1. 添加“杀死开关”来提高转基因产品安全

雷洁

在麻省理工学院的生物学家发现可能帮助电影爱好者感觉更安全的关键——具体来说,科学家可以通过一种方法有效地管理转基因，通过创建一个“杀死开关”电击转基因微生物。 虽然这工作是一个重要的里程碑,它仍有局限性,四天后该研究的作者指出造成效率降低。进一步分析表明,灭活毒素基因突变发生。作者建议一个可能的方案来解决这一问题,,包括多个杀死系统为每一个电路,可以规避这个问题,甚至产生出更多“杀死开关”。

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发布时间: 2016-02-26

2. 木鳖子（Momordica cochinchinensis） (葫芦科)在越南和泰国的保健形态学和遗传多样性综述

雷洁

摘要： 木鳖子(葫芦科) )原产于东南亚，有重要的营养和药用价值。在木鳖子（Momordica cochinchinensis）的形态学和遗传多样性以及作物选择和战略种质收集方面没有很多的信息。 在这项研究中,对42种来自越南、泰国和澳大利亚，登记入册的木鳖子（Momordica cochinchinensis）进行多样性研究在形态学和分子水平分析。形态学和分子分析协议和集群基于原产地登记入册。在这个调查研究可以标记用于未来的应用与未知起源或基因样本追踪重要的品种。Momordica登记入册是高度多态标记基础上提出较高的遗传多样性。 因此这项研究的结果将在未来木鳖子（m . cochinchinensis）的种质资源收集、保护、园艺的发展和商业传播中有重要的战略性作用。

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发布时间: 2016-01-13

3. 大数据方法预测蛋白质结构

Zhao

蛋白质的结构决定其功能。 实验蛋白结构测定是繁琐和昂贵的，这已经驱动了从序列信息预测蛋白质结构的方法的探索。（1） 约一半的已知蛋白质适于比较模拟; 也就是说，已知结构的正在演化中的相关蛋白可以用作模拟未知结构的样本。 对于剩余的蛋白质，没有发现令人满意的解决方案。（2）最近开发的方法用于预测蛋白质氨基酸接触与微生物DNA的宏基因组学的蛋白质序列组合以计算622个蛋白质家族的可靠模型，并且发现了100多个新的折叠。 宏基因组学数据的快速增长能够使更多的蛋白家族的结构预测变得更可靠。

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发布时间: 2017-02-16

4. 研究人员在番荔枝正常和畸形的花朵中发现差异表达的基因

Zhao

番荔枝（普通番荔枝）是一种十分受欢迎的热带水果，具有很高的药用和营养价值，在热带南亚和美洲广泛种植。畸形花始终是番荔枝种植的主要问题，其存在会降低番荔枝的产量。然而，有关正常和畸形的苹果花之间的差异的信息很少。为了研究这些差异，中国岭南师范大学的刘凯东分别从正常和畸形的花中制备cDNA文库进行基因测序。 这些研究数据总共产生了70,189,896条测序信息，这些信息继而被整合组装到55,097条功能基因中。通过基因测序鉴定出了大量差异表达的基因（DEGs）。而在这些差异表达的基因（DEGs）中有701个与花发育相关的转录因子编码基因。此外，还发现了大量与开花和激素相关的差异表达的基因（DEGs），而且其中大多数在畸形花中被发现表达量有所降低。与正常的花相比，畸形的花也显示出较低的激素水平。 本研究的数据将作为研究番荔枝花发育调控机制的较为综合全面资料。 欲了解更多信息，请阅读BMC植物生物学文章。

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发布时间: 2017-11-27

5. 动物褪黑素能增强干旱启动野生型和脱落酸缺失突变型大麦的耐寒性

丁倩

动物褪黑素能参与多种植物的发育过程和各种应激反应。为了探究褪黑素的作用以及与脱落酸（ABA）在干旱启动效应诱发的耐寒性（DPICT）过程中的联系，我们选用了野生型和ABA缺失突变Az34型大麦，以便进行比较。我们系统的研究了褪黑素对两种大麦干旱启动的耐寒性作用。结果表明，早期干旱启动效应诱发内源性褪黑激素增加。此外，当冷胁迫时，外源性褪黑素使得干旱启动植物中的ABA浓度高于干旱非启动植物，ABA通过干旱依赖的方式响应。褪黑素和ABA的相互作用使植物更好的保持水分。干旱启动诱导的褪黑素积累增强了叶绿体和线粒体的抗氧化能力，在冷胁迫下维持植物光合器官中的光合电子运输。这些结果表明，外源性褪黑素通过调节亚细胞抗氧化系统和ABA水平提高大麦的DPICT。

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发布时间: 2016-08-26

6. 蛋白质印迹法检测转基因水稻的PMI蛋白

丁倩

磷酸甘露糖异构酶（PMI）编码基因manA是转基因研究中理想的选择标记。了解其在转基因植物中的表达模式与建立基于免疫分析的高度敏感检测方法都对PMI的应用有重要意义。在本研究中，PMI的特性单克隆抗体利用重组蛋白作为免疫原产生，并可用于蛋白质印迹法检测低至0.5 ng标记PMI蛋白或占单粒稻米（约0.08毫克）0.4%的样本稻米的PMI蛋白表达。在水稻生长中的所有发育阶段，在包括根、茎、叶、穗和种子的许多测试组织中检测到由CaMV-35S驱动的PMI蛋白，幼苗阶段PMI蛋白约占叶子总蛋白量的0.036%。本文中建立的方法或可用于监测稻粒中的PMI蛋白。

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发布时间: 2016-06-28

7. mtDNA与核遗传变异的影响

丁倩

由于线粒体DNA（mtDNA）绝大多数是通过母体遗传，假设在mtDNA突变的情况下，雄性可能受遗传不兼容的影响更大。Mossman等研究人员检测了果蝇mtDNA与核变异及相互作用，结果显示基因型和性别对基因表达有特殊影响。对所有检测的遗传差异来说，雌性中对基因表达谱的影响更大，这表明雌性对遗传变异更敏感。相反，大量基因在雄性中表现出一定影响，但较于雌性中遗传变异的影响，差异程度较低且不显著。

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发布时间: 2016-09-26

8. 非生物胁迫耐受基因表现为褐色海藻

雷洁

Saccharina粳稻是一个重要的商业褐色海藻。藻酸盐,其主要产品是用于食品、纺织和化妆品和制药工业。GDP-mannose脱氢酶(GMD)是关键酶参与海藻酸的合成。然而,在美国对粳稻GMD知之甚少。来自中国科学院的科学家Pengyan张,表现比较两个GMD基因粳稻的生化分析。 从美国粳稻(Sjgmd1、Sjgmd2)选的两个GMD基因是被克隆和具特征性的。由这两个基因编码的蛋白质的最佳温度分别为30°C(SjGMD1)和20°C(SjGMD2)和最佳pH值分别为8.0(SjGMD1)和8.25(SjGMD2)。金属铁Zn2 +还发现SjGMD1和SjGMD2的有效抑制剂。PCR分析表明,干燥和热治疗导致显著增加Sjgmd1 Sjgmd2成绩单,这表明SjGMDs直接参与美国粳稻非生物压力的适应环境。 这项工作确定了在美国基因编码GMD粳稻和显示的功能GMD的压力适应性粳稻的两个说法。丰富了我们对海藻酸合成的理解获得的数据在粳稻,并可能促进GMD功能差异基因的进一步研究。

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发布时间: 2016-03-18

9. 农业掀起“基因”浪潮，基因编辑和转基因技术商业化提速

zhangyi8606

全球农业颠覆式发展必然少不了农业生物技术的创造性力量。 农业生物技术是指运用基因工程、发酵工程、细胞工程、酶工程以及分子育种等生物技术，改良动植物及微生物品种生产性状、培育动植物及微生物新品种、生产生物农药、兽药与疫苗的新技术。广义基因工程技术中的基因编辑和转基因技术在农业领域的应用备受关注。 说到基因编辑，其近年来的发展可谓是叱咤风云，在医学领域大放异彩不说，又屡次角逐诺奖。当走在科技前沿的基因编辑遇上正在追赶科技的农业，它们之间所发生的奇妙化学反应将为农业带来全新的发展机会。例如：早在2013年，以CRISPR/Cas9系统为标志的第三代基因编辑技术就取得了决定性突破，打破了常规育种瓶颈，成为基因编辑主流技术。 与基因编辑一样，转基因自被人们认识以来便是万众瞩目。根据国际农业生物技术应用服务组织2019年9月发布的《2018年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势》报告，当年全球有26个国家和地区种植转基因作物，种植面积超1.9亿公顷，其中美国、巴西、阿根廷、加拿大和印度的转基因农作物种植面积占全球转基因作物种植面积的91%。 基因编辑和转基因技术在农业领域的应用 医疗和农业是基因编辑的两大重要应用领域。在农业方面，世界各地的研究人员利用植物和动物的测序来研究不同物种的基因组，进行农作物全品种基因测序将会推动农业发展，增加作物产量。 基因编辑技术不仅可以突破传统育种难以解决的遗传障碍，而且能实现特定性状的精准改变，颠覆已有动物遗传改良技术路径和选育效率。伴随着基因编辑技术的不断改进及其在动植物上的广泛应用，农业领域的颠覆性变革悄然在进行。 1994年，Calgene推出第一个基因工程食物Flavr Savr番茄。1996年，孟山都公司（Monsanto）推出第一批基因修饰农作物，很快这些基因修饰食品占据了市场。2016年初杜邦宣布，在2020年即将诞生一款新的玉米品种，将是史上第一例商业化的基因编辑农作物。2018年，美国食品药品监督管理局（FDA）发布新规，撤销对CRISPR作物的严格管控，鼓励CRISPR植物的种植试验。 与基因编辑有所不同，转基因技术能将一个生物体中结构明确、功能清楚的基因取出，让其在另一个作物体内发挥作用，实现基因在不同物种间的重组。这项新技术不仅更精准，而且利用其他物种的基因资源能极大扩充作物自身的基因库，使作物具备抗虫、耐除草剂、抗旱等特性。动物转基因技术则在提高畜禽生产性能、改善畜产品品质、提高畜禽抗寒抗病能力等方面应用广泛。 作为现代生物工程的一个重要手段，许多发达国家和发展中国家都在大力研究开发转基因技术。我国转基因作物研究始于20世纪80年代，是开展这项新技术研发最早的国家之一。 2008年中央一号文件首次提出，启动转基因生物新品种培育科技重大专项。当年10月党的十七届三中全会决定强调，实施转基因生物新品种培育科技重大专项，尽快获得一批具有重要应用价值的优良品种。随后出台的《国家粮食安全中长期规划纲要》也对转基因生物新品种培育科技重大专项提出明确研发方向。 跟随国家政策的指引，行业内的头部企业逐渐开始了在农业生物技术领域的探索，例如华大基因和隆平高科。 华大基因：推进动植物育种进程 华大基因成立于1999年，是全球领先的生命科学前沿机构，拥有多种平台，可以在DNA水平、RNA水平、表观遗传学等各个水平对动植物各种表型性状进行全方位的研究，并结合质谱技术开展蛋白质组水平的研究，利用贯穿组学深度解析动植物界的科学问题，检测与人类息息相关的农艺性状相关基因、研究动植物进化、抗病、抗逆、生殖发育等生理机制，为育种挖掘多样性的遗传资源，为推进动植物育种进程奠定坚实的理论基础。 其产品RNA-Seq主要用于系统进化/物种起源、生长发育、抗逆及致病机理研究、生物标记（分子育种）等研究。此外，华大基因还在利用自主DNBSEQTM测序技术的基础上，自主开发了双链环化的文库制备新方法，可快速高效获取真实的甲基化水平数据，以及动植物育种、人类健康与疾病等应用性研究。 华大基因基于公司领先的数据处理分析能力，丰富的科研项目经验，公司在科研方面也取得了一系列突破性成果。2019年，公司与多家国内外科研机构在全球顶尖学术期刊上发表了50篇农业基因相关科研论文。其中，2019年3月11日，与芝加哥大学、亚利桑那大学等团队合作在Nature Ecology & Evolution上发表了迄今为止最大的水稻高质量新蛋白质数据集的成果。2019年5月，与华中农业大学在Nature Genetics上发表迄今为止质量最高的热带玉米参考基因组，并公布了首份玉米结构变异图谱。 华大基因于2019年5月与碧桂园农业控股有限公司签署股权转让协议，将其持有的华大农业80%股权转让给碧桂园。碧桂园布局农业全产业链条，着力打造科技型、平台型、国际型农业。 隆平高科：高位布局玉米转基因品种开发 隆平高科自设立以来一直以现代种业产业化为发展方向，利用现代生物技术，主要从事农作物高科技种子及种苗的研发、繁育、推广及服务。 在生物技术板块，隆平高科在华智生物技术有限公司、隆平高科长沙生物技术实验室、隆平高科生物技术（玉米）中心等分子育种平台基础上，投资设立湖南隆平高科第三代杂交水稻种业有限公司，聚集新一代杂交水稻技术开发，投资杭州瑞丰生物科技有限公司，成立隆平生物技术（海南）有限公司，高位布局玉米转基因品种开发，进一步提升公司研发能力，巩固公司产品及科技领先优势，抢占新技术周期背景下行业竞争的战略制高点。 2020年1月21日，农业农村部公布了2019年农业转基因生物安全证书（生产应用）批准清单，其中包括隆平高科参股公司杭州瑞丰生物科技有限公司的转基因玉米瑞丰125，该玉米融合两个Bt抗虫基因，能有效控制我国玉米田的主要鳞翅目害虫，预期在延缓害虫抗性产生方面具有优势，所含抗除草剂基因是具有我国自主知识产权的创新型基因，可满足我国农民田间除草需求。此外，对目前入侵我国西南地区、黄淮海地区的草地贪夜蛾也具有一定的抗性。 作为行业龙头，隆平高科在传统研发和以转基因技术为代表的生物技术储备方面准备充足、能力叠加，将进一步巩固和提升其行业优势地位。 大北农：转基因大豆产品取得里程碑式进展 大北农集团主营业务有饲料、养猪、水产、疫苗、作物、农业互联网六大产业，拥有近20000名员工、1500多人的核心研发团队、120多家生产基地和300多家分子公司。其作物科技产业聚焦生物技术、绿色良种、新型肥料、环保农药的创新研发与服务推广，为农民提供全产业链的种植科技服务。 2019年2月27日，大北农收到阿根廷国家政府的生产及劳动部正式书面通知，公司下属子公司北京大北农生物技术有限公司研发的转基因大豆转化事件DBN-09004-6获得阿根廷政府的正式种植许可。这是大北农转基因大豆产品在国际南美地区市场取得的重要里程碑式进展，也是大北农生物技术的研发和转化在国际南美地区取得的重大进展，也为大北农生物技术的市场化应用和经营拓展了较为广阔的市场空间。 行业发展空间巨大，创新企业步履不停 2019年12月30日，农业农村部科技教育司发布《关于慈KJH83等192个转基因植物品种命名的公示》，拟批准为192个植物品种颁发农业转基因生物安全证书目录，其中包括2个玉米品种和1个大豆品种，这是距2009年2个水稻1个玉米获得转基因生物安全证书之后，又有中国研究的主要农作物获得转基因生物安全证书。 国产转基因品种十年磨一剑，长时间沉淀的坚实基础将推动我国农业生物技术产业进入一个新的快速发展时期，未来发展空间巨大。在农业生物技术领域除了头部企业的探索，创新企业也加快了发展步伐。 康普森：动植物分子育种 北京康普森生物技术有限公司（以下简称“康普森”）成立于2011年，公司提供基于新型农业基因组技术的动植物分子育种、特色农业基因+以及现代化农业生产、现代设施农业整体解决方案。 2015年，康普森生物开始向农业产业化发展。第二年，为进一步推广基因组选择技术和产业化应用，康普森生物正式启动了产业联盟，在全国范围内先后发起了“猪基因组选育北京联盟”、“全国肉鸡全基因组选择育种联盟”、“畜禽良种产业技术创新战略联盟”等多个行业联盟，通过与不同机构合作，共同打造联合育种“产学研”院企合作平台，实现专注分子育种，用“大数据解决选育问题”的目标。 2018年，作为康普森生物的全资子公司，康普森农业推出了个性化育种方案制定、畜禽基因组选育、选配策略制定、遗传疾病评估、功能基因检测等一站式育种服务，为科研工作者和育种企业提供了多项个性化服务，这对培育自主品种、打造民族品牌、提升核心种源自给率、推动畜牧基因组实现产业化有着重要作用。 古奥基因：基因组选择育种平台研发 武汉古奥基因科技有限公司（以下简称“古奥基因”）是一家以二代和三代高通量测序、生物信息分析、交互分析报告、多组学知识库和基因组选择育种平台研发为技术核心的高科技公司。 古奥基因自成立以来，一直致力于布局基因数据产业，从数据产出，到分析，到深度挖掘，基因应用。目前公司已建立形成“三中心两基地”，包括武汉古奥基因（总部研发和运营中心）、重庆揩火基因（大数据中心）、嘉兴古奥（分子育种中心）、牡丹江大豆育种基地、东西湖育种基地。 其产品古奥基因组选择育种平台是通过整合和开发全基因组关联分析、全基因组选择育种、育种模拟等方法，开发的一个全自动化的育种分析平台，包含了数据管理，图表可视化，在线分析等一系列功能模块。平台利用配置好的育种分析方案进行全自动育种分析，使得育种研究人员在不需要底层生物信息和数量遗传算法的基础上，真正实现基于基因大数据的动植物品种选育方案设计。 当然不只是我国农业领域在推进基因工程技术的创新应用，自2019年开始，一些国家及地区政府进一步释放信号，鼓励转基因农作物种植和应用。 在欧洲，英国首相约翰逊提出要“解放”英国的转基因产业，欧盟委员会宣布批准10种转基因产品在欧盟上市；在美洲，美国总统要求联邦政府相关监管机构简化、加快农业生物技术产品的审批流程，从而加快农业生物技术新产品的审批、降低开发者的成本、鼓励对转基因农作物进行更多投资；在澳洲，南澳大利亚州政府决定从2020年起解除该州除袋鼠岛以外有关种植转基因作物禁令，至此澳大利亚大陆所有州都取消了转基因作物种植禁令。 以下是国外几家在农业基因工程技术领域较有代表性的企业。 Indigo Ag：创建农业微生物基因组信息数据库 Indigo Ag成立于2014年，起初只是Flagship pioneering发起的100多家创业公司之一。但在经过几年的发展以后，它已然成长为一家900多人规模的企业，累计融资金额超8亿美元，估值更是超过了35亿美元。 Indigo Ag利用人工智能算法和机器学习技术，创建了一套农业微生物基因组信息数据库，分析出对植物健康最有帮助的微生物，可以抵御农作物病虫害，增加营养摄入量以及水分利用率，继而提升产能，让农民获得可持续的收成。 目前，该公司的种子处理技术主要用于五种作物——玉米、小麦、大豆、水稻和棉花。2018年，indigo的玉米每英亩产量比传统种子高出10%以上，小麦产量提高了近15%。 Benson Hill：改良作物基因 Benson Hill成立于2012年，是一家集云计算、大数据分析和植物生物学为一体的农业科技公司，多年以来利用其建立的CropOSTM生物信息平台，帮助各大公司改良作物基因，提高作物品质，一直以来受到业内的广泛好评。 其最新研发的种子品种在保证农民产量的同时，还具备最优的蛋白质和油脂组成，可以提高饲料消化效率、降低胰蛋白酶抑制效果，并具备小众市场和大众终端用户所追求的其余品质。其中一个产品是eMerge Genetics的产品组合，这是一个国际知名的非转基因大豆品种组合，有资格通过非转基因认证并在包括欧盟在内的所有市场销售，极具推广潜力。 行业产业化前景诱人，技术壁垒问题仍待解决 《2020年农业农村科教环能工作要点》指出，要着力提高科技创新的产业贡献度着力强化科技扶贫，加强基础前沿储备，面向国际前沿，围绕生物种业、智能农机装备、数字农业等领域，强化基因编辑、合成生物学、大数据、人工智能等基础前沿研究，增强原始创新能力。继续组织实施转基因生物新品种培育重大专项，进一步强化生物育种技术研究和产品熟化，推进优良新品系遴选和第三方验证，夯实产业化基础。 在政策引领下，随着技术研发的深入，基因编辑的技术优势不断凸显，并逐渐转化为产业优势，已经在动植物育种方面显示了广阔的前景。据美国Kalorama Information公司估计，2025年基因编辑及其相关供应市场规模有望突破50亿美元。华泰证券研究报告则预测到2030年，我国转基因种子市场规模有望达到460亿元，利润总额有望达到157.8亿元。 尽管随着人们逐渐对基因编辑和转基因技术认知增多，基因工程技术产业化也与市场需求结合紧密，产业化前景诱人，但其产业化仍然受到技术壁垒、编辑效率等瓶颈问题的制约。但不论如何，基因工程技术将成为作物育种和农业生物技术研发过程中的一个重要工具，并推动农业领域的一场革命，未来行业中可能诞生千亿市值的龙头种企。

