению к имитационным инокулированным контрольным растениям (рис. S4 – S16 в файле S1), линейное моделирование данных с проверкой множественных гипотез подтвердило, что наблюдаемое увеличение веса были вызваны микробной инокуляцией и идентифицировали подмножество изолятов со статистически подтвержденными оценками различий ( p -adj ≤ 0.01). Различия в массе свежих побегов обнаружили 5 изолятов слизи, которые обеспечивали стимуляцию роста побегов с величиной эффекта в диапазоне от 200 до 300% от имитационно инокулированных контролей (таблица 2). После высушивания каждого образца побегов повторный анализ с массами высушенных тканей показал 9 диазотрофов с зарегистрированными массами, значительно превышающими веса соответствующих контрольных растений. Масса высушенных побегов растений, получавших эти полезные инокуляты, имела наблюдаемый размер эффекта, который находился в диапазоне от 199 до 318% от контроля.Сравнение различий между идентификацией изолятов PGP на основе анализа образцов свежих или сухих побегов показало, что 5 из 9 идентифицированных изолятов имели статистически значимые ( p -adj ≤ 0,05) эффекты PGP на вес побегов картофеля для веса свежих и сухих побегов. веса или обеих переменных ответа ( Enterobacter BCW-201814, Enterobacter BCW-201849, Rahnella BCW-200810, Raoultella BCW-201900 и Staphylococcus BCW-201835).

Применение процедуры статистического анализа, используемого при измерениях веса побегов, к измерениям веса корней, проведенным после инокуляции in planta и инкубации, подтвердило, что 10 изолятов слизи обладают способностью вызывать эффекты, стимулирующие рост корней у картофеля. Хотя визуализация средних оценок и связанной с ними стандартной ошибки для веса корней представила широкий спектр эффектов инокуляции с многочисленными степенями вариации (рис. S4 – S16 в файле S1), дальнейший анализ измерений веса свежих и сухих корней выявил статистически подтвержденные наблюдения стимулирования роста с помощью 8 и 5 разных изолятов соответственно.Изоляты слизи с фенотипом PGP корня картофеля, определенные с использованием веса свежих корней, имели величину эффекта от 220 до 293% от контрольных образцов с имитацией инокулирования, а те, которые наблюдались с образцами сухих корней, имели более низкий диапазон от 181 до 250% (Таблица 2). Среди 10 изолятов, которые, как было установлено, придают PGP корня картофеля, соответствующие эффекты промотирования при измерении как свежей, так и сухой массы наблюдались после инокуляции 3 изолятами ( Metakosakonia BCW-201873, Pantoea BCW-201864 и Raoultella BCW-201900).Кроме того, три из 16 изолятов, которые, как было установлено, придают PGP картофеля с помощью в инокуляции planta , проявляли эффекты PGP картофеля как на ткани побегов, так и на корни ( Metakosakonia BCW-201873, Rahnella BCW-200810 и Raoultella BCW-201900) .

Инокуляция SynCom картофеля в теплице подтвержденный изолят слизи PGP

Инокуляция картофеля Russet Burbank (RB) и Red La Soda (RLS) в теплице синтетическими микробными сообществами (SynComs), состоящими из изолятов, повышающих биомассу картофеля in planta , предоставила дополнительные доказательства наличия PGP за счет диазотрофов слизи в условиях полного оплодотворения. азотный стресс.Выбор членов SynCom основывался на интеграции результатов анализа гена PGP с индивидуальными характеристиками на тесте на прививку PGP картофеля in planta . В результате был составлен список кандидатов PGPB, состоящий из трех DSP и трех диазотрофных изолятов DSN, которые продемонстрировали как разнообразие генотипов целевых генов PGP, так и измеренную способность стимулировать рост корней и / или побегов картофеля (рис. 2A). Последующая рандомизация и гнездовое объединение этих изолятов сгенерировали шесть SynComs для инокуляции тепличного картофеля (рис. 2B).Эта стратегия позволила увеличить репликацию инокуляции каждым изолятом слизи и оценить влияние микробно-микробного взаимодействия на PGP картофеля.

Рис. 2. Дизайн и влияние прививок изолята слизи SynCom для PGP картофеля.