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发布时间: 2020-11-12

10. 转基因食品标签的高科技劫持

雷洁

美国人可能在这个选举年不同意，但根据民意调查,超过90%支持转基因食品标签化。尽管工业食品花费数亿游说反对标签,但三个州都表达支持，以他们的选民的电话和通过标记法作为回应。佛蒙特州的法律要求,公司将开始在2016年7月进行转基因食品标签化。

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发布时间: 2016-02-26

11. 如何使基因编辑工具CRISPR工作得更好

zhangyi8606

近年来最重大的科学进展之一是发现和发展了利用一种称为CRISPR的快速且负担得起的技术对生物进行基因改造的新方法。现在，德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家们说，他们已经发现了一种容易升级的技术，这种技术可以导致更精确的基因编辑，并提高安全性，从而为基因编辑用于人类打开足够安全的大门。 分子生物学家小组发现了确凿的证据，目前在CRISPR基因编辑中使用的最流行的酶，也是第一个被发现的酶Cas9，它比使用较少的CRISPR蛋白（称为Cas12a）具有更低的有效性和精确性。 因为Cas9更可能编辑植物或动物基因组的错误部分，破坏健康功能，所以科学家在8月2日发表在《分子细胞》杂志上的研究报告中提出，转用Cas12a将导致更安全和更有效的基因编辑。 “总体目标是找到自然界给我们的最好的酶，然后使它变得更好，而不是采用第一个通过历史偶然发现的酶，”分子生物科学的助理教授和这项研究的合著者Ilya Finkelstein说。 科学家们已经开始使用CRISPR，这是一种细菌用来抵御病毒的自然机制，来更多地了解人类基因，转基因植物和动物，并发展这种由科幻小说激发的进步，如含有抗脂肪小鼠基因的猪能导致瘦培根。许多人期待CRISPR能够为人类疾病提供新的治疗方法，并作物拥有更高产量或抵抗干旱、害虫。 但是，在自然界发现的CRISPR系统有时会瞄准基因组中的错误位点，这应用于人类可能是灾难性的，例如，未能纠正遗传疾病，而是将健康细胞转化为癌细胞。 以往的研究表明Cas12a比Cas9好，但以前的研究尚不明确。这项最新研究中，研究人员说，通过显示出Cas12a是比Cas9更精确的基因编辑刀结束了案例，并解释原因。 该研究小组由研究生Isabel Strohkendl和Rick Russell带领，发现Cas12a的选择性更强，因为它像维可牢一样与基因组靶结合，而Cas9更像超级胶一样与靶结合。每种酶都携带一串用RNA编写的基因代码，与病毒DNA中写入的一串目标基因代码相匹配。当它碰到一些DNA时，酶开始试图通过形成碱基对来与它结合——从一端开始，然后沿着它的方向工作，测试一侧的每个字母（DNA）与另一侧相邻的字母（RNA）匹配得如何。 对于Cas9，每个碱基对紧密地粘合在一起，就像一块超级胶水。如果每边的前几个字母匹配得很好，那么Cas9已经与DNA强结合了。换言之，Cas9关注基因组目标中的前七或八个字母，但是随着这个过程的继续就关注较少，这意味着它很容易忽略稍后在过程中的失配，这将导致它编辑基因组的错误部分。 对于Cas12a来说，它更像是一个尼龙搭扣。在沿途的每一点联系相对较弱。沿着带子的两边是一个很好的匹配，保持足够长度进行编辑使其联接到一起。这使得它更可能只编辑基因组的预期部分。 “它使碱基对的形成过程更加可逆，”Russell说。“换句话说，Cas12a在继续之前对检查碱基对做得更好。在七或八个字母之后，Cas9停止检查，而Cas12a继续检查到大约18个字母。” 研究人员说，Cas12a还不是完美的，但是研究还建议了进一步改善Cas12a的方法，也许有一天实现创造“精密手术刀”的梦想，一种本质上防错的基因编辑工具。 Finkelstein说：“总体来说Cas12a更好，但是有些地方Cas12a仍然对RNA和基因组靶标之间的某些错配有令人惊讶的盲目。”“因此，我们的工作为进一步改进Cas12a指明了一条清晰的道路。” 研究人员目前将这些见解用于设计改进Cas12a的后续项目。 该研究的其他合作者是研究生James Rybarski和前本科生Fatema Saifuddin。 这项工作得到了国立普通医学科学研究所和韦尔奇基金会的资助。

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发布时间: 2018-11-09

12. 玉米研究发现了有助于作物适应环境变化的基因

Zhao

几千年来，农民种植玉米品种，使作物最适合当地环境。2月6日在“自然遗传学”上发表的一项新研究分析了来自美洲35个国家的农民培育和培育的近4500个玉米品种 - 称为地方品种，确定了千余种可促进作物适应环境的基因。“这项研究提供了一个强大的基因目录，这些基因是促使玉米适应世界上不同的纬度和海拔所必需的”，美国农业部农业研究服务局和康奈尔基因多样性研究所兼职教授植物遗传育种专家爱德华·巴克勒说。“它需要一千个基因来调配植物生长的特定纬度和海拔。这就是我们研究中所提及的。“Buckler说。研究人员还确定了与开花时间相关的基因 - 从种植到开花，这是开发速度的度量。开花时间体现了植物整合环境信息以确定何时育种而不是长出更多叶子的基本机制。“开花时间是与其他所有性状最相关的特征，”Buckler说。该研究发现，一半以上与海拔相关的单核苷酸多态性（最基本的遗传变异）也与开花时间有关，可以发现这些性状具有高度的关联性。当前的技术，包括称为F-One关联映射（FOAM）的新的快速实验设计技术，允许研究人员使用不同玉米品种的集合来确定哪些基因对于适应环境是重要的。 “随着下个世纪的全球气候变化，我们可以直接利用这些信息来确定什么基因是重要的”，大大加快了玉米的育种工作，Buckler说。 “我们利用农民在过去一万年的智慧来培育未来世纪的玉米品种。国际玉米和小麦改良中心（CIMMYT）的分子遗传学家Sarah Hearne和一位玉米种子发现领域的首席科学家，也是本文的重要作者。 J. Alberto Romero Navarro，植物育种和遗传学博士生是本文的第一作者。国际玉米和小麦改良中心（CIMMYT）的Hearne和同事构思了该项目，主导了该项目的实施，并指挥了现场试验，而Romero，Buckler和康奈尔大学的同事们则领导了基因数据的分析。 该研究得到墨西哥农业、畜牧、农村发展、渔业和食品部的传统农业可持续发展的现代化计划的支持。来自美国农业部农业研究局，康奈尔大学和国家科学基金会的额外支持促进了数据分析的完成。

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发布时间: 2017-02-24

13. 北方玉米叶枯病基因鉴定新研究

dingqian

中西部地区的玉米种植者对北方玉米叶枯病的症状非常了解：患病的玉米叶片上常会出现绿灰色病斑，如不及时发现和治疗，便会导致玉米产量下降。即使人们在玉米中已经发现了抗病基因，但真菌仍可通过攻击叶片周围的组织，从而达到破坏的目的。目前，研究人员发现了真菌侵染玉米叶片的机制，这有利于我们找到防止玉米染病的方法。 伊利诺斯大学作物科学系植物病理学家Santiago Mideros说：“目前，我们正在寻找真菌中诱发玉米叶枯病的基因。这些信息有利于玉米种植者通过杂交获得更加持久的抗性。” Mideros和他的同事们发现了导致玉米叶枯病的两个基因，该项研究成果对了解真菌和玉米基因组的相互作用机理具有十分重大的意义。目前，该研究成果已经发表在了《植物病理学》杂志上。 玉米中的Ht1，Ht2，Ht3及HtN基因可帮助其抵抗病原菌的感染。这些基因可表达为保护植物免受真菌侵染的蛋白质，但具体机制尚不明确。真菌可通过进化避免遭到植物抗病基因的抵抗而再次侵染植物。 Mideros说：“当你在机场安检时，他们是在寻找你身上携带的武器。同理，植物也是在寻找病原体拥有的武器。但是病原体可更换武器，从而使其不能被植物检测到。” 人们发现玉米和真菌基因之间的相互作用已有数十年，但到目前为止，科学家们还不了解真菌中这些基因的组成及其在基因组中的位置。为了获得这些信息，科研小组研究了不同的真菌菌株：其中一种可使Ht1玉米植株染病，另一种则没有致病性，并绘制了其后代的基因图谱。 Mideros解释说：“根据这些信息，我们可以发现真菌中的致病基因。”研究中，他们还确定真菌中致病基因AVRHt1及其候选基因AVRHt2的位置。此外，研究人员还确定了可以识别致病菌的分子标记。 Mideros说：“利用分子标记，我们可以对环境中的病原菌进行鉴定。于是农民便可以种植可抵抗特定区域特定病原体的玉米品种。” Mideros还强调：“未来还有很多工作要做，目前我们已经迈出了第一步。” Mideros在《植物病理学》杂志上发表了一篇名为“玉米大斑病菌毒力和体外发育的决定因素”的文章，其合作者包括台湾大学的Chia-Lin Chung、美国农业部农业研究组织（USDA-ARS）的Jesse Poland 及康奈尔大学的Tyr Weisner-Hanks、Donliang Wu、Ariel Fialko、Gillian Turgeon及Rebecca Nelson。该项目由麦克奈特（McKnight）基金和美国农业部共同支持。

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发布时间: 2018-01-29

14. 杜克大学Nature Biotechnology利用CRISPR操控表观基因组

zhangyi8606

杜克大学的研究人员开发出了一种新方法，可以精确地控制基因开启及激活的时间。借助这一新技术研究人员可通过化学操控包装DNA的蛋白，来开启特异的基因启动子和增强子——控制基因活性的基因组片段。 研究人员说，拥有操控表观基因组的能力将有助于他们探究特殊启动子和增强子在细胞命运或遗传病风险中所起的作用，并可能为基因治疗及引导干细胞分化提供一条新途径。 这项研究在线发表在Nature Biotechnology杂志上。 杜克大学生物医学工程学助理教授Charles Gersbach说：“除了实际的遗传序列，基因组的一切都与表观基因组联系在一起。在健康和疾病状况下，表观基因组和我们的DNA发挥同样重要的作用，决定了细胞的功能。你想想我们有200多种细胞类型，每个细胞类型中的DNA几乎都是一样的，那么这一点就显而易见了。表观基因组决定了每个细胞激活哪些基因以及基因激活的程度。” 这样的遗传控制子是由组蛋白和一系列组蛋白或是DNA的化学修饰所构成——帮助决定了基因是否开启或关闭。 而Gersbach研究小组并没有通过改变基因自身来实现控制。 Gersbach说：“紧挨着每个基因都有一段称作为启动子的DNA序列，它控制了基因的活性。也有许多称作为增强子的其他基因组片段根本不靠近基因，但它们也同样发挥至关重要的作用，影响了基因的活性。” 在过去的十年里，杜克大学生物统计学和生物信息学助理教授Timothy Reddy将大部分的时间都投入到了绘制整个人类基因组数百万这样的增强子的图谱上。然而一直没有一种很好的方法来确定每一个增强子的确切功能。一个增强子或许可以影响靠近的某个基因或是整个基因组的几个基因——或是根本不影响任何基因。 为了激活这些增强子并了解它们的功能，Reddy想或许他可以采用化学方法改变增强子处的组蛋白来开启它们。 Reddy说：“尽管已经发现了一些可以影响整个基因组增强子的药物，但这就像‘焦土’政策。我想开发一些工具能够在特定的位点插入及改变非常特异的表观遗传标记，从而阐明每个增强子的功能。” 通过与杜克大学基因组和计算机生物学中心的Gersbach合作，Reddy找到了这种特异性。Gersbach专门研究称作为CRISPR的基因靶向系统。最初是作为细菌的一种天然抗病毒系统被发现，在过去的几年里研究人员劫持了这一CRISPR系统，现在它被应用来切割和粘贴人类基因组中的DNA序列（延伸阅读：清华大学Cell子刊发表CRISPR研究重要成果 ）。 为了实现这一表观基因组编辑应用，Gersbach沉默了CRISPR的DNA切割机制，仅利用它作为靶向系统传送一种乙酰转移酶到特异启动子和增强子处。 “这就像我们使用CRISPR找到了一处遗传地址，因此我们可以在特异位点改变DNA的包装，”Reddy说。 Gersbach和Reddy通过靶向少数几个充分研究的基因启动子和增强子，对他们的一些人工表观遗传药物进行了测试。尽管很早以前这些组蛋白修饰就与基因活性联系在一起，然而人们并不清楚它们是否足以开启基因。虽然过去Gersbach和Reddy曾使用其他的技术激活了基因增强子，但却未能成功激活增强子。 让二人感到极为惊喜的是，药物不仅激活了一些基因启动子，相比于以往的方法还更好地开启了邻近的基因。同样令人惊讶的是，它也对增强子起作用：通过靶向基因组遥远位点的一些增强子他们可以开启一个基因或甚至是一些基因家族——这是他们从前的基因活化剂无法做到的事情。 而他们的研究结果真正令人兴奋之处在于，获得了一种新能力可以前所未有的方式探索数百万的潜在增强子。 研究的第一作者、Gersbach实验室博士后研究人员Isaac Hilton说：“一些遗传疾病是简单明了的——如果一个特定基因发生突变，那么你就会罹患疾病。但像癌症、心血管疾病或神经退行性疾病等许多疾病有着更为复杂的遗传组成。基因组序列中许多不同的变异可以影响你的疾病风险，并且这样的遗传变异可能发生在Tim发现的这些增强子中，在那里它们可以改变基因表达水平。有了这一技术，我们可以探究它们的确切功能以及它们与疾病或药物治疗反应的相关性。” Gersbach补充说：“你不仅可以开始解答这些问题，或许还能够将这一技术用于基因治疗来激活通常沉默的基因，或是控制干细胞变为不同细胞类型的途经。这是未来我们将追寻的所有方向。”

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发布时间: 2020-10-10

15. 中国科学院高彩霞研究组最新发文：利用基因组编辑精细调控草莓糖分含量

zhangyi8606

无性繁殖植物在农业生产中具有重要的地位，但是长期无性繁殖导致性状多样性的严重匮乏极大的阻碍了无性繁殖作物的育种发展。在育种设计中，对数量性状的精细调控可以避免产生剧烈的性状变化，并且可以极大的丰富性状多样性，对推进精准育种有重要意义。 基因组编辑技术通过对调控元件的遗传操作可以实现对数量性状的改良。对于无性繁殖的植物，纯合和杂合基因型都可以通过无性繁殖稳定遗传，可以获得更多可稳定遗传的基因型，进一步丰富性状多样性，对数量性状实现更加精细的调控。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组发现对基因上游转录起始位点（uORF）进行编辑可以显著提高基因翻译效率，建立了基因组编辑调控植物内源基因翻译效率技术体系（Nature Biotechnology，2018; Nature Protocols，2020）。利用这一技术，最近高彩霞研究组在无性繁殖作物草莓中实现了对数量性状的精细调控并获得了多种不同糖分含量的草莓。 研究人员首先建立了高效的草莓胞嘧啶单碱基编辑技术体系，利用本实验室开发的植物高效胞嘧啶碱基编辑器（A3A-PBE，Nature Biotechnology，2018）首次在草莓中实现碱基编辑，转基因草莓植物中碱基编辑效率高达100%。 A3A-PBE具有效率高和编辑窗口宽的特点，在草莓中，其编辑窗口宽度达到15bp。研究人员利用A3A-PBE对草莓FvebZIPs1.1基因的保守的uORF进行编辑，在T0代获得7种不同的新uORF突变。七种新uORF突变的纯合突变体中果实糖含量出现了不同程度的提高，而且植物生长未受影响。 为了进一步丰富基因型和性状多样性，研究人员对T0代突变体进行了自交和杂交，组合不同的等位基因并分离转基因成分。T1代共计获得了35种不同基因型的草莓，而且这些草莓均无外源基因。不同基因型对草莓果实糖含量产生了不同程度的影响，极大的丰富了性状多样性，实现了对数量性状的精细调控。尤为重要的是，所有的新基因型和性状都可以通过无性繁殖稳定传递给后代。 该工作为无性繁殖作物提供了新的育种策略。这一研究成果于2020年9月3日在Genome Biology杂志发表（DOI:10.1186/s13059-020-02146-5)。高彩霞研究组博士后邢思年和副研究员陈坤玲为该论文的共同第一作者，高彩霞研究员为该论文通讯作者。 原文标题： Fine-tuning sugar content in strawberry

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发布时间: 2020-10-11

16. 收获野生基因使作物重新产生抗病性

zhangyi8606

这种方法可以廉价快速地转移抗病基因。 一个全球研究者联盟开创了一种新方法，快速从野生植物中获取抗病基因，并将其转到家养作物。这项技术有望彻底改变全球粮食供应中抗病品种的开发。 这项名为AgRenSeq的技术是由英国John Innes Centre的科学家与澳大利亚和美国的同事合作开发的，今天在《自然生物技术》上发表。 这一结果加速了对抗威胁全球粮食作物的病原体的斗争，包括小麦、大豆、玉米、大米和马铃薯，它们构成了人类饮食中大量的谷物。 悉尼农业学院和生命与环境科学学院的Harbans Bariana教授是谷物锈病遗传学的全球专家，也是该论文的合著者。 他说：“这项技术将支持对植物抗病性新来源的快速跟踪发现和特征描述。” 目前的研究建立在Bariana教授与CSIRO和John Innes Centre以前的合作工作的基础上。它使用了两个由这个国际小组克隆的小麦基因作为对照，Bariana教授对这项研究进行了表型评估。 AgRenSeq让研究人员搜索在现代作物野生亲缘中发现的抗性基因库，以便快速识别与抗病能力相关的序列。 从那里，研究人员可以利用实验室技术克隆这些基因，并将它们引入国内优质作物品种中，以保护它们免受锈菌、白粉病和黑森瘿蚊等病原体和害虫的侵害。 John Innes Centre的作物遗传学项目负责人、该研究的主要作者Brande Wulff博士说：“我们已经找到了一种方法，可以扫描作物野生亲缘植物的基因组，找出我们需要的抗性基因，并且我们可以在创纪录的时间内完成这项工作。这个过程过去需要10到15年的时间，就像大海捞针一样。 “我们已经完善了这种方法，这样我们就可以在几个月内克隆出这些基因，只需几千美元，而不是数百万美元。” 这项研究表明，AgRenSeq已经成功地在小麦的一个野生亲戚身上进行了试验，研究人员在数月内鉴定并克隆了4个对毁灭性茎锈病病原体的抗性基因。使用传统方法，这个过程很容易需要十年时间。 野生小麦的研究正被用作概念的证明，为保护许多有野生亲缘关系的作物（包括大豆、豌豆、棉花、玉米、土豆、小麦、大麦、大米、香蕉和可可）的方法做准备。 现代优质作物在寻求更高的产量和其他理想的农艺性状时，失去了许多遗传多样性，尤其是抗病性。 从野生亲缘植物中重新引入抗病基因是一种经济和环境可持续地培育更有弹性的作物的方法。然而，使用传统育种方法将这些基因导入作物是一个艰难的过程。 这种新方法结合了高通量DNA测序和最先进的生物信息学。 “我们现在拥有的是一个抗病基因库，我们已经开发出一种算法，使研究人员能够快速扫描该库并找到功能性抗病基因，”John Innes Centre的论文第一作者Sanu Arora博士说。 “如果我们有一种流行病，可以去我们的基因库，通过我们的多样性小组对这种病原体进行接种，并找出抗性基因。通过快速克隆和快速育种，我们可以在几年内将抗性基因导入优良品种，就像凤凰从灰烬中升起一样。”

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发布时间: 2019-06-03

17. 高分辨率时间动态转录组图谱揭示了GhCAL介导的棉花开花调节通路(陆地棉)

王晶静

从营养生长到生殖生长的转变对棉花早熟具有重要意义。然而，这一高度动态和复杂的发育过程的遗传控制仍不清楚。使用两个早熟和两个晚熟棉花品种的72个样本，从六个发育阶段生成了高分辨率的组织和时间特异性转录组图谱。石蜡切片组织学分析结果表明，花芽分化发生在早熟品种的第3个真叶期（3TLS），在晚熟品种的第5个真叶期（5TLS）。通过两两比较和加权基因共表达网络分析，得到5312个差异表达基因，并将其分为10个基因共表达模块。在MElightcyan模块中，共鉴定出46个调控棉花花芽分化的候选基因，并在花芽分化阶段进行了表达。在MElightcyan模块中发现了一个与花芽分化相关的新的关键调控基因GhCAL。GhCAL基因沉默的转基因棉花植株表现出较晚的花芽分化和开花时间。GhCAL能够与GhAP1-A04/GhAGL6-D09形成异源二聚体，同时调节GhAP1-A04和GhAGL6-D09的表达。GhAP1-A04和GhAGL6-D09沉默的棉花植株也表现出明显的开花延迟。最后，我们提出了由GhCAL介导的新的开花调控途径。本研究阐明了棉花开花调控的分子机制，并为棉花早熟育种提供了良好的遗传资源。

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发布时间: 2020-11-27

18. 接种密度，温度，湿度持续时间和叶龄对菠菜炭疽致病菌侵染和发育的影响

Zhao

由Colletotrichum spinaciae炭疽真菌引起的菠菜炭疽病作为一种新出现的植物细菌病，这种植物细菌病在土耳其地中海地区的菠菜田中造成了严重的损失。目前，作为最受消费者欢迎的菠菜品种Matador是非常容易感染菠菜炭疽病的。而且当前由于对该炭疽病病理学的认识尚不深入，在土耳其的菠菜种植业中炭疽病尚未得到有效的控制。为进一步了解各环境参数对植物炭疽病的影响，在相应的控制条件下，研究了接种量，温度，叶片湿度，植株和叶龄等因素对菠菜炭疽病发病的影响。实验中，以Matador这种菠菜品种为研究对象，在其生长至4叶阶段时，设置接种了四种孢子接种浓度的接种液：102/ml，104/ml，106/ml,2×106 / ml；另外，设置了七个温度：15，18，22，25，28，30和33℃，同时设置了9个叶片湿润持续时间：3，5，10，20，24，30，44，48和53小时。研究表明：随着接种密度从每毫升104增加到106个分生孢子，平均每株植物病害数量会增加50.7％。此外，研究发现当控制Colletotrichum spinaciae炭疽真菌接种浓度为每毫升含106个分生孢子的接种浓度时，十分适合于其炭疽真菌的感染和病变的发展。在所有实验设计的温度下都能观察到炭疽病的发病案例，而且发病率随着湿度持续时间会有所提高。当培养温度从15℃升高到22℃时，单株植株的炭疽病发病率会逐渐上升。另外当湿度持续时间增加到24 h且温度达到22℃或25℃时，菠菜幼苗的炭疽病平均发病数会增加。通过回归分析可以看出，当温度达到18℃，15℃和30℃时，单株病变数量的增加与湿度持续时间会呈线性关系。在22℃及24小时叶片湿润时间植株的炭疽病感染实验中观察到最快的发病效果。其中，发病最多的植株出现在45日龄植株中。同时，年老的叶子比年轻的叶子受到更严重的感染。这种信息可以用于针对疫情的关键阶段，并可以针对不同级别的炭疽病抗性的品种进行有针对性的定制化的喷雾处理或疾病预测。

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发布时间: 2017-11-27

19. 来自斯洛文尼亚和加利福尼亚的美国农业部收集的无花果(Ficus carica L.)的DNA图谱揭示了一些北亚得里亚品种的独特性

zhangyi8606

对来自斯洛文尼亚的23个地方品种和加利福尼亚的218个无花果种质资源进行比较，以确定基因型的同一性及其可能的遗传关系。利用十二个微卫星位点对图进行基因分型。所有微卫星位点共鉴定出100个等位基因，平均每个位点8.33个等位基因，多态性信息含量为每个位点0.557。DNA基因分型在分析图中显示出相对较高的遗传多样性水平。对斯洛文尼亚和加利福尼亚的无花果基因型的比较表明，只有六个斯洛文尼亚品种与来自加利福尼亚的无花果具有相同的DNA图谱，而其他17个斯洛文尼亚品种是北亚得里亚地区特有的。所获得的信息将有助于更好地管理无花果遗传资源。

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发布时间: 2018-10-09

20. 山荆子WRKY转录因子基因(MbWRKY5)的过表达提高转基因烟草的抗旱性和耐盐性

zhangyi8606

WRKY转录因子广泛参与植物的非生物应激反应。然而，它们在苹果属植物非生物胁迫中的作用尚不清楚。在这项研究中，一个WRKY基因从山荆子(L.) Borkh.分离出来并指定为MbWRKY5。MbWRKY5包含两个WRKY结构域和一个Cys2-His2 (C2H2)锌指基序，位于细胞核内。盐分、高温、低温、干旱和脱落酸处理对山荆子幼苗MbWRKY5的表达水平有上调作用。当将MbWRKY5引入烟草中时，转基因植物的抗旱性和耐盐性得到了提高。在干旱和盐渍条件下，转基因植株叶绿素、脯氨酸、谷胱甘肽和抗坏血酸含量较高，过氧化物酶（POD）、过氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性高于野生型(WT)烟草。与野生植物相比，转基因烟草中MbWRKY5的过度表达也导致干旱和盐胁迫下丙二醛和过氧化氢（H2O2）水平的降低。此外，MbWRKY5-OE烟草增加了与氧化应激反应(NtPOD, NtSOD和NtCAT)和膜保护(NtLEA5, NtERD10D和NtP5CS)有关的应激相关基因的表达水平，特别是在干旱和盐胁迫下。这些结果表明，MbWRKY5基因在干旱和盐胁迫反应中起着积极的调节作用。

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发布时间: 2019-06-13

21. 通过激活微藻细胞中ATWRI1转录因子以增强脂质的表达

Zhao

微藻类细胞的基因工程是生物燃料生产中获取既经济又重要菌株所必需的。转录因子（TF）正在成为微藻基因工程的较好的选择方案，其可以增加生物能源的产量以及增强细胞的胁迫耐受性。 来自韩国高科技科学技术研究所的Nam Kyu Kang的团队在拟南芥（AtWRI1）中研究了Wrinkled1 转录因子，在工业微藻领域中，微拟球藻类被设计为NsAtWRI1。在目前的研究中，已知“皱纹1号”转录基因是植物中脂质生物合成的生物调节剂。 研究结果表明，在正常和胁迫两种条件下，NsAtWRI1转化子作用下的总脂质含量和脂肪酸甲酯产量（FAME）均大于野生型。通过进一步研究分析表明，AtWRI1转录因子使微藻脂质合成基因的表达上调，并进一步导致从早期生长期的NsAtWRI1转化子中的脂质生成增强。 所有这些结果都表明AtWRI1转录因子的表达可有效地用于工业微藻中生物燃料的生产。

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发布时间: 2017-11-02

22. 两种快速多重实时PCR反应评估食品中转基因生物的存在

zhangyi8606

检测转基因生物（GMO）存在的方法正在不断发展以符合立法，并包括由生物技术公司开发的新的转基因特性。由于传统的筛选方法仅针对有限数量的标记物，所以不容易检测到所有的转基因事件。为了覆盖更广的范围，基于两个实时PCR反应开发了一种新的转基因筛选方法，针对i)六个主要转基因标记和ii)六个不包含这些标记的转基因事件。这种方法使用快速PCR技术，并允许进一步减少结果的时间。通过使用大量的标准物质和能力测试样品，表明该方法具有广泛的筛选能力，检测的绝对限度始终低于20份，从而证明该方法是适用的。

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发布时间: 2018-11-13

23. 田克恭代表建议转基因生物安全评价与新兽药注册申报并行开展

zhangyi8606

澎湃新闻（www.thepaper.cn）获悉，今年全国两会期间，来自河南的全国人大代表、国家兽用药品工程技术研究中心主任田克恭，向大会提交了《关于加快动物基因工程疫苗评审，实行转基因生物安全评价与新兽药注册申报并行开展的建议》（下称“建议”）。 田克恭认为，一个基因工程疫苗产品从开始申请转基因生物安全评价到获得新兽药证书至少需要7至10年，周期过长，该举措可实现在生产性试验过程中同时收集相关数据，从而缩短新兽药注册申报周期。 田克恭在建议中介绍，对于通过基因工程技术获得的基因工程疫苗产品，按照原农业部公告第442号《兽用生物制品注册分类及注册资料要求》的规定，新兽药注册资料中必须提供基因工程产品的安全审批书，即新兽药申报临床试验前必须申报并获得转基因生物安全证书。 转基因生物安全评价在实验室研究结束后，共需要进行4个阶段的申报：中间试验、环境释放、生产性试验、安全证书。每个阶段至少需要1年的时间，即获得转基因生物安全证书至少需要4至5年；而新兽药从申报临床到获得注册证书至少也需要3至5年。一个基因工程疫苗产品从开始申请转基因生物安全评价到获得新兽药证书至少需要7至10年，周期太长。 田克恭在建议中指出，转基因生物安全申报与新兽药临床申报有相同之处，包括均需要开展实验室研究，包括动物用转基因微生物的构建（生产用菌毒种的研究）及实验室制品的安全性评价；实验室阶段评价完成后，均需要在临床开展动物试验评价；同时，均需要评价动物用转基因微生物对临床靶动物的安全性。 但两者申报的不同之处在于，动物用转基因生物安全申报除了涉及对动物的安全性外，还包括对人类的安全性、对生态环境的安全性，动物用转基因微生物在环境中释放的范围、稳定性、竞争性、生存能力等；而新兽药申报除了涉及制品的安全性外，还需要考虑制品的有效性及质量控制水平。 此外，动物用转基因生物安全申报和新兽药申报过程均需要在临床开展动物试验评价，两者主要差异在于不同阶段试验动物数量、试验过程中的检测项目等。试验过程不同的检测项目可在试验过程中根据申报的要求分别实施。 转基因生物安全评价阶段整体时间过长，对于重大突发动物疫病的防控难以及时发挥作用，而新兽药临床试验前的研究和动物用转基因生物安全评价生产性试验前研究均可确保各自研究对象的使用安全性不会出现较大的偏差。 因此，田克恭建议，动物用转基因生物安全评价与新兽药注册申报并行开展。新兽药临床试验申请与转基因生物安全评价的生产性试验（即第三阶段）同时进行，试验过程同时收集相关数据，缩短新兽药注册申报周期。 申报新兽药临床试验时，只需提供农业农村部批准的允许开展生产性试验的审批书，而不是必须获得转基因生物安全证书。但批准获得新兽药证书前，必须已获得该产品的转基因生物安全证书。 来源：澎湃新闻