Факторы для включения изолятов слизи в экспериментальный план включали фенотипы сильного стимулирования роста картофеля из анализа инокуляции in planta наряду с вариациями владения геном PGP среди целевых признаков для коллекции.A) Критерии и спецификации отбора изолята SynCom, которые включают: процентное стимулирование роста корней картофеля (R) и побегов (S) из in planta , анализ инокуляции картофеля, назначение группы фиксации азота (NIF Group) на основе анализа гена nif результатов, а также наличие (+) или отсутствие (-) целевых маркерных генов для дезаминазы ACC ( acdS ), биосинтеза IAA ( ipdC / ppdC ) и генов, составляющих оперон PQQ ( pqq ). B) Гнездо объединяющий дизайн изолята слизи SynComs для эксперимента по инокуляции картофеля в теплице.C) Столбчатая диаграмма, показывающая среднее количество клубней, продуцируемых растениями картофеля генотипов Russet Burbank (RB) или Red La Soda (RLS) после обработки инокуляцией SynCom с полным оплодотворением ( n = 4). Значение, отмеченное звездочкой (*), указывает на оценку различия, определенную как значительную после сравнения с контрольной группой с имитацией прививки ( p -adj = 0,06).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0239081.g002

Хотя инокуляция SynCom растений, выращенных в теплице, продемонстрировала тенденции к увеличению производства биомассы побегов у обоих сортов картофеля по сравнению с контрольными имитациями, получавшими стерильный образец Хогланда. раствор среды, линейное моделирование данных о массе побегов и проверка гипотез для попарного сравнения реакций роста на все виды инокуляции не выявили значительных различий.В случае растений, получавших полное удобрение, картофель RB, инокулированный SynComs A, B, C, D и F, имел более высокие средние веса для накопления биомассы побегов по сравнению с контрольными имитациями с разницей в 2,3, 9,3, 6,8, 12 и 16,8. граммов соответственно (рис. S17A в файле S1). При инокуляции растений RLS, также обработанных полным удобрением, наблюдался соответствующий прирост средней массы побегов по сравнению с контрольными имитациями на уровнях 2,5, 9,7, 8,5 и 4,3 грамма для SynComs B, D, E и F (S17A, фиг. В файле S1).В то время как SynComs A и C не приводили к увеличению средней массы побегов картофеля обоих сортов, испытавших азотный стресс, инокуляция SynComs D, E и F увеличивала средний вес побегов подвергнутых стрессу RB (5,2, 5,8, 2,3 грамма, соответственно). и растения RLS (9,7, 8,5, 4,3 грамма, соответственно) по сравнению с имитационно инокулированными контролями (фиг. S17D в файле S1). Несмотря на высокий уровень разброса между измерениями веса побегов в эксперименте, эти результаты показали, что изоляты слизи могут увеличивать биомассу побегов растений картофеля на основе оценок разницы средней массы побегов, наблюдаемых между группами, обработанными SynCom, и группами с имитацией прививки. контроль.

Проведение статистического анализа измерений веса корней также дало незначительные оценки средней разницы между группами с инокулированной и имитационной инокуляцией для обоих сортов картофеля. Однако наблюдаемые средние веса корня по репликациям также продемонстрировали тенденцию для корневого PGP в результате обработки SynCom. Инокулированные растения RB, получавшие полное удобрение и обработку SynComs D и F, показали среднюю массу корней, которая составляла 133 и 123% от наблюдаемой в контрольной группе, соответственно (фиг. S17B в файле S1).Аналогичным образом, растения RB в условиях азотного стресса, обработанные SynComs E и F, имели измеренный средний вес корней, составляющий 130 и 124% от среднего значения контрольной группы (фиг. S17E в файле S1). Растения RLS, получившие полную обработку удобрениями и инокуляцию SynComs C, D и F, также давали большую среднюю массу корней по сравнению с контрольной группой при соответствующих процентных долях 125, 120 и 126%. SynComs A и F также вызвали увеличение средней массы корня RLS на 128 и 134% от наблюдаемого контроля. Неожиданно результаты для каждого из этих факторных условий продемонстрировали общность инокуляции SynCom F, приводящую к наблюдаемому увеличению средней массы корней.

Выращивание картофеля в теплице дало возможность оценить влияние инокуляции SynCom на урожайность клубней. Несмотря на выполнение расчетов, которые привели к незначительным оценкам разницы в средней массе клубней для групп с прививкой по сравнению с имитацией контроля, SynComs A, D и F продемонстрировали тенденцию к увеличению среднего веса клубней для множественных факторных условий в эксперименте. В условиях обильного и недостаточного оплодотворения инокуляция картофеля с RLS SynCom A привела к положительным различиям в средней массе клубней относительно контрольных групп на уровнях 29 и 23 грамма, соответственно (S17C, S17F, фиг. В файле S1).Однако инокуляция как SynComs D, так и F вызвала увеличение только средней массы клубней по сравнению с контролем при повторном внесении удобрений. Инокуляция SynCom D вызвала соответствующее увеличение среднего веса клубней у картофеля RB и RLS на 24 и 44 грамма. Аналогичным образом, инокуляция SynCom F также привела к увеличению средней массы клубней по сравнению с контролем с приростом 26 и 36 граммов соответственно. Эти наблюдаемые тенденции увеличения среднего веса клубней по сравнению с имитационным контролем в результате инокуляции SynCom предоставили дополнительные доказательства наличия PGP картофеля изолятов, содержащихся в SynComs A, D и F.