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发布时间: 2019-12-30

24. 基于欧盟第1829/2003号条例对转基因玉米GA21进行风险评估（欧洲食品安全局转基因生物方案第005号文）

Zhao

根据先正达农作物保护局（SA）第1829/2003号（EC）第1829/2003号条例提交申请的欧洲食品安全局转基因生物方案第005号文（EFSA-GMO-RX-005），欧洲食品安全管理局（GMO Panel）转基因生物小组被要求交付基于除草剂耐受性转基因玉米GA21提交授权更新申请数据后的科学风险评估。在本次更新申请中收到的数据包含市场后环境监测报告，文献的系统搜索和评估，更新的生物信息学分析以及由申请人或其代表执行的其他文件或研究成果。转基因生物评估小组对这些授权期间的数据：确定的新的危害，修改的风险或新的科学不确定性进行了评估，并未在原始申请的背景下进行评估。在假定转基因玉米GA21的DNA序列与之前已进行安全评估的DNA序列相同的情况下，转基因小组得出结论，更新方案EFSA-GMO-RX-005中没有证据表明该转基因玉米具有新的危害，改变的风险或科学的不确定性，将改变玉米GA21的原始风险评估结论。

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发布时间: 2017-11-02

25. 二硫键动力学对糕点面包发酵过程中的小麦面筋蛋白的影响

Zhao

在糕点、面包等产品的制作过程中，谷蛋白的功能通过在制作原料中加入氧化还原试剂来检测。通过添加还原剂和氧化剂，二者在面团的发酵过程中起着截然不同的作用，分别可以增加和减少面团的高度。在氧化剂中，大量的气泡可能会引起“堆叠”效应，产生更好的面团柔性。在焙烤过程中，如果不在原料中放入碘酸钾（KIO3），所有样品中的可提取蛋白质水平都将降至可比范围内。在原料中加入碘酸钾（KIO3）后，较低浓度水平的麦醇溶蛋白在掺入麸质聚合物中，面团层会逐渐易于滑动，导致面团塌陷。其中，造成这一现象最有可能的原因是，在焙烤过程中当人造黄油融化时，碘酸钾（KIO3）会引起谷蛋白的氧化，同时造成焙烤期间面团的二硫键供应不足，不足以形成各面团层。此外，氧化还原试剂的添加还会影响糕点产品的内部结构。

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发布时间: 2017-09-27

26. 利用CRISPR/Cas9技术编辑Ms2基因 实现小麦雄性不育的育性恢复

王晶静

不育系是选育小麦新品种和利用小麦杂种优势的重要材料。太谷核不育小麦和矮败小麦是我国特有的种质资源，其不育性由位于小麦4DS染色体上的显性基因Ms2控制，杂交后代中分离出50%可育株和50%不育株。利用矮败小麦和太谷核不育小麦进行轮回选择育种，已经培育了多个优良小麦品种。但是，小麦新品种只能从轮回选择群体衍生的优良可育材料中选择，优良不育材料由于育性分离不能直接用于育种选择。该研究根据Ms2基因序列设计了编辑靶点，构建了由TaU3启动子调控的表达载体，以矮败济麦22与济麦22授粉后的杂种幼胚做为受体材料，利用农杆菌介导的小麦CRISPR/Cas9体系编辑Ms2基因，获得了候选编辑植株。进一步对表现矮秆的候选编辑植株进行PCR/RE检测和测序分析，筛选到编辑植株，编辑效率9.0%。分子检测、细胞学和表型观察发现，表现矮秆的编辑植株携带Rht10基因，小花中含有完整花药，花粉粒具有正常活性，正常结实。T1代编辑群体中，75%的植株表现为矮秆、可育，另外25%的植株由于Rht10基因的分离表现为高杆、可育。研究结果表明，利用基因编辑技术和染色体消除技术可以彻底恢复优良矮败小麦、太谷核不育小麦，以及携带Ms2基因小黑麦和硬粒小麦等不育材料的育性，培育具有优良农艺性状、品质性状和生物及非生物抗性的麦类作物新品种。

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发布时间: 2020-11-27

27. 转基因食物分子可在人体肠道积累并进入体细胞

zhangyi8606

这篇文章由远东联邦大学（FEFU）的科学家和一个国际毒理学家合作，继续研究转基因食品的潜在风险，以及外源DNA在消化过程中存活和渗透到消费者体内细胞的方式和机制。 转基因食物进入体内后的命运，文章发表在《食品与化学毒理学》（Food and Chemical Toxicology）杂志，期刊影响因子：3.977。 总结以往数据，转基因产品的DNA可以在苛刻的加工和消化条件下存活。它们中的一些可以进入人体，与胃肠道细菌的DNA结合。科学家们已经在人类和动物的血液与组织中发现了这种DNA。 “我们所讨论的只是这个过程的有限证据，因为这个领域的研究还不够充分。尽管我们还没有发现转基因产品DNA对人类基因组有任何影响的证据，但我们可以明确地说，经过杀虫剂、抗病毒喷雾等处理的植物食品的微核糖核酸（除DNA和蛋白质之外，生物细胞的主要分子之一）进入了消费者体内，并能影响遗传进程。因此，这个问题值得进一步探讨，”Muhammad Amjad Nawaz博士说。这位科学家致力于研究转基因产品（GM）对人类和动物健康的影响。 胃肠道是转基因作物DNA向肠道细菌水平转移的热点，这种转移可能导致细菌失调和健康问题，以及随后的突变。在这篇综述中，科学家们注意到，消费者血液和器官中存在转基因食品DNA与外界宣称的无法证明其对人体有影响之间的矛盾。他们讨论了整合基因组在消费者体内表达外源DNA的可能性，研究人员担心转基因食物的microRNA入侵对人体细胞具有潜在影响。 2017年，相同的课题组发表了两篇关于转基因作物栽培对环境、生态系统、多样性和动物人类健康影响的综述科学论文。截至2016年，全球转基因谷物粮食和饲料产量约为1亿8510万公顷，利润约为1500亿美元。有了这样的生产量，研究转基因产品对人类健康的潜在影响对未来生存显然是有关的。 原文检索：Addressing concerns over the fate of DNA derived from genetically modified food in the human body: A review

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发布时间: 2019-12-09

28. RiceTec和ADAMA推出了具有较好抗除草剂能力的全页水稻技术

zhangyi8606

新一代耐化学咪唑啉酮（IMI）类除草剂的水稻种子“全页水稻种植解决方案（FullPage Rice Cropping Solution）”即将在巴西市场推出。RiceTec公司的农学家和市场总监Leandro Pasqualli说，这项技术预计在下一个收获期时，XP113和Inov产品到达乡下。 Pasqualli说“全页杂交显示对IMI除草剂的耐受性显著提高。这改善了培养物在应激生长条件下的反应，并确保了它的遗传潜力。这种特性使生产者在除草剂的应用以及作物灌溉的开始方面具有更大的灵活性。" 利用全页技术，RiceTec和Adama打算提供一个完整的杂草管理系统，由技术服务代表小组支持以帮助农民。他说“我们所有的代表都能够帮助农民适应这种新的作物解决方案，并就每种作物使用这种系统的最佳做法向他们提出建议。" 自2017年以来，两家公司已经签署了除草解决方案的合作协议，并承诺将向稻米市场提供更多消息，同时推出另一项技术，重点关注该作物的经济可持续性。RiceTec首席执行官Mike Gumina指出，这项名为Max-Ace的技术旨在充分满足生产者从控制杂草到提高生产力的需求。

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发布时间: 2018-12-27

29. 农业部新批准进口5种农业转基因生物，来自孟山都、先正达等

zhangyi8606

1月8日，农业农村部发布2018年农业转基因生物安全证书（进口）批准清单（以下简称“进口批准清单”），新批准了包括耐除草剂油菜、耐除草剂大豆等5种农业转基因生物的进口，并批准了26项续申请的农业转基因生物。 根据公布的进口批准清单显示，新批准进口的5种农业转基因生物包括：巴斯夫种业有限公司的耐除草剂油菜RF3，孟山都远东有限公司的耐除草剂油菜MON 88302，先锋国际良种公司的抗虫耐除草剂玉米DP4114，先正达农生物保护股份公司和巴斯夫种业有限公司的耐除草剂大豆SYHT0H2，以及陶氏益农公司的耐除草剂大豆DAS-44406-6。 其余26种通过续申请批准的进口农业转基因生物中，有24种农业转基因生物的安全证书有效期至2021年12月20日。巴斯夫种业有限公司的抗虫耐除草剂棉花 T304-40和抗虫耐除草剂棉花 GHB119的安全证书有效期至2023年12月20日。 本次获得安全证书批准进口的31项农业转基因生物用途全部为“加工原料”，为制油、制糖和饲料等提供原料，不作为直接农产品在市面上出售。 目前，中国对转基因生物的标识采用的是标识目录、强制标识及定性标识的原则。这意味着，凡是列入标识管理目录并用于销售的农业转基因生物，应当进行标识；未进行标识的不得进口或销售。这一目录于2002年制定，沿用至今，一共有包括大豆、玉米、油菜、棉花和甜菜的5类17种作物。 2018年7月，中国发布关于加强食用植物油标识管理的公告（以下简称“公告”）强调，转基因食用植物油应当按照规定在标签、说明书上显著标示。 公告同时强调，对未批准进口用作加工原料且未批准在国内商业化种植，市场上并不存在该种转基因作物及其加工品的，食用植物油标签、说明书不得标注“非转基因”字样。举例来说，目前葵花没有转基因体，市面上也没有转基因葵花籽及其加工产品，因此在销售相关产品时，不得标注“非转基因葵花籽油”等。

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发布时间: 2019-12-09

30. 大北农：转基因玉米品种审批有望加快，可针对草地贪夜蛾

zhangyi8606

2月7日，北京大北农科技集团股份有限公司（下称“大北农”，002385）发布投资者关系活动记录表称，公司DBN9936抗虫耐除草剂玉米已获批农业农村部的农业转基因生物安全证书，但是接下来还需要农业农村部颁发品种权的相关证书之后才可以正式推广。如果今年草地贪夜蛾危害程度较深，该转基因玉米品种审批有望加快。 大北农称，公司获批的DBN9936抗虫耐除草剂玉米为第一代转基因玉米，其对草地贪夜蛾有60%的抗性，第二代转基因玉米可以做到100%抗草地贪夜蛾，已经基本走完前面的安全证书必须流程，仅剩申请安全证书这一个步骤。对于第一代品种，农业农村部三年来已对其进行了测试，积累了一定的实验数据，如果今年草地贪夜蛾危害程度较深的话，可能会加快品种权相关证书的审批。 草地贪夜蛾是世界十大植物害虫之一，繁殖能力强且破坏力极强。该种害虫于2018年12月首次迁飞进入我国云南西部地区，并在2019年4月份以后形成常态性大规模迁入的态势，对我国玉米田造成了极大危害。农业农村部去年9月发布的数据显示，全国有25个省份发现草地贪夜蛾，见虫面积1500多万亩，实际危害面积246万亩。 中国农业科学院副院长吴孔明去年12月在农业基础性长期性科技工作会议上表示，2020年贪夜蛾发生的程度数量和去年相比会明显增加，有可能在4月初就到达长江流域，到5月份到达黄河流域，6月份到达东北。全国农技中心1月也发布通知称，2020年草地贪夜蛾北迁时间更早、发生区域更广、危害程度更重，要加强相关监控防治。 国产转基因植酸酶玉米研发专家、中国农科院生物技术研究所研究员陈茹梅此前接受澎湃新闻采访时表示，国内转基因玉米时隔十年再获生物安全证书，首先是对转基因领域科研成果的一种认可，其次也可能是为应对草地贪夜蛾这一实际生产过程中遇到的问题。 1月21日，农业农村部科技教育司发布2019年农业转基因生物安全证书(生产应用)批准清单，其中包括大北农的DBN9936抗虫耐除草剂玉米以及杭州瑞丰生物科技有限公司和浙江大学联合申报的双抗12-5玉米。这标志着上述两种转基因玉米品种具备农业转基因生物安全性，可用于农业生产和农产品加工，但还需要通过品种审定并获得种子生产和经营许可证，才能大规模商业化种植。正常程序下市场准入审核周期约为1至2年。 大北农表示，转基因玉米相较于普通的杂交玉米会增收10%-20%左右，全球情况基本一致，公司玉米转基因技术和大豆生物技术达到同等国际先进水平。大北农将参考美国转基因种子的发展经验，计划与下游种子企业合作，将抗虫抗病等性状回交至下游种子企业的品种中。具体的商业化付费模式后期公司会根据国内情况商定。 2月7日收盘，大北农报收于5.98元，下跌2.76%。

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发布时间: 2020-10-09

31. 利用薯蓣属植物分析繁育系统演变的遗传效应

季雪婧

    繁育系统是高等真核生物最重要的生活史特征之一，对有效种群大小、分子进化速率和遗传突变积累等群体遗传参数具有深刻影响。有性繁殖向无性繁殖的转变将对基因组进化产生多重影响。相对于有性生殖物种而言，长期依赖无性繁殖的物种可能伴随着遗传负荷上升、环境适应力下降，并最终导致种群萎缩和灭绝风险上升等后果。尽管上述理论预期在不同层面上有过试验验证，现有的结果依然无法充分解析无性生殖方式在物种间的影响差异，尤其是在不同进化时间尺度上无性生殖的负面遗传效应仍需进一步深入研究。薯蓣属（Dioscorea）植物的繁育系统形式多样，特别是兼具种子（有性）和珠芽（无性）的混合繁殖方式，是探索繁育系统多样化对基因组进化的影响提供理想材料。     中国科学院昆明植物研究所植物性系统功能与演化（周伟）专题组在前期工作（Zeng et al. 2024,?New Phytologist;Wang et al. 2021,?Molecular Biology & Evolution;Zhong et al. 2019,?New Phytologist;Zhou et al. 2017,?New Phytologist）的基础上，选用19个薯蓣属物种作为研究对象，涵盖了完全依赖种子进行有性繁殖的物种，主要通过珠芽进行无性繁殖的物种，以及同时利用种子和珠芽进行兼性繁殖的物种，基于转录组测序技术开展不同性系统间DNA序列分化与多态性比较分析（图1）。研究发现，以无性繁殖为主的物种在重组缺失的情况下，穆勒棘轮（Muller’s Ratchet）效应将显著加速近中性和中度有害突变的累积，负选择效力的下降同时导致群体层面和物种层面的遗传负荷上升（图2）。相比之下，兼性繁殖的物种在群体水平上也存在明显的遗传负荷积累，但是，在物种层面却没有检测到无性克隆所蕴含的负面效应，暗示一定配比的有性兼无性繁殖可能是一种较优的繁殖策略。薯蓣属的研究工作表明，无性繁殖产生的负面遗传效应不仅取决于繁殖方式发生及其持续的时间长度，同时也取决于物种对无性繁殖的实际依赖程度，揭示了植物繁育系统变异对基因组进化的复杂影响。     以上研究结果以Effects of mode of reproduction on genetic polymorphism and divergence in wild yams (Dioscoreaceae:?Dioscorea)为题发表在Plant Diversity。中国科学院昆明植物研究所博士研究生王鑫和已毕业硕士研究生封庆红为论文的共同第一作者，周伟研究员和王红研究员为论文共同通讯作者。中国科学院昆明植物研究所李德铢研究员、陈高研究员、蔡杰高级工程师、曾志华博士研究生，以及云南大学张志强副教授等参与了本项工作。该研究得到云南省青年人才项目、国家自然科学基金、云南省重点基础研究计划等项目的联合资助。

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发布时间: 2024-10-28

32. 替代CRISPR系统可以提高基因组编辑

雷洁

CRISPR / Cas9技术革新遗传研究:科学家们已经用它来工程师作物、牲畜甚至人类胚胎,它总有一天会产生新的方法来治疗疾病。 但是现在技术的先驱之一,认为他已经找到了一种方法使CRISPR甚至更简单、更精确。在9月25日发表的一篇论文在细胞,合成生物学家冯张领导的研究小组广泛研究所的剑桥,马萨诸塞州,报告发现一个叫做Cpf1 protein1可能克服CRISPR / Cas9的一些限制,尽管该系统适用于禁用基因,往往很难真正通过更换一个DNA序列进行编辑。 CRISPR / Cas9系统进化作为一种抵御入侵的病毒细菌和古生菌。在广泛的发现这些生物,并使用一种叫做Cas9减少DNA的酶在网站指定的“指南”RNA片段。研究人员将CRISPR / Cas9变成一个分子生物学中心,可以用于其他生物。削减由酶是由细胞的自然修复的dna修复过程...

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发布时间: 2015-10-13

33. FDA转基因食品标签的缺陷

zhangyi8606

最近，美国食品和药物管理局（FDA）宣布，除非食品来自哺乳动物，否则将不再允许食品被贴上“牛奶”的标签，加州的一些公司对此感到惊讶。 杏仁“牛奶”越来越受到消费者的欢迎，而美国的杏仁基本上都是在加利福尼亚种植的。该州还领导了美国的牛奶生产，乳品界人士对FDA的举措表示赞赏，因为他们认为植物来源的“牛奶”背负了他们努力说服公众食用牛奶、奶酪、酸奶和其他乳制品的健康益处。 不管这些对加州的主要产品的对比后果如何，该建议符合FDA的标签规定，旨在防止误导消费者。例如，将植物产品标注为“无胆固醇”是不合法的，因为植物不能产生胆固醇。所有的植物产品都是无胆固醇的，所以以这种方式标记其中一些是误导性的，因为这意味着没有标记为无胆固醇的其他植物产品可能含有这种化合物。至少，将植物产品宣传为无胆固醇意味着某些植物产品确实含有胆固醇，这是错误的。 这种消费者保护原则将很快在更广泛的产品范围内进行测试。根据国会在2016年通过的一项法律，联邦农业营销服务机构正在制定使用某些特定作物育种方法开发的食品的强制性标签的指导方针。这些方法包括利用直接赋予作物特定特性的方法改良作物，例如无需施用杀虫剂就能够抵御昆虫，或者只需要较少的肥料或水，而不是需要多年的发展。即使用这些方法培育的作物已经广泛种植了20多年而对消费者没有任何伤害，为了消费者了解他们食物中含有什么的权利，这些“转基因生物”（GMO）标签或符号很快将被要求在美国的食品上使用。 由于以前不需要转基因食品的标签，非转基因项目已推广蝴蝶标签以表明这些遗传改良方法尚未用于这些产品。然而，这个项目已经失控，因为现在有近50000种产品带有非转基因项目的标签，包括猫砂、盐和其他甚至没有生命的产品。显然，食盐不是一种“有机体”，因此将其标记为潜在的转基因生物是错误的和误导的。 如果这听起来像是违反了FDA的消费者保护规则，你是对的。在美国只种植了10种转基因作物（大田和甜玉米、大豆、苜蓿、棉花、甜菜、木瓜、油菜、南瓜、苹果和土豆），所以把非转基因作物的标签贴在由其他任何作物制成的产品上与上面的“无胆固醇”例子是一样的。由于没有其它转基因作物的商业化种植，暗示它们中的一些可能已经存在于你的食物中是误导性的。 此外，一旦标签法得到实施，所有含有转基因成分的食品将被贴上标签，转基因作物的清单将由美国农业部维护和更新。因此，对非转基因项目提供的误导性“验证”将不再有任何理由。 相反，消费者将能够寻找标志，向他们发出信号表明作物育种者已经使用安全和经过测试的方法，使我们的作物更健康、更有生产力，并对改变害虫和天气模式更有弹性。不久，美国食品和药物管理局（FDA）就应该执行自己的规定，打击非转基因食品项目和类似的标签，这些标签从利用毫无根据的恐惧误导消费者中获利。

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发布时间: 2018-11-12

34. 三种RNA测序技术怎么选？Nature子刊综述讲明白了！

zhangyi8606

在过去的十年中，RNA测序（RNA-seq）成为差异基因表达、mRNA差异剪接等研究场景不可或缺的重要手段。随着高通量测序技术的不断发展，RNA-seq的研究技术、分析方法也在不断发展。现在RNA-seq用于研究RNA相关的各方面生物学问题，包括单细胞基因表达、RNA翻译、RNA结构、空间转录学、全转录组、RNA-蛋白互作等。早前 Nature Reviews Genetics 发表了一篇综述，全面介绍了RNA-seq的发展。 转录本是非常多样和复杂的，绝大多数基因不符合“一基因一转录本”的模式，这些基因往往存在多种剪切形式。而基于短读长测序平台的转录组测序，首先把RNA打断成小片段进行测序，然后再通过生物信息的方法进行拼接。因此由于读长的限制，基于短读长测序平台的转录组在组装的过程中存在较多的嵌合体，并且不能准确地得到完整转录本的信息，从而对后面的表达量分析、可变剪接、基因融合等分析造成了较大的影响。因此，科研人员开发出不同的转录组测序技术，以期在不同的场景应用不同的技术来针对性地解决问题。 综述中通过比较RNA的短读长测序、长读长测序和直接测序这三种技术发现：短读长测序适合做基因定量，研究基因差异表达；长读长（cDNA）测序适合于研究转录本结构信息，如异构体、可变剪切、基因融合等；RNA直接测序可以研究转录本结构信息和修饰信息，但是对RNA样本要求会更高。 通过多项对比，文中指出，测序错误率高是长读长测序平台的一大劣势。PacBio测序平台错误类型属于随机错误，这种错误通常可以通过使用CCS（circular consensus sequence）增加测序深度来解决。在一个CCS读长中，cDNA和接头进行环化后，每个cDNA就可以被多次测序，这个cDNA在长读长序列中为subreads。这些subreads被组合后就可以产生一致的序列。分子测序的次数越多，最终的错误率就越低。CCS已经被证明可以将错误率降低到与短读长相当的水平，甚至更低。但是，更多的测序数据量读取了相同的分子，使得读取的唯一转录本变得更少，这又加剧了测序通量的问题。 现在PacBio平台测序长度不断增长，但是如果采用上述的CCS模式测序全长转录组，无法实现数据量增长得到的insert reads也增长，检测的转录本数量同时增长的效果。基于此，我们开发了多倍通量全长转录组，相较于常规全长转录组测序，相同的数据，可以获得5倍的有效数据，转录本检测数量翻倍！ 多倍通量全长转录组在建库过程中将多条序列随机首尾相连，通过CCS测序，一条CCS read可得到多条转录本，充分利用PacBio平台的长读长并大幅提升Sequel测序全长reads的获得率。而且，多倍通量全长转录组包含了UMI技术，因此在享受高效数据利用的情况下还能进行基因的绝对定量。 RNA直接测序可以获得poly（A）的全长序列，我们的poly（A）全长转录组在获得全长转录组信息的同时，仍可以获得poly（A）的长度信息，并进行poly（A）的长度相关的信息分析。

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发布时间: 2020-10-11

35. 玉米ABP2增强转基因拟南芥对干旱和盐胁迫的耐性

zhangyi8606

非生物胁迫，特别是干旱和盐胁迫，严重影响着玉米的产量，而玉米是世界上重要的粮食作物之一。利用生物技术培育抗逆玉米是维持玉米生产的迫切需要。因此，通过分子育种寻找既能提高耐旱性又能提高耐盐性的新基因具有重要意义。本研究以玉米Cat1基因的ABRE2序列为诱饵，通过酵母单杂交筛选，从授粉后17天的玉米胚cDNA文库中鉴定出玉米ABA（脱落酸）应答元件（ABRE）结合蛋白。该蛋白命名为ABRE结合蛋白2（ABP2），属于bZIP转录因子家族。ABP2在玉米不同发育阶段的不同组织中均可检测到内源表达，可通过干旱、盐、活性氧（ROS）生成剂和ABA处理来诱导。ABP2在转基因拟南芥植株中的组成性表达增强了对干旱和盐胁迫的耐受性，提高了对ABA的敏感性。在探讨ABP2刺激非生物胁迫耐受的机制时，我们发现，在转基因植物中，组成型ABP2的表达降低了ROS水平，增强了应激反应和碳代谢相关基因的表达。简言之，我们鉴定了一种玉米bZIP转录因子，它能增强植物的耐旱性和耐盐性。

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发布时间: 2018-11-30

36. 第25届国际昆虫学大会即将召开

丁倩

9月25-30日，来自世界各地的7000位昆虫学者将聚集在美国佛罗里达州的奥兰多市，参加第25届国际昆虫学大会（ICE）。考虑到埃及伊蚊——寨卡病毒的主要带菌蚊已经成为美国公共卫生关注的焦点，借此机会，175个学科思想领袖将加入政策制定者和其他专家，致力于“通过昆虫科学改善人类生存条件。”ICE峰会的目标是明确全球与昆虫相关的主要挑战，从虫媒传播疾病到保护有益物种，并通过研究与技术协同努力以应对这些挑战。然而，这些“重要挑战”并不是新的挑战，新的挑战是明确努力致力于“公众对昆虫科学价值的有效参与”。

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发布时间: 2016-09-23

37. 水稻中两个反向复制的小分子热休克蛋白基因的表达分析

丁倩

小分子热休克蛋白（sHSP）伴侣能在危险中保护细胞蛋白和折叠变性蛋白。本文研究了水稻的2个sHSP基因的时间空间表达模式。这两个基因Os16.9A和Os16.9B是反向复制的基因，在染色体1上相邻，可能享有一个或有重叠的DNA区域作为启动子。反向转录的两个基因起始密码子间的间隔序列只有约2.6kb。半定量RT-PCR能检测在正常生长及不同应力条件下两个基因的表达。我们使用β-葡萄糖苷酸酶（GUS）报告基因融合系统来详细研究这两个基因的表达模式。结果表明热冲击应力可诱导这两个基因的高表达。在正常生长条件下，Os16.9A和Os16.9B在营养器官和幼穗中表达。GUS染色结合细胞学观察表明这两个基因主要在根的血管组织、茎和幼穗中表达，Os16.9A和Os16.9B在热激反应和水稻正常发育中都有重要作用。

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发布时间: 2016-08-02

38. 大豆动态发育株高的全基因组关联研究

Zhao

株高（PH）是影响作物产量和品质的重要农艺性状。在这项研究中，收集的192个大豆自然资源以及1536个单核苷酸多态性（SNP）制造者被用于确定与pH值相关的基因组区域。不同区间的PH值体现出了很大的基因差异。三个表型指标（pH测量值的六个阶段，条件pH值，和pH值的相对生长速率）被用来确定大豆pH值的发展状态。六种方法用于尽量减少关联映射中的假阳性，最终本研究中使用了广义线性模型的主成分分析法。三个单核苷酸多态性barc-040651-07807，barc-030433-06867，和barc-042475-08274与植物的后期生长过程中PH值呈现显著相关，以及两个单核苷酸多态性barc-038795-07333和barc-013749-01246与植物早期生长的pH值相关。

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发布时间: 2017-04-24

39. 我国学者发现棉花种子萌芽的“开关”

zhangyi8606

据新华社电 浙江大学农学院张天真教授课题组在棉花种子中找到了一个能直接感知环境温度并调控种子萌发的小分子“开关”。研究人员表示，对于种子温度响应机制的发现，将进一步指导人们在低温、干旱、盐碱地精准育种。相关论文于日前发表于《美国科学院院报》。 正常情况下，棉花种子在吸足水分后24小时开始萌发，一次实验中，研究人员发现，有一组棉花种子萌发的时间量缩减了一半，吸水后12小时就陆续萌发了。提前萌发的棉花种子内，一种小分子热激蛋白“HSP24.7”的含量特别高。 “这种小分子热激蛋白就像植物的一个温度感受器，蛋白含量升高后，种子内的线粒体产生更多的活性氧，还会促成包裹在胚芽之外的胚乳膜的降解，所以棉花种子即使在低温下也会迅速萌发。如果缺少这个蛋白，即使环境温暖和煦，种子仍会像在低温中一样‘休眠’。”张天真说，通过进一步实验，他们发现这一机制在双子叶植物中普遍适用。 张天真说，种子萌发是植物生命周期开始的第一步，田里的棉花如果能“统一步调”，而不是各有节奏，就能高效地实现同步采收，这是农作物精准育种的目标之一。（朱涵） 《中国科学报》 (2019-03-26 第1版 要闻)

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发布时间: 2019-12-30

40. GsMAPK4，大豆耐盐性的正调节因子

zhangyi8606

盐胁迫是影响大豆在盐渍土条件下生长和产量的主要因素之一。尽管近几十年来对大豆耐盐性进行了大量的研究，但对大豆耐盐性调控的具体信号途径和信号分子尚不清楚。本研究采用基于双向凝胶电泳（2-DE）和质谱分析法（MS）的蛋白质组学技术，鉴定大豆植株耐盐性的蛋白质。采用实时定量PCR（qRT-PCR）和免疫印迹（WB）对2-DE/MS的结果进行验证。根据2-DE和MS的结果，选择耐盐大豆品种中的葡萄糖基转移酶（GsGT4）、4-香豆酸、辅酶A连接酶（Gs4CL1）、丝裂原活化蛋白激酶4（GsMAPK4）、脱水反应元件结合蛋白（GsDREB1）、大豆冷调控基因（GsSRC1），以及GsMAPK4进行后续研究。我们用丝裂原活化蛋白激酶4（GsMAPK4）转化大豆植株，并用PCR和WB筛选出转基因大豆植株，证实了GsMAPK4在转基因大豆中的表达。GsMAPK4过表达转基因植株对盐胁迫的耐受性显著增强，表明GsMAPK4在耐盐性中起着关键作用。我们的研究将为更好地理解分子水平上的耐盐调节提供新的见解。

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发布时间: 2019-06-04

41. 赫特福德大学的新研究警告一种油菜抗病基因的风险

zhangyi8606

赫特福德大学研究人员的一项新研究发现，对油菜主要病原之一油菜黑胫病进行基因抗性的一个重要来源正在变得不那么有效，这可能会给英国油菜育种业和耕种农民带来巨大损失。 这是英国首次研究表明寄主抗性基因Rlm7在防治油菜黑胫病病原体油菜茎基溃疡病菌方面效果不佳，对植物育种者和农民具有重要意义。当寄主抗性由于病原菌种群的变化而变得无效时，估计因失去商业上可获得的品种，育种业每年要花费500万英镑。 油菜面临的挑战 在英国，油菜是第三重要的可耕地作物，在2017的时候收获了220万吨。它是全球第三大植物油资源，被广泛用作动物饲料。然而，有三种主要病害，它们都分布在世界各地，影响油菜导致每年造成全世界15%左右的作物产量损失。其中一种是油菜黑胫病，每年给英国农民带来超过9500万英镑的损失。 由于一些有效的杀菌剂已无法控制油菜黑胫病，农民更依赖对致病菌有良好抗性的品种。油菜黑胫病是由两种密切相关的真菌植物病原菌——油菜茎基溃疡病菌和L. biglobosa引起的，前者通常被认为更具攻击性。品种中的寄主抗性基因（Rlm基因）对特定的病原菌群起作用，Rlm7基因是英国许多商品油菜品种育成的一个重要基因。 油菜栽培 发表在《植物病理学》杂志上的这项研究的主要作者Georgia Mitrousia博士说：“近年来，英国油菜的种植量一直在增加，对英国的农业和英国经济的发展至关重要。 “这项研究对油菜产业起到了警示作用，他们希望能够制定出防止商品油菜品种损失的策略。这包括在同一品种中将Rlm基因抗性与数量抗性相结合，并制定战略，轮流开发不同的Rlm基因，以确保未来多年油菜的持续丰收。” *一种品种是从一个自然发生的物种中挑选出来的植物或植物群，并育成以增强或保持一组特定的期望特性。 这项研究得到了生物技术和生物科学研究委员会的资助。

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发布时间: 2018-10-12

42. 利用宏基因组序列测定蛋白质结构

Zhao

尽管结构生物学家们努力了几十年，仍然有约5200个蛋白质家族的结构还处于未知状态。该文献揭示了由进化信息推断的残基接触指导下的Rosetta结构预测可以准确地模拟出蛋白质所属家族，并发现为准确建模宏基因组序列数据将三倍于蛋白质家族数量充足的基因序列数据。我们整合了宏基因数据、基于接触的结构匹配和Rosetta结构计算来为614个目前结构未知的蛋白质家族建模，其中206个膜蛋白，137个未展示的蛋白在蛋白数据库中没有体现。这种方法为最初设想为蛋白结构计划目标的一小部分的蛋白质大家族提供了代表性的模型。

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发布时间: 2017-02-21

43. 基因编辑瞄准农作物

Zhao

到2050年，全球人口预计由73亿上升至97亿。（1）气候变化给农作物生产带来的干旱和病虫害风险越来越大。（2）为满足日益增长的粮食需求和应对气候变化，农作物改良变得日益紧迫。（3）基因编辑技术如CRISPR/Cas9基因编辑系统将有助于人类应对以上挑战，可以在作物改良方面发挥重要作用，前提是基因编辑技术的精度得到提高，并得到监管机构、生产者和消费者的一致认可和接受。详见Armin Scheben和David Edwards于3月17日在线发表于《科学》杂志上的文章。

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发布时间: 2017-03-18

44. 葡萄种子发育过程中WBC基因的克隆与表达分析

zhangyi8606

白棕色复合物（WBC）转运体，也被称为半尺寸ATP结合盒G（ABCG）转运体，参与了许多生物学过程，包括种子发育；然而，对葡萄中WBC转运体的关注较少。为了揭示WBC的分子特征以及WBC与矮生（无核）葡萄农艺性状的关系，我们对葡萄的VvWBC基因进行了基因组普查和胚珠相关表达分析。我们确定了30个VvWBC基因和克隆全长互补DNA（cDNA）的其中20个。组织或器官特异性表达分析表明，一些VvWBC表现出不同的表达模式，有些表现出组织特异性。十二个VvWBC基因在发育胚珠中表达。此外，定量实时PCR（qRT-PCR）的结果表明，十二个胚珠表达的VvWBC中有四个在种子葡萄和矮生葡萄胚珠发育过程中具有不同的表达谱。这四个基因可能参与胚珠败育。同时，对VvWBC基因进行了染色体定位、多序列比对、外显子/内含子结构分析和同源性分析。本实验为矮生无核机理提供了一个新的视角，也为进一步研究WBC转运体奠定了基础。