Помимо измерения среднего веса клубней, оценка количества клубней, завязавшихся у каждого растения после микробной инокуляции и различных обработок оплодотворением, показала, что некоторые изоляты слизи оказали влияние на развитие клубней у картофеля. Что касается количества клубней для растений RB, которые получили обильное удобрение, обработка инокуляцией SynCom не показала увеличения среднего количества клубней (рис. S17G в файле S1). Однако измерения для картофеля RB, подвергшегося стрессу от удобрений и инокуляции SynCom E, дали среднюю разницу в среднем количестве клубней, равную 1.75 по сравнению с контрольной группой с имитацией прививки (фиг. S17H в файле S1). Что касается инокуляции RLS-растений, подвергшихся стрессу питательными веществами, все обработки SynCom не приводили к увеличению среднего числа клубней по сравнению с контрольными инокулированными имитациями. Интересно, что комбинация инокуляции SynCom, повторного оплодотворения и генотипа RLS выявила тенденцию к увеличению числа клубней по сравнению с соответствующими контрольными инокулированными имитациями (рис. 2С). В то время как увеличение количества клубней для картофеля с RLS, получавшего правильное питание, произошло во всех группах, инокулированных SynCom, SynCom F произвел наибольший эффект со значительной разницей в 4.25, что составляет 206% от контроля ( p -adj = 0,06).

Наблюдаемая тенденция обработки SynCom F, приводящая к увеличению роста картофеля, требует дальнейшего изучения его отдельных компонентов. Деконструкция SynCom F предоставила средства для оценки относительного вклада каждого диазотрофа слизи, составляющего исходную инокуляционную обработку. В соответствии с ранее введенными методами дифференцированного оплодотворения (насыщение или стресс) и тепличными условиями, последующий эксперимент с независимой инокуляцией растений картофеля RLS с BCW-200810 ( Rahnella sp.), BCW-201849 ( Enterobacter sp.) И BCW-201900 ( Raoultella sp.) Выявили несколько возможностей PGP для диазотрофных изолятов SynCom F по сравнению с контрольной группой с имитацией прививки.

Инокуляция картофеля RLS в теплице отдельными компонентами SynCom F привела к значительному увеличению средней массы побегов и корней по сравнению с контрольными имитациями ( p -adj ≤ 0,05). В то время как оценки среднего веса побегов картофеля RLS при обработке с повторным внесением удобрений продемонстрировали постоянные уровни для групп с инокулированной и имитационной инокуляцией, растения, подвергшиеся стрессу от удобрений, которые получили инокуляцию BCW-200810, BCW-201849 и BCW-201900, продемонстрировали соответствующие средние значения. определено, что это 125, 133 и 144% контрольных образцов с имитацией прививки.Среди этих различий средние оценки веса побегов между контрольными растениями и растениями, инокулированными BCW-201849 и BCW-201900, значительно различались (скорректированные значения p , равные 0,03 и 0,01, соответственно) (рис. 3B). Выращивание картофеля с RLS в присутствии всех трех изолятов слизи из SynCom F также привело к увеличению средней биомассы корней при обеих обработках удобрениями. Несмотря на то, что были показаны оценки разницы в средней массе корней для растений с имитацией прививки, которые существенно не различались, растения с прививкой BCW-200810, испытавшие обильное внесение удобрений, продемонстрировали среднее увеличение биомассы корней на 47%, а те, которые испытывали стресс, связанный с питательными веществами, дали улучшение на 33% (Рис. 3C и 3D).Для сравнения, уровни достоверности увеличения среднего роста корней в ответ на инокуляцию BCW-201849 и BCW-201900 при обоих уровнях удобрения были значительно выше. Примечательно, что инокулированные растения BCW-201849 и BCW-201900 давали соответствующие отличия от имитационных растений в 26,2 (188% от контроля, p -adj = 0,04) и 25,2 (185% от контроля, p -adj = 0,05). ) граммов при обильной обработке удобрениями. У растений RLS, инокулированных этими двумя изолятами, также наблюдалось увеличение средней массы корней при выращивании в условиях стресса от удобрений, тогда как BCW-201849 и BCW-201900 увеличились в среднем на 8 и 7 соответственно.8 грамм (160% контроля, р -adj = 0,1).