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发布时间: 2018-10-15

45. 欧盟批准10种转基因产品上市

zhangyi8606

欧盟委员会26日宣布批准10种转基因产品在欧盟上市，其中9种用作食品或饲料，另一种用作观赏性切花。本次批准有效期10年，但“许可证”不包括在欧盟范围内种植这些作物。 欧盟委员会当日发布公报说，本次获批的转基因产品中，一种棉花、5种玉米和一种大豆新获批用作食品或饲料；一种油菜和一种玉米是“许可证”到期，此次获得续批用作食品或饲料；还有一种康乃馨新获批用作观赏性切花。这10种转基因产品均已通过全面审批程序，包括欧盟食品安全局的科学评估等。 公报说，此次颁发的“许可证”仅允许上述转基因产品在欧盟境内按批准用途使用，并不包括在欧盟范围内进行种植。这些产品还需要遵守欧盟有关转基因产品标识及追溯等方面的规定。 此前欧盟已批准了数十种转基因食品和饲料在欧盟上市，包括玉米、棉花、大豆、油菜和甜菜等。

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发布时间: 2019-12-13

46. 应用生物组学分析方法研究90天饲喂试验的转基因玉米品种

zhangyi8606

利用欧洲唯一栽培的转基因玉米MON810品种，对转基因玉米及对应的非转基因玉米进行了比较。通过包括转录组学、蛋白质组学和代谢组学在内的组学特征分析谷物样品的差异。对其他栽培玉米品种进行了分析，为不同栽培品种间存在的变异性提供参考。观察到的改良玉米品种与未改良玉米品种之间的差异不超过未改良玉米品种之间的典型差异。使用这些先进的分析方法以分析新的植物材料，与全食品评估的动物喂养试验的结果进行了比较。没有观察到需要进一步调查的转基因品种的变化迹象。此外，还表明如果对劣质玉米样品进行类似的分析，就可以获得这种迹象。生物组学数据提供了植物材料的详细分析信息，有助于建立新（转基因）植物品种的风险评估程序。

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发布时间: 2019-05-30

47. 科学家破解水稻杂种优势基因

zhangyi8606

7月5日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所国家基因研究中心韩斌研究组与上海师范大学黄学辉研究组、中国水稻所和福建农科院合作在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上发表了题为Dissecting a heterotic gene through GradedPool-Seq mapping informs a rice-improvement strategy 的研究论文。该研究开发了一种新的数量性状（QTL）定位方法，并快速克隆到水稻产量性状杂种优势基因GW3p6（OsMADS1），为杂种优势育种和品种改良提供了新的策略。 杂种优势育种极大地提高了粮食产量，为解决粮食危机做出了巨大贡献。该研究组之前的工作已经揭示了水稻产量相关的杂种优势遗传机制：杂种优势的遗传机制不是由于双亲基因“杂”产生的超显性互作效应，而是主要基于双亲优良基因以显性和不完全显性的聚合效应。然而，与水稻产量杂种优势相关的优良基因所知甚少，之前尚没有水稻杂种优势基因（Heterotic gene）或QTL被克隆，其中一部分原因就是克隆杂种优势基因非常耗时耗力。 韩斌研究组以此为出发点，开发了一套新的数量性状基因定位方法—GradedPool-Seq（GPS）。该方法基于F2样品材料混合池测序的策略，直接从表型差异大的双亲F2后代中精确定位基因。该方法不仅提高了定位基因的分辨率，而且大幅度降低了成本。通过该方法，成功在多套杂交稻群体中定位到已知与未知的杂种优势相关基因，并且在“广两优676”杂交稻F2群体中定位到与千粒重相关的杂种优势基因GW3p6。进一步图位克隆发现来自于雄性不育系（母本）中的GW3p6是OsMADS1的等位基因，并且GW3p6剪切方式的改变造成粒重与产量的增加。通过构建近等基因系发现，GW3p6显著提高水稻产量、增加粒重和粒长，但是不影响其他农艺性状。同时将GW3p6与另一个分蘖相关杂种优势基因PN3q23聚合，进一步提高了水稻产量。这些结果证明在自交系中聚合优良的纯合型杂种优势基因，可以不通过培育杂交稻的方式，同样实现杂种优势类似的产量增加。另外GPS方法与该研究也为杂种优势育种以及品种改良提供了新的高效设计育种思路。 分子植物卓越中心博士生王长盛和唐诗灿为该论文的共同第一作者，韩斌与黄学辉为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和中国科学院先导B项目的资助。

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发布时间: 2019-12-13

48. 我国学者在细胞力学可视化技术研究方面取得进展

季雪婧

    在国家自然科学基金项目（批准号：32150016）等资助下，武汉大学刘郑教授团队在细胞力学可视化技术发展方面取得新进展。研究成果以“基于水凝胶的分子张力荧光显微镜用于研究受体介导的刚性感应（Hydrogel-based Molecular Tension Fluorescence Microscopy for Investigating Receptor-mediated Rigidity Sensing）”为题，于2023年10月5日在线发表在《自然?方法学》（Nature Methods）杂志上，论文链接：https://doi.org/10.1038/s41592-023-02037-0。   细胞在其周围环境中是高度动态的，它们收到不断地挤压、弯曲和拉扯，与环境中的其他组件发生紧密的机械交互。这些交互产生的机械力虽然微小，仅在pN级别，但由专门的受体和分子所感知并传递。更为关键的是，细胞依赖这些机械互动来形成“感知”并调整自身以适应外部环境（细胞外基质，ECM）的“软-硬”特性，此能力即为细胞的“刚度感知”。这种“刚度感知”能够深入地影响细胞生命的多个层面，包括调节干细胞的分化、细胞分裂、癌症的转移、T细胞的激活和血液的凝固等。目前细胞“刚度感知”背后的分子机制极为复杂，并没有得到很好的理解。为了在分子水平上深入理解这一过程，首先需要测量这些细微的机械力。但是，考虑到这种机械交互常常在极小的空间范围（从亚微米到分子）内进行，伴随着pN级别的机械力，使用常规的生物物理手段来探测细胞膜蛋白受体在“刚度感知”过程中所传递的pN级别机械力便显得尤为困难。该团队结合了多学科交叉领域技术，如基于DNA纳米技术的自主设计的分子荧光张力探针、与人体组织刚度相似的软水凝胶界面的化学改性技术，以及先进的单分子荧光成像技术等。利用这些技术，他们研发了一套实验方法，能够同时成像细胞机械力的多个维度，例如细胞对细胞外基质（ECM）“软-硬”识别中的分子力图谱、分子力的动态频率、细胞的整体牵引力以及力的方向。研究发现，成纤维细胞对于底物刚性的响应方式并不是简单地增加现有的整合素-配体键的数量，而是通过募集更多能承受力的整合素，并调整ECM中整合素的采样频率，从而更有效地促进局部粘附的成熟。此外，研究还揭示了ECM刚性能够正向调节T细胞受体与其配体间的pN级别的力量以及T细胞受体的机械采样频率，进而促进T细胞的激活。这一系列工作为细胞“刚性感知”中分子力的可视化提供了强有力的工具，使得在常规的共聚焦显微镜下，能够简洁而有效地揭示和探索与ECM刚度相关的细胞活动过程中的精细分子力信息。

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49. MSMIR156基因在苜蓿类植物中对根系发育和氮固定活动的促进作用

Zhao

MicroRNA156(miR156)基因调控着影响植物生长和发育的基因网络。在之前的研究中，已经有过在紫苜蓿植株中超量表达同源性基因miR156或MsmiR156OE，植株表现出营养产量的增加，花期延迟以及根系变长等性状。由Banyar Aung带领的加拿大农业和农业食品科研团队致力于研究解释miR156基因对根系的影响，包括对植株根系结瘤和固氮的影响。 该研究团队研究发现MsmiR156基因的过表达会提高苜蓿植株的根系再生能力，但是这一作用在根系发育早期对根系的生物量没有太大影响。同时，Msmir156也能够促进根系的氮固定活动，MsmiR156基因还可以通过上调根部与固氮酶相关基因的表达，如苜蓿根瘤菌中的FixK，NifA和RpoH来促进固氮活动。 同时，该研究团队针对MsmiR156OE苜蓿根的进一步分析，验证了不同功能类别的，包括植株细胞壁组织以及对水分胁迫反应等差异表达基因。而且，研究同时揭示了miR156在结瘤、根系发育以及植物激素生物合成方面的基因上的影响作用。 这些研究结果显示，miR156基因对植株根系发育和固氮活动具有调控作用，因此这对改善苜蓿等作物品系性状至关重要。 如要了解更多研究信息，请阅读“转基因研究”期刊中的论文。

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发布时间: 2017-09-27

50. 瑞士批准转基因大麦试验

zhangyi8606

瑞士批准在受控条件下开展更多的转基因作物田间试验。苏黎世大学已获批在受控环境中种植抗真菌的转基因大麦。 上周四，瑞士联邦环境局表示(多语)外部链接，需要采取相应保护措施使人类和动植物不受转基因试验(英、德)外部链接的影响，其中就包括防止转基因植物扩散到苏黎世州控制区域之外的地方。 该试验声明指出：“本试验旨在探索转基因大麦品系在田间的表现，特别是探明在田间环境下是否也对真菌疾病表现出抗性。” 研究人员采用小麦抗性基因Lr34对大麦进行了改良，以了解该基因是否也能保护玉米和大麦。作物将暴露在大麦叶锈病和白粉病真菌中以测试抗性。 研究人员还将测试基因修饰对作物发育和产量的影响。 试验期限为2019年春季至2023年秋季的五个栽培期。这将是几年来最新的一次转基因试验。瑞士绿色和平组织(Greenpeace Switzerland)等机构呼吁停止此类试验。 瑞士政府此前发布叫停命令，禁止2021年前进行转基因作物的农业生产。

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发布时间: 2019-12-12

51. 探索苦苣（Cichorium endivia）和菊苣（Cichorium intybus）遗传多样性，关注工业菊苣的基因库

雷洁

本研究使用15个简单序列重复位点描述种质的遗传多样性,是当前工业菊苣和Cichorium intybus l.、 Cichorium endivia l . 之间建立的关系。 最初我们分析19种培养的c .endivia登记入册,27种野生和155种栽培的c.intybus，分布在三组:83种根菊苣,42种菊苣和30种菊苣叶。相对应的叶子菊苣由品种菊苣,圆锥形的帽子和加泰罗尼亚子组。后者以前没有包含在任何遗传多样性研究。随后,1297人从15根菊苣现代品种育种的起源目前的工业菊苣根品种进行了分析。尽管c . endivia的到达和c intybus显然是彼此分开,但是七个野生基因c . intybus人接近c endivia比c . intybus揭示复杂遗传这些物种之间的相互关系。c . intybus分为三个品种群体的分化(菊苣、菊苣根和叶菊苣)确认。叶子菊苣个人被分成三个基因子组,对应于菊苣,圆锥形的帽子和加泰罗尼亚品种,从而证明基于形态学因素分类的有效性。明确分化观察在比利时、波兰和奥地利现代工业根品种,但不是在法国工业现代根品种。 现代工业的高表型和遗传变异性根品种表明该种质构成对品种改良和选择有用的基因库。

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发布时间: 2016-01-18

52. 国际研究小组发现玉米致命性坏死病抗病基因

Zhao

一个国际研究小组发现了对抗甘蔗花叶病毒的基因。这种病毒和玉米褪绿斑点病毒共同引起玉米致命性坏死病，这种状况导致东非地区玉米总产量下降。甘蔗花叶病病毒及其密切相关的马铃薯Y病毒威胁着亚洲、非洲、欧洲和美洲地区的玉米作物，也感染着甘蔗、高粱等农作物。 研究发现了一种基因叫scmv1，当其快速表达时可以帮助玉米抵抗病毒。该病毒劫持了与植物光合作用及其传播有关的蛋白质。scmv1与光合作用蛋白相结合一起抵抗病毒。如果该基因以很高的速度表达，它可以阻止疾病传播。 “我们希望我们的研究可以应用于这些病毒泛滥的国家，并有助于控制这些病毒。最后，我们要解决农民们的实际问题，”该项研究的合作者之一爱荷华州立大学农学教授Thomas Lubberstedt这样总结。欲了解更多，请阅读爱荷华州立大学新闻服务频道刊登的文章。

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发布时间: 2017-04-24

53. 遗传发育所克隆出小麦新型广谱抗白粉病基因

季雪婧

小麦白粉病是威胁粮食安全的病害之一。当前，提高小麦的白粉病抗性尤其是广谱抗性，是小麦抗病育种领域的主要任务。野生二粒小麦是普通小麦的野生祖先种，经历了长期而复杂的环境演变，积累了丰富的遗传多样性，是现代小麦抗病遗传改良的宝贵资源。 中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员刘志勇与赵玉胜团队采用图位克隆、PacBio长读长基因组重测序、突变体和转基因功能验证等方法，克隆到广谱抗白粉病基因Pm36。Pm36编码一个新型的具有跨膜结构域的串联激酶（WTK7-TM）蛋白。白粉菌多小种鉴定发现，WTK7-TM对我国不同生态区的所有测试的104个白粉菌生理小种均表现出免疫或高抗。研究发现，Pm36位点存在明显的基因组扩张和新基因产生现象。EMS突变体实验发现，WTK7-TM的两个激酶结构域和跨膜结构域对于抗病功能至关重要。体外磷酸化实验初步证实，串联激酶WTK7-TM的两个激酶结构域对于自磷酸化和底物磷酸化的能力均是必需的。进化分析显示，两个激酶结构域可能是通过重复形式产生，属于“丝氨酸/苏氨酸”类型激酶。亚细胞定位发现串联激酶WTK7-TM定位于细胞质膜。基因溯源分析发现，Pm36基因稀有地分布在野生二粒小麦的南部居群，未参与小麦的进化过程，且在现代小麦基因库中缺失。该研究采用分子设计育种，将Pm36基因导入我国小麦主产区主栽品种，创制出高产而抗病的小麦新种质ZKPm36，为培育广谱抗白粉病小麦新品种提供了基因资源、奠定了理论基础。4月10日，相关研究成果以A membrane associated tandem kinase from wild emmer wheat confers broad-spectrum resistance to powdery mildew为题，在线发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、河北省重点研发计划、海南省崖州湾种子实验室“揭榜挂帅”项目等的支持。

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54. 最终，一种转基因生物吸引了Whole Foods的人群

zhangyi8606

消费者认为转基因的产品有风险，并没有什么理由去尝试。一种从空气中清除致癌物的室内植物可能会改变这种情况。 如今，从饼干到橙汁的所有食品都贴上了标签，宣称它们不含转基因物质——这是一种营销策略，假设消费者仍然憎恨、害怕或至少不赞成转基因生物，尽管美国国家科学、工程和医学院已经做出了保证。尽管科学记者对此表示哀叹，认为这是不合理的恐惧，但考虑到风险收益率，人们可能会做出一个合理的选择。许多消费者认为转基因产品没有任何收益——至少到目前为止是这样。 一个为健康利益而开发的转基因食品的例子——维生素A增强型“黄金大米”，不太可能为美国等营养良好的国家的消费者提供太多的营养，但是现在，有一些是Whole Foods这种可能需要的。 上周，美国化学学会宣布，科学家们已经将一种兔子基因转移到一种家养植物——长春藤上，赋予它清除室内空气中致癌污染物苯和氯仿的能力。它们已经接近能够同时清除甲醛的版本。 华盛顿大学环境工程师，常春藤项目负责人Stuart Strand说，家里的室内空气通常比办公室或学校的空气差。氯仿、苯和甲醛可以通过烹饪、氯化水淋浴或煮沸，以及家具和地板材料的“排气”而形成。污染物也会从附属的车库中渗入。 Strand说，他们转移到常春藤上的基因，称为CYP2E1，存在于动物细胞中，包括人类细胞中，并且在肝脏中有活性。它可以帮助清除你摄入的毒素，但不能清除你呼吸的毒素。所以，他想，为什么不把这个基因放在植物中，在有毒化合物进入人体肺部之前，把它们清除掉呢？ 在测试中，他用氯仿和苯填充房间，然后分别放进转基因常春藤，常规常春藤或者什么都不放。三天来，普通常春藤几乎没有净化空气，而转基因植物净化了82%的苯和75%的氯仿。研究结果发表在美国化学学会的期刊《环境科学与技术》上。 他怀疑，在真正的家庭中，污染物的浓度比他的实验要低，这样会做到更好。但他说，要想让它们以最佳方式工作，你就要把它们作为迫使空气流通的装置的一部分出售。 他还研究将转基因牧草用于军事训练场清理军需品废料，以及其他可能吸收和分解甲烷的植物——一种比二氧化碳更有效的温室气体。 可净化空气的常春藤已经在加拿大获得批准，而在美国，美国农业部仍在等待测试结果。人们仍然关注着普通品种所没有的植物扩散和入侵。 有一些风险专家认为，我们需要考虑到对转基因作物广泛依赖将导致一些灾难的较小可能性，甚至可能比所有其他存在的威胁更快地将我们消灭。然而，这将如何发生还不十分清楚。 消费者会受到可感知的风险和健康利益的驱动。使转基因生物妖魔化的营销没有用处，无论你在哪里购物，生产部门的几乎所有东西实际上都是无转基因成分的——除了夏威夷木瓜和一小部分西葫芦，这两个品种种都经过了修改以抵抗病毒。 另一方面，加工食品可能包含转基因玉米、大豆或糖，但去除转基因成分不会使这些产品更健康。与此同时，“无转基因”的吹嘘正变得无处不在，甚至于吹嘘类似水和盐等不存在任何基因的物质也“无转基因”。

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发布时间: 2019-05-28

55. CRISPR-CAS9介导的木薯基因组编辑

Zhao

目前研究证明，CRISPR-Cas9是一种能够用于进行基因修饰，将新的遗传信息引入作物物种的强大的基因组编辑工具。但是，它还没有被用来编辑木薯（Manihot esculenta）这一作物。为了验证CRISPR-Cas9基因编辑技术在修饰木薯基因组中的效果，Donald Danforth植物科学中心研究员John Odipio及其团队利用携带针对MePDS的gRNA的构建体在两个栽培品种中靶向定位八氢番茄红素脱氢酶（MePDS）基因。并且MePDS基因的修饰在相对较短的时间范围内产生视觉可检测的突变事件，并且不需要通过基因测序来确认。 在农杆菌介导的CRISPR-Cas9试剂进入到木薯细胞中后，两种构建体都在子叶期体细胞胚中诱导可见的白化表型，并从该位点再生植物。本次诱变分析研究共测定了38个品系，每个品种19个。显示白化表型的植物品系的频率在两个栽培品种中为90-100％。而且通过基因序列分析显示，所有被检测的株系在目标MePDS位点都携带突变点，而且记录下了这些突变点的插入，缺失和置换。另外，研究小组观察到在MePDS区域上游5'末端或下游3末端有少量核苷酸取代和/或缺失。 本研究报道的数据表明，CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术也同样适用于木薯，而且效率较高。 有关这项研究的更多信息，请阅读“植物科学前沿”杂志中的文章。

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发布时间: 2017-11-27

56. 基因组所萧玉涛团队发现草地贪夜蛾关键抗性基因

季雪婧

    近日，基因组所农业昆虫基因组学创新团队在《美国国家科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS）》（IF=11.1）上发表题为“Downregulation of a transcription factor associated with resistance to Bt toxin Vip3Aa in the invasive fall armyworm”的研究论文。该研究综合运用遗传学、分子生物学、基因编辑等研究方法定位了首个Bt-Vip3A抗性基因。该抗性基因为myb转录因子（命名为Sfmyb）。进一步研究发现，Sfmyb启动子区域缺失导致其表达量显著下调，介导草地贪夜蛾对新型杀虫蛋白Vip3Aa的抗性。该研究在全球范围内首次鉴定到了Bt-Vip3A抗性基因位点，并且解析了候选基因的作用机制。     营养期杀虫蛋白（vegetative insecticidal proteins，Vip3A）是苏云金芽孢杆菌 (Bt) 在营养生长阶段产生的一种新型杀虫蛋白，对许多重要鳞翅目害虫具有较强的杀虫活性。是极其重要的生物育种工具基因。表达Vip3A的玉米和棉花的作物已在美国、巴西、阿根廷等地商业化种植，对粮食安全生产起到了重要的保障作用。但是Vip3A蛋白的作用机理和抗性机制的研究仍然非常匮乏，是抗虫作物持续发挥功效的重大隐患。     团队以重大入侵农业害虫草地贪夜蛾为模型，通过35代的汰选，获得了一个对Vip3Aa具有206倍的抗性品系DH-R。利用F2分离的表型开展了GWAS分析，通过正向遗传学的手段成功定位到1个候选区间。随后通过精细定位、抗感之间转录组分析等，鉴定到一个抗性相关基因Sfmyb。进一步采用基于CRISPR/Cas9基因编辑和RNAi的反向遗传策略，在草地贪夜蛾体内敲除或者敲低该基因后，幼虫对Vip3Aa的敏感性显著降低，从而明确了Sfmyb是草地贪夜蛾对Vip3Aa产生抗药性的关键基因。克隆启动子区域，发现在抗性品系中Sfmyb启动子具有多个点突变和2个indel，启动子活性实验表明，抗性品系中Sfmyb启动子活性显著下调。最后，利用酵母单杂系统对Sfmyb调控的下游靶标基因进行了预测，对潜在的靶标基因进行了分析。

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发布时间: 2023-11-10

57. 利用重组自交系群体进行水稻籽粒外观品质性状与粒重的QTL定位

丁倩

籽粒外观品质性状是决定水稻籽粒品质和产量的重要因素，如粒长（GL），粒宽（GW）、长宽比（LWR）、粒厚（GT）、籽粒垩白度（PGWC）和千粒重（TGW）。为检测数量性状基因座（QTL）能影响这些性状，我们通过Gang46B (G46B) 和 K1075得到了一套重组自交系（RIL）。渗入系G46B的PGWC较低。基于一个包含33个简单序列重复（SSR）标记的连锁图，共15个加性QTL调节6个测量性状，位于两个环境下的4条染色体上。其中，在5号染色体的同一区间RM18004–RM18068中发现了调控GW、LWR、GT、PGWC和TGW的5大QTL。G46B的等位基因能于所有基因座使GW、GT和PGWC增加，并于其主要QTL基因座使TGW增加。在大多数基因座上发现加性QTL与环境间的显著相互作用。共15个上位性QTL影响全部性状。GL、GW和PGWC上位性QTL基于轻微影响的环境相互作显著。对未来QTL的图位克隆法，以及G46B在籽粒外观品质和生产中的协同改良，这些结果都很有价值。

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发布时间: 2016-08-03

58. 猕猴桃（Actinidia chinensis） R1R2R3-MYB转录因子AcMYB3R提高拟南芥的耐旱性和耐盐性

zhangyi8606

猕猴桃是一种重要的水果作物，对干旱、高温、寒冷、涝渍和植物病原等环境胁迫具有高度敏感性。因此，确定猕猴桃品种的应激反应候选基因对于提高猕猴桃品种的抗逆性是必不可少的。本文报道了一种由干旱、盐分和冷胁迫诱导表达的新猕猴桃R1R2R3-MYB同系物（AcMYB3R）的分离和鉴定。离体分析表明，AcMYB3R是一种具有转录激活活性的核蛋白，通过与G2/M相特异性基因KNOLLE的猕猴桃直系同源顺式元件结合。过度表达AcMYB3R的拟南芥转基因植物表现出对干旱和盐胁迫的耐受性显著增强。RD29A、RD29B、COR15A、RD22等应激反应基因的表达通过AcMYB3R的异位表达而显著上调。本研究为猕猴桃功能基因组学研究和分子育种提高作物生产的抗逆境能力提供了有价值的信息。

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发布时间: 2019-06-04

59. 最古老的基因组揭示了美洲人的迁移过程

Zhao

一种罕见的原始DNA片段，使人们更加清楚地了解了人类史上最大规模的迁移。约1.5万~2.5万年前，人们穿过曾经连接西伯利亚和阿拉斯的“白令陆桥”下沉陆地，从亚洲来到北美。但当时具体的迁移规模，仍然是人们争论的热点。现在，研究人员已经对一个古美洲人的全基因组进行了测序，这是一个来自阿拉斯加中部太阳河上的11,500岁的婴儿。其基因组表明，当时部分人选择定居在了白令陆桥，而另一部分则继续向南走，最后定居在美洲，即美洲土著居民。这项研究结果支持了“白令海停滞假说”，该假说认为亚洲移民在白令陆桥停留并形成了基因隔离。

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发布时间: 2018-01-22

60. 科学家研制出一种能中和HIV的转基因大米

zhangyi8606

一个国际研究小组已经提出了艾滋病毒流行的一个创新解决方案-转基因大米。 转基因水稻已经开发用于解决营养不良和气候变化。现在，来自美国、英国和西班牙的科学家已经研发出一种新的毒株，用于治疗传统药物难以获得的国家的艾滋病毒症状。本周早些时候，一项新研究的结果发表在《美国国家科学院学报》上。 据世界卫生组织（WHO）统计，2017年有3690万人感染了艾滋病，其中2570万人在非洲。虽然自从20世纪80年代流行以来，免疫缺陷病毒的传播一直停滞不前，但在2015年仍有210万人新感染了艾滋病毒。 目前，激动人心的新药、阴道植入物以及预防和控制艾滋病毒的实验性HIV疫苗正在开发中——后者的人体试验预计将于2019年开始。然而，截至2018，医学工作者仍依靠两种方法，性健康教育和口服药物，以控制病毒的传播。 虽然只有一个人已经完全治愈，但是HIV患者通常服用一种抗逆转录病毒药物，这种药物可以防止病毒在体内复制，基本上可以延缓艾滋病的发作。如果治疗得当，病毒可以被管理，病人可以期待长寿和健康的生活。问题不是每个人都能接触到这些药物。研究小组说，他们的转基因大米可以为发展中国家的HIV阳性患者提供一种有效、负担得起的解决方案。 它之所以有效，是因为水稻种子产生三种蛋白质——单克隆抗体2G12、凝集素griffithsin和蓝藻抗病毒蛋白-N——这些蛋白质在体外初步试验中显示与gp120（使病毒能够靶向细胞的糖蛋白）结合并中和HIV。这些种子可以研磨成糊状，然后可以作为局部乳膏使用，这与抗逆转录病毒药物完全一样，可以平衡病毒。 重要的是，当作物完全生长时，种子可以几乎不花任何成本就地生产，使得那些可能需要长途跋涉才能到达诊所的人们极其容易获得治疗。研究人员解释说，谷物种子是生产药物最合适的材料之一，因为基础设施已经存在。 在大米变得广泛可用之前，研究人员必须跨越几个障碍，尤其是人们对任何转基因作物的厌恶。科学家们首先必须证明没有有害的副作用，其次必须满足他们希望达到的国家的各种监管限制——但迄今为止的结果是有希望的。 该研究者解释说：“这种开创性的战略实际上是唯一一种对发展中国家来说能够以足够低的成本生产杀微生物鸡尾酒的方法，那里最需要艾滋病毒的预防。”

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发布时间: 2018-11-08

61. CRISPR/Cas9介导的OsNRAMP5编辑降低粳稻中的镉积累

zhangyi8606

镉（Cd）的摄入对人体健康有害，稻谷中的镉污染对以大米为主食的人构成了严重威胁。敲除镉载体是减少水稻籽粒中镉积累的一种有前景的策略。OsNRAMP5是水稻吸收镉和锰的主要载体。然而，在不影响植株生长和粮食产量的前提下，OsNRAMP5基因敲除是否适用于生产低镉水稻尚不确定。本研究采用基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术，敲除两个粳稻品种的OsNRAMP5。我们生成三个独立的无转基因osnramp5突变型，并研究了osnramp5突变对镉积累和植物生长的影响。水培试验表明，在低锰条件下，Osnramp5突变型植株生长和叶绿素含量显著降低，而高锰的供应可以完全挽救突变体的这种缺陷生长。与野生型相比，突变型在根和芽中的镉和锰积累明显减少。在稻田试验中，虽然osnramp5突变型的标志叶和籽粒中镉含量大大降低，但突变型中的一些农艺性状，包括株高、结实率和每穗粒数都受到了影响，最终导致谷物产量略有下降。突变型植物生长的减缓可归因于锰积累的显著下降。我们的研究结果表明，OsNRAMP5的操作应谨慎对待：在评估osnramp5突变型的适用性时，需要考虑稻田的土壤酸碱度和土壤含水量，因为它们可能影响土壤中锰的可利用水平，从而决定了突变对谷物产量的影响。

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发布时间: 2019-06-12

62. 蓝莓DDF1基因的过表达对提高其耐寒性的研究

Zhao

从目前研究中可知，在木本植物中，基因CBF与DREB1的表达会增加植物个体的耐寒能力，而且还可能会导致植物矮化和花期延迟。同样，拟南芥DDF1基因在过表达时植物个体在耐寒性上也会有一定的提高。然而，到目前为止，在木本植物的研究中还未发现DDF1的同源基因。 密歇根州立大学的宋国庆研究了DDF1基因在蓝莓中的过表达。研究发现，VcDDF1基因的过表达会增强四倍体蓝莓个体的耐寒性，但不会对植株大小和花期造成显著的改变。同时，分析研究了转基因与非转基因的蓝莓在低温应答、花期、Della蛋白以及植物激素方面的差异表达基因。 研究结果表明，蓝莓耐寒性能的提升，与冷调控基因和乙烯传导途径基因的表达有关。而由于基因VcDDF1-OX对DELLA蛋白质合成、花期以及其他植物激素基因表达的调控影响甚微，因此蓝莓植株的大小、休眠期以及花期均无太大改变。此外，在植物生长素和细胞分裂素的合成途径中的差异性表达基因也同样显示出基因过表达对植物耐旱性和耐盐性能力的改变。 因此，VcDDF1基因以及其同源基因的过表达可作为提高木本植物耐寒性的一种新方法。 为获取更多研究信息，请参阅 BMC Plant Biology。

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发布时间: 2017-06-29

63. 利用单分子长读取测序揭示玉米转录组的复杂性

丁倩

玉米是阐明转录网络的重要遗传模型。mRNA转录的完整结构的不确定性限制了对该系统的研究进展。本研究利用单分子测序技术，在6个组织中产生111151个转录，这些组织能获取约70%的玉米RefGen_v3基因组注释基因。很大比例的转录（57%）代表新型的，有时组织特异性，已知基因的亚型和3%对应于新基因位点。在其他情况下，确定的转录会改进现有的基因模型。平均在六个组织中，90%的剪接点由匹配组织的短读取维持。此外，我们确定了大量新型的长非编码RNA和融合转录，并发现DNA甲基化对产生不同亚型起重要作用。研究结果表明，玉米B73转录组的特性描述研究还远远没有完成，玉米的基因表达远比以前认为的更复杂。

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发布时间: 2016-07-04

64. 来自ETH的新转基因水稻使微量营养素更有效地运输

zhangyi8606

苏黎世ETH分子植物生物研究所的Navreet Bhullar领导的研究团队已经对一种最常见的水稻品种进行了基因改造。与原始品种相比的优势在于，这些植物更善于动员它们的锌和铁的细胞储存，并沉积在稻谷的白色部分（称为胚乳）。这意味着微量营养素被运输并集中在那里。ETH的研究人员首次探索铁和锌的细胞转运机制这一方面以微营养物富集水稻。 为了实现这种富集，Bhullar和她的团队将一种表达三个附加基因的组合的基因构建物整合到水稻植株中。这些基因之一促进储存在植物液泡中的铁的运动，另一个编码储存铁蛋白的铁蛋白，第三个促进根系对铁和锌的有效吸收。 去年，同一个研究团队建立了一个概念证明在一个水稻品系中，铁、锌和β-胡萝卜素三个营养相关性状同时增加（如ETH新闻报道）。

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发布时间: 2018-10-15

65. 大北农：转基因玉米将面向行业收取技术使用费

zhangyi8606

2月20日晚，北京大北农科技集团股份有限公司（简称“大北农”）发布投资者关系活动记录表称，公司在玉米和大豆品种的转基因技术已达国际先进水平，公司转基因收费模式将面向全行业平台，收取技术使用费。专家分析称，由于大北农种业资源少，推广此商业模式可快速变现。 在该记录表中，大北农方面透露，其转基因品种对单产的提升率约在10%-20%，同时具有抗虫害的特性，对于草地贪夜蛾具有非常强的抗性。 大北农相关负责人称，今年获批的DBN9936抗虫耐除草剂玉米是2012年就开始研发的转基因品种，后续会持续有新的生物技术品种，“目前来看，公司在玉米和大豆品种的转基因技术已达到国际同行先进水平。”新京报记者注意到，大北农此前公告称，DBN9936为第一代转基因玉米，对草地贪夜蛾有60%的抗性，第二代可做到100%抗草地贪夜蛾。 针对转基因的收费模式，大北农方面表示将主要面向全行业平台，收取技术使用费，标准会参考国外收费惯例以及国内实际情况，具体定价还需要内部商议。 如何解读收取技术使用费？2月20日，国科现代农业产业科技创新研究院特约评论员张鑫对新京报记者表示，技术使用是指在现有种子产品上叠加转基因的抗虫技术，一般来说，费用包含专利费和每年的使用费。 张鑫分析称，大北农向全行业推广收取技术使用费的模式，或因为该公司在种业方面资源较低，市场占有率也极低，“前期研发投入成本和时间较长，希望技术能够尽快变现。”他还预测，如果转基因种植放开后，前景应非常乐观。 此外，大北农方面还披露了疫情的影响情况，目前整体开工率已达80%-90%，湖北地区开工一半，由于湖北去年业绩贡献仅4000万元-5000万元，占全国比例较小，而全国原材料采购正在恢复。