Рис. 3. Ростовые реакции для растений картофеля, инокулированных отдельными изолятами SynCom F.

Результаты деструктивного отбора образцов картофеля Red La Soda, выращенного либо с полным внесением удобрений, либо с дефицитом питательных веществ, и инокуляция одной из четырех обработок: инокуляция Rahnella BCW-200810, Enterobacter BCW-201849, Raoultella BCW-201900, или имитация инокуляции 0,5X жидкой среды Хогланда без присутствия культивируемых бактериальных клеток (контроль).Переменные реакции инокулированных растений, выращенных в условиях обильного удобрения, включали массу сухих побегов (A), массу сухих корней (C), массу клубней (E) и количество клубней (G). Измерения для инокулированных растений, подвергшихся стрессу питательными веществами, также включали массу сухих побегов (B), массу сухих корней (D), массу клубней (F) и количество клубней (H). Столбцы показывают стандартную ошибку среднего (SEM) зарегистрированного значения веса для каждой ответной переменной ( n = 6). Значения, помеченные звездочкой (*), имели оценки средней разницы по сравнению с контрольными объектами с имитацией прививки с поправкой Даннетта p -значения <0.05 (за исключением панели D, где p -adj = 0,1).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0239081.g003

Наблюдаемые результаты инокуляции картофеля с RLS отдельными изолятами из SynCom F также включали небольшое влияние на средний вес клубней при стрессе питательных веществ и тенденцию к увеличению количества клубни. Реакция средней массы клубней для инокулированных растений, выращенных без стресса удобрениями, не показала признаков стимуляции роста по сравнению с теми, которые получали имитационную инокуляционную обработку (фиг. 3E).Растения RLS, инокулированные BCW-201900, привели к увеличению средней массы клубней на 13,6 грамма по сравнению с имитационным контролем, но проверка гипотез с этим результатом дала низкую степень уверенности в оценке (рис. 3F). В соответствии с результатами инокуляции SynCom F в предыдущем эксперименте, инокуляция BCW-201849 картофеля RLS, выращенного с большим количеством удобрений, увеличила среднее количество клубней, развившихся на 94% по сравнению с контрольной группой с имитацией инокулирования (рис. -adj = 0.02). Кроме того, группы инокуляции BCW-201849 и BCW-201900 продемонстрировали аналогичную тенденцию за счет увеличения количества клубней растений RLS, которые испытали стресс от удобрений, по сравнению с растениями, которые не получали обработки микробной инокуляцией (рис. 3H).

Определение стадий роста кукурузы 1017_S1

VE — Может произойти через 4–5 дней после посадки в идеальных условиях, но до 2 недель или дольше в прохладных или сухих условиях.

V1-V5 — В V1 появляется лист с закругленными кончиками на первой шейке, узловые корни удлиняются.По V2, растение имеет высоту от 2 до 4 дюймов и полагается на энергию семян. V3 начинается через 2–4 недели после VE, и растение переключается с резервов ядра на фотосинтез, и узловые корни начинают действовать. Около V4 следует бороться с широколиственными сорняками, чтобы избежать потерь. По V5 определяется количество потенциальных листовых и колосовых побегов. Растение от 8 до 12 дюймов в высоту, а точка роста остается ниже поверхности почвы.

V6-V8 — Начиная с 4-6 недель после VE, точка роста растет над поверхностью почвы, повышая восприимчивость к граду, морозу или ветру.Узловая корневая система является доминирующей. В V7 начинается фаза быстрого роста и удлинения стебля. Определяется количество строк ядра, и начинается число потенциальных ядер в строке и продолжается до V15 / 16. К V8 растение достигает 24 дюймов в высоту.

V9-V11 — Примерно через 6-8 недель после ВЭ кукуруза начинает устойчивый и быстрый период роста и накопления сухого вещества. У V9 кисточка быстро развивается, но пока не видна. Новые листья появляются каждые 2–3 дня и развиваются почвенные побеги.

V12-Vnth — По V12 растение достигает 4 футов в высоту и более. Питательные вещества и вода пользуются большим спросом для удовлетворения потребностей роста. Все листья полноразмерные, и примерно половина из них подвержена воздействию солнечного света. Корни растяжения развиваются, и потенциальное количество ядер на ухо и размер уха все еще определяются. Травмы насекомыми и градом могут уменьшить количество развивающихся ядер. Растение находится примерно в двух неделях от шелушения на V15. Кисточка почти в полный размер, но не видна.Недостаток влаги и питательных веществ в это время может снизить количество потенциальных зерен в ряду, что приведет к более коротким початкам и снижению потенциальной урожайности.

VT — Примерно через 9-10 недель после появления всходов кукуруза входит в критический период, когда требуется успешное опыление, чтобы превратить потенциальные зерна в жизнеспособные, развивающиеся зерна. Завод достиг полного размера. Кисточки полностью видны, а шелк появится через 2–3 дня. Сыпь пыльцы начинается и продолжается от 1 до 2 недель.На этом этапе град может быть очень разрушительным.

Этапы репродуктивного роста кукурузы

Растения кукурузы вступают в репродуктивный рост после завершения всходов кисточки. Стадии репродуктивного роста определяются развитием ядра, а не воротничков растений.

Выращивание традиционной кукурузы 101

В связи с завышенными ценами на товарную кукурузу многие фермеры серьезно задумываются о выращивании традиционных гибридов кукурузы, чтобы снизить затраты на семена и сохранить прибыльность своих хозяйств.Мы собрали все, что вам нужно знать о выращивании обычных и не содержащих ГМО гибридов кукурузы.

Если после этой статьи вас заинтересовало выращивание обычной кукурузы, обязательно:

Обычная кукуруза и кукуруза без ГМО: в чем разница?

Знаете ли вы, что есть разница между характерной кукурузой, обычной кукурузой, кукурузой без ГМО и органической кукурузой? Каждый из них предлагает что-то свое для вашей деятельности, и в зависимости от вашей практики и потенциальной прибыли, которую вы ищете, один из этих вариантов может быть лучше других.Мы углубляемся в этот и другие вопросы об обычной кукурузе, от стоимости химикатов и стабильности урожайности до выбора правильной генетики и максимального увеличения рентабельности инвестиций.

Термины и определения, связанные с ГМО, обычными и не-ГМО, часто могут сбивать с толку. Вот краткое объяснение разницы:

Особая кукуруза (генетически модифицированная кукуруза)

• Любое семя кукурузы, которое имеет чужеродную ДНК (по крайней мере, один чужеродный входной признак), добавленную к семенам посредством генетической модификации.Наиболее распространенными признаками являются устойчивость к кукурузному мотыльку, устойчивость к корневому червю и толерантность к глифосату.
• Такие термины, как «одинарная укладка», «двойная укладка», «тройная укладка» и т. Д., Относятся к количеству входных признаков, добавленных к семени.
• Фермеры сажают семена кукурузы «Убежище в мешке» (RIB), сажают смесь традиционной и особой кукурузы в одном пакете. Вся кукуруза RIB содержит смесь обычной кукурузы и характерной кукурузы.

Обычная кукуруза

• Любые семена кукурузы, которые не содержат чужеродную ДНК или входных признаков, добавленных к семенам.
• Невозможно гарантировать, что пакет с семенами на 100% свободен от генетически модифицированного материала из-за непреднамеренного перекрестного опыления во время производства семян кукурузы и в поле.
• Гербициды, содержащие глифосат и глюфосинат, не следует распылять поверх обычной кукурузы. Почти все другие гербициды для кукурузы можно использовать для обработки обычной кукурузы.

Кукуруза без ГМО

• Семена кукурузы, которые соответствуют более высокому уровню чистоты и не содержат признаков (в большей степени, чем обычная кукуруза).
• Существуют дополнительные меры, которые необходимо предпринять для выполнения условий контракта, чтобы получить премию за счет продажи урожая как кукурузы, не содержащей ГМО.
• В последние годы количество фермеров, выращивающих кукурузу, не содержащую ГМО, увеличилось, что сделало доступность контрактов, не содержащих ГМО, более редкой и уменьшило размер рыночных премий.
• Кукуруза, не содержащая ГМО, не должна сертифицироваться фермерами как «не содержащая ГМО». Семена, продаваемые по номеру FBN как не-ГМО или обычная кукуруза, не имеют обнаруживаемых признаков ГМ, но это может не предполагать нулевой уровень присутствия признака, поскольку каждое семя не может быть протестировано.

Увеличение рентабельности инвестиций при использовании обычной кукурузы

Увеличение рентабельности инвестиций при выращивании обычной кукурузы сводится к уравновешиванию нескольких ключевых факторов, включая затраты на семена и химикаты, разницу в урожайности и маркетинг зерна.

У нас есть многолетние данные от более чем 550 сетевых фермеров FBN , которые выращивали как обычную кукурузу, так и кукурузу с признаками. Эти выводы основаны на анализе более 200 000 акров традиционного производства и более 4 миллионов акров характерной кукурузы.

Стоимость семян

В среднем