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发布时间: 2020-10-09

66. 转基因食品价格标签辩论伴随着价格上涨的错误说法致使玉米产业产生更多的恐惧

雷洁

今天食品安全中心批评了研究玉米加工协会(CRA)提出的有关转基因(GE)食物标签成本的问题。CRA的研究遵循的被怀疑的行业资助的研究声称转基因食品标签会提高食品价格。然而《消费者报告》的公共政策和宣传部门，代表消费者协会进行的一项报告得出的结论是,转基因食品标签的平均成本研究表明,其相关模型只是每人每年2.30美元。

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发布时间: 2016-02-26

67. 水稻OsEXTL基因的异位表达对提高抗倒伏特性的研究

Zhao

植株的抗倒伏特性在谷物类农产品的产量和质量上是一个很重要的农艺性状指标。其中，植物细胞的生长发育与细胞壁的构成与伸展蛋白息息相关。但就目前的研究情况来看，关于植物抗倒伏特性的相关作用的研究报告尚未发表。日前，由来自华中农业大学的范春芬教授主持的科研团队，在水稻基因中分离出一种新的类似OsEXTL基因的基因片段，并且该基因通过两个不同的启动子在转基因水稻植株中完成了性状表达。 这种由两种启动子起始基因复制的OsEXTL转基因植株个体与野外植株个体相比，主茎节细胞伸长性的表达明显降低，进而产生了相对较矮的个体。同时，在成熟的转基因水稻植株个体中，还显示出较高纤维素水平的显著增厚的次生细胞壁，这也使得转基因植株茎杆的机械强度大大增加。 因此，由于植株个体高度的降低以及水稻茎杆机械强度的提高，OsEXTL转基因水稻与中辉11品种相比，有着更高的抗倒伏特性。而且，OsEXTL转基因水稻能够保持较为稳定的正常的谷物产量和生物产量。 此项研究可以表明，OsEXTL转基因水稻植株抗倒伏能力显著提高，并且为植物生长发育中的延伸蛋白功能研究提供了相关理论见解。 若要了解更多相关信息，请参阅植物生物学杂志（Plant Biotechnology Journal）。

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发布时间: 2017-07-31

68. 调节模块OsmiR396c-OsGRF4-OsGIF1决定水稻籽粒大小和产量

丁倩

粒重是影响水稻产量的最重要因素，它由籽粒大小决定，而籽粒大小由数量性状位点(QTL)控制。尽管已经发现许多调节粒重的QTL，控制籽粒大小的遗传网络仍不清楚。本文我们对一个显性QTL籽粒长宽2（GLW2）进行了克隆和功能分析，它通过增加籽粒的长度和宽度来调节粒重。在活体内GLW2位点编码OsGRF4(生长调节因子4)由microRNA OsmiR396c调控。OsGRF4的突变阻碍了OsmiR396 对OsGRF4的调控，产生更大的籽粒，产量提高。本研究还发现OsGIF1(GRF相互作用因子1)直接与OsGRF4相互作用，增加其表达来改进籽粒大小。结果表明，调节模块miR396c-OsGRF4-OsGIF1在决定籽粒大小和提高产量中扮演重要角色。

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发布时间: 2016-06-20

69. 基因编辑方法在主食作物抗病性研究中的应用

zhangyi8606

德克萨斯A&M AgriLife Research的一位科学家说，一种新颖的基因编辑方法可以保持某些主要粮食作物的广谱抗病性，而不会对植物造成物理损害。 达拉斯AgriLife Research植物病理学家，Junqi Song博士探讨“敲入”的基因编辑方法怎样可能使范围广泛的作物获得更好的抗病性。 他的团队特别关注番茄和马铃薯的晚疫病。根据美国农业部的数据，德克萨斯种植的作物是国家产值近60亿美元的一部分。 Song说：“迄今为止，大多数广谱抗病性的成功都是通过敲除基因编辑获得的，其中某些基因被切断，从而在受试植物中产生期望的行为。”“但是敲除编辑的成功付出的代价是植物的身体健康和其他特征的许多其他方面。” 作为基因关闭的替代方案，Song的团队使用被称为CRISPR/Cas9系统的新兴技术，将引入或敲入一组特定的基因调控器。他相信，他的团队发现的调控器将允许抗病性的增加而不损害受试植物。 松说：“相比之下，敲入的方法比敲除法要复杂得多。” 引入的系统将通过帮助植物现有的抗病基因更加坚强地表达对抗病原体而起作用。Song的广泛抗性方法所针对的病原体范围很广，包括致病疫霉，它导致晚疫病，一种在番茄和马铃薯中的破坏性疾病，他说。 他补充说，通过他的研究，任何发现都将对包括小麦、水稻、棉花、草莓、胡萝卜和柑橘在内的许多粮食作物产生抗病影响。 他说：“随着全球人口的不断增长，对农业生产的需求也越来越大。”“我们需要开发越来越有效的系统来满足这种需求，希望我们的工作是朝着正确方向迈出的一步。”

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发布时间: 2018-11-02

70. 自然变异识别基因对干旱诱导拟南芥脱落酸积累的影响

Zhao

应激激素脱落酸（ABA）在干旱和低水量下的积累控制了许多下游适应机制。然而，控制拟南芥体内脱落酸（ABA）积累的机制尚不清楚。在约300个品种的拟南芥中，当其暴露于相同的低水量下，其中的脱落酸（ABA）水平的变化范围近乎有10倍。通过全基因组关联分析（GWAS），鉴定了含有ABA相关SNP簇的基因组区域，而这些区域内的候选基因包括已知压力或与脱落酸（ABA）相关功能的少数基因。（GWAS）的数据被用于指导反向遗传分析，其过程中发现了造成脱落酸（ABA）积累的效应物。这些效应物包括质膜定位信号蛋白（如受体样激酶、天冬氨酸蛋白酶），普遍认为与脂质结合启动相关的域蛋白，以及其他未知功能的膜蛋白如环U-box蛋白以及可能对脱落酸（ABA）积累有影响的液泡膜运输。其中，脂质启动（START）域蛋白中的功能缺失型的多态性与原始位点的气候因素有关，表明其可能进行了干旱适应。总体而言，利用脱落酸（ABA）积累作为结合全基因组关联分析（GWAS）反向遗传策略的基础，揭示了低水量下诱导的脱落酸（ABA）积累的广义自然变异，同时成功地验证了影响脱落酸（ABA）水平的基因，并且这也可能在上游干旱相关感应和信号传递机制中起作用。脱落酸（ABA）效应位点仅当在每个效应位点发生增量效应时才会被鉴定出来，并且这与脱落酸（ABA）在各分支代谢或是由具有部分多余功能基因介导作用下的累积分布是相一致的。

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发布时间: 2017-11-03

71. 华南植物园“一种快速获得大量转基因佛甲草新品种的分子育种方法”获发明专利

zhangyi8606

3月29日获悉，由中国科学院华南植物园吴国江、李美茹等科研人员完成的“一种快速获得大量转基因佛甲草新品种的分子育种方法”获得国家发明专利授权（专利号：ZL 201510518685.3）。 该发明以无菌苗的叶片、叶柄、茎为转化受体，根据育种目的的需要构建目标基因的植物表达载体，通过根癌农杆菌介导方法将目标基因导入佛甲草基因组，通过芽器官发生途径分化形成再生植株；在转化芽诱导、转化芽伸长及生根时添加筛选标记基因的相应的抗生素筛选转化体，通过Southern杂交、GUS染色证明所获得的抗性株均为转化株。该发明方法9周即可获得大量的转目标基因的佛甲草新品种，可满足目前佛甲草优良株系培育、种质资源创新研究的迫切需要。该发明在佛甲草可持续发展中具有显著的生态、经济和社会效益意义。

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发布时间: 2019-12-31

72. 东北地理所等揭示大豆受体激酶作为分子开关调节抗病免疫触发的分子机制

zhangyi8606

大豆是重要的油料作物和植物蛋白来源，但在全球范围内，持续病害（细菌性斑点病、疫霉根腐病、大豆锈病等）的发生对其产量和品质造成了严重影响。植物抗病虫害的能力与自身的免疫系统密切相关，植物免疫系统由两个主要的免疫反应组成，微生物模式触发免疫（pattern-triggered immunity, PTI）和效应因子触发免疫（effector-triggered immunity, ETI）。目前关于大豆抗病分子免疫机制的研究主要集中在ETI上，而对于PTI分子机制的研究基本处于空白状态。 中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员冯献忠研究团队与中国农业大学教授窦道龙研究团队通过对大豆自身免疫相关的类病斑突变体（lmms）的遗传筛选，鉴定了两个等位基因突变株（Gmlmm1-1,2），图位克隆证实该基因编码一种Malectin样受体激酶。GmLMM1的功能缺失突变体表现出细胞死亡、PTI活化和活性氧积累，对细菌和卵菌病原体的抗性增强表型，在使用flg22处理后，ROS迸发显著增加，触发抗病免疫反应。进一步实验证明，GmLMM1与flg22受体FLS2及其共受体BAK1相互作用，负调控flg22诱导的二者之间的复合物形成。上述结果证实，GmLMM1作为一个分子开关来控制适度的免疫激活，GmLMM1与PRR复合物组成性结合，负调节PTI，从而微调PTI水平，平衡免疫反应适度发生。该研究揭示了大豆中通过GmLMM1参与的模式识别受体启动微生物模式触发免疫的机制，揭示大豆 PTI抗病机理，为培育高抗病的大豆新品种提供了理论指导。 近日，本研究以A Malectin-Like Receptor Kinase Regulates Cell Death and Pattern-Triggered Immunity in Soybean为题在EMBO Reports发表。东北地理所博士生王东梅和中国农业大学副教授梁祥修为该论文共同第一作者，冯献忠和窦道龙为论文共同通讯作者。相关工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。 GmLMM1作为分子开关调节免疫激活模式图：无病原菌侵入时，GmLMM1与病原体模式识别受体BAK1结合，免疫反应被抑制；当病原菌（flagellin）侵入植物细胞后，可以诱导病原菌特异模式识别受体FLS2和BAK1结合，以触发下游免疫信号。 GmLMM1在免疫激活过程中可以调节FLS2-BAK1相互作用，从而控制适度的免疫激活。

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发布时间: 2020-10-13

73. CRISPR基因组编辑法专利之争出现戏剧性转折

丁倩

有着巨大商业价值的新基因组编辑工具CRISPR历时9个月的专利大战，出现了两个惊人的转折。上周，争夺CRISPR专利权之一的研究机构——博德研究所律师提交了可能使其获胜的议案。10月4日，新加入战局的法国生物制药公司Cellectis，可能使整场战争变得悬而未决，它刚被授予的专利广泛覆盖基因组编辑法，包括CRISPR。 博德研究所隶属于哈佛大学和麻省理工学院，拥有13项CRISPR专利，受到来自加州大学（UC）和两个共同原告的炮轰。今年1月，美国专利商标局（PTO）表示，将在抵触程序中审查专利申请书。这引发了争夺CRISPR知识产权的大战，集中于博德研究所被授予的专利和仍在审查中的加州大学的专利申请。 9月28日，博德研究所要求专利局官员将其已被授予的四项专利从主案中分离出来：两项专利集中在saCas9，两项专利描述的能构建CRISPR-Cas9以靶定真核细胞细胞核的技术。 现在，各方都在等待专利官员如何就这些议案进行裁决，并推测任何决定可能对战局中的机构和研究人员的收益产生的影响。

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发布时间: 2016-10-24

74. 水稻遗传转化中的选择标记——植物磷酸甘露糖异构酶（PMI）

丁倩

EcPMI基因被广泛用作基于植物遗传转化的甘露糖选择的选择标记基因（SMG）。虽然一些植物表现出显著的PMI活动，甚至在甘露糖敏感植物中发现活性PMI，但是植物PMI是否能用作SMG还尚不清楚。在本研究中，我们从小球藻和水稻中分离出四种新的PMI基因，评估了他们的体外同功酶活性，并与EcPMI的同功酶活性比较。活性的植物PMI作为SMG分别构建在双元载体中，然后通过土壤杆菌转入水稻。在籼稻和粳稻中，我们的研究结果表明通过与EcPMI相似的模式，植物PMI可以选择和产生转基因植物。转基因植物表现出植物PMI转录累积和体内PMI活性增强。此外，使用植物PMI作为SMG成功将感兴趣的基因转入水稻。因此，从植物中分离出甘露糖选择的新SMG，我们的分析表明，编码活性酶的PMI可能在植物共有，可能在同源转基因工程中被用作遗传成分。

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发布时间: 2016-07-08

75. 将高粱的除草能力转给水稻

zhangyi8606

农业研究局（ARS）的科学家已经将高粱中发现的一种产生除草化合物的生化途径转移到水稻植株中。 高粱分泌的复合高粱酮有助于植物抗击杂草。它的效果如此之好以至于其他一些作物很难在高粱生长的田地里生长，给那些想在这些田地里轮作不同作物的种植者带来了问题。 位于密西西比州牛津的ARS天然产物利用研究组（NPURU）的科学家们正在研究高粱的除草特性是否可以转移到其他作物，如水稻，并用作生物除草剂。NPURU的分子生物学家Scott Baerson说，在其他作物上生产高粱酮可能使这些植物具有抗杂草和减少对合成除草剂依赖的能力。 Baerson说，在这项研究之前，关于合成高粱酮的基因一无所知。经过多年的研究，包括Baerson和分子生物学家Zhiqiang Pan在内的NPURU研究小组最近达到了一个里程碑，使他们能够将高粱酮化合物转移到水稻中。根据Pan和Baerson的说法，这项研究具有双重影响，其中一部分最近发表在New Phytologist上。生产高粱的水稻植株需要较少的除草剂来控制杂草。至少，天然化合物可以减少喷洒在粮食作物上的合成化学品的数量。其次，种植者将减少购买和应用化学药品，其花费是间接成本的主要部分。 此外，生产自身除草剂的作物可能更有效，从而增加农民和食品加工商的利润。Baerson补充说，最终，这些节约可以转移给消费者。 在早期的研究中，研究人员成功地增加了高粱酮，使高粱对杂草更具抗性，这将有助于高粱不与其他作物轮作的种植者。他们也阻止高粱植物生产高粱，这将有利于那些想用高粱与不同作物轮作的农民。 下一步是看看在实验室种植的水稻是否会随着生长产生高粱酮，并具有与高粱相同的除草能力。 ARS在这项技术上拥有五项专利。 农业研究局是美国农业部的主要科学研究机构。每天，ARS专注于解决影响美国的农业问题。投资农业研究的每一美元都会带来20美元的经济影响。

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发布时间: 2018-11-12

76. 北京基因组所等揭示猪早期胚胎发育的三维基因组学重编程规律

zhangyi8606

猪不仅是重要的经济家畜，在生物医学领域也有重要应用。生猪的育种中广泛应用了辅助生殖技术，包括体外受精技术、孤雌和孤雄生殖技术等。但与体外受精胚胎相比，孤雌和孤雄胚胎的存活率级低。这一存活率差异产生的机制目前还不清楚。深入理解这一机制不仅有助于增加商业化猪育种的产仔数，也将有利于生物医学研究中转基因猪模型的建立。哺乳动物早期胚胎发育过程中经历复杂的表观遗传信息的重编程。表观遗传信息的重编程其与胚胎的存活紧密关联。染色质三维结构是重要的表观遗传因素，与基因表达调控、发育及疾病等密切相关。然而猪的染色质三维结构及其在早期胚胎发育过程中的变化规律目前还是一个未知的领域。 近期，中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）张治华团队与中国农业科学院王彦芳团队及中国科学院动物研究所赵建国团队合作在Genome Biology期刊发表论文，构建了猪体细胞染色质三维结构图谱，追踪了猪早期胚胎发育过程染色质空间构象重编程过程，并比较了孤雌、孤雄胚胎与体外受精胚胎发育过程中染色质结构的异同，揭示了在猪早期胚胎发育过程中的重要染色质结构重编程特点。 该研究分析了猪体细胞染色质构象的特点并与小鼠进行了比较，发现猪染色质同样存在不同层次的折叠，包括染色质区室、拓扑相关结构域（TAD）、染色质环，并且在各个折叠层次上与小鼠染色质结构相对保守。研究人员对猪体外受精胚胎的不同发育阶段进行了研究，发现与小鼠类似，猪染色质空间构象（染色质区室、TAD）在早期胚胎阶段逐渐建立。但与小鼠相比，猪早期胚胎的染色质区室结构范围更大。猪早期胚胎中，大约有一半的基因组被超过10Mb的超大染色质结构域所覆盖（超级结构域）。超级结构域在猪中比例显著高于小鼠，提示可能是大型哺乳动物的一个染色质结构特点。研究人员比较了孤雌、孤雄胚胎与体外受精胚胎发育过程中染色质重编程的异同，发现孤雌、孤雄胚胎在合子基因组激活的4细胞时期存在特殊的染色质区室的解体过程。解体的染色质区室在桑葚胚时期被部分重建。三种胚胎TAD的建立同样存在差异，虽然在孤雌、孤雄胚胎中TAD也是逐渐建立的，但孤雌胚胎在各个发育阶段TAD结构都要比孤雄胚胎更加明显，研究人员在小鼠胚胎中发现了同样的趋势，母源来源的染色体比父源的染色体具有更显著的TAD结构。 这项研究表明，染色质结构重编程的速率可能在胚胎成功发育中起关键作用。研究成果为染色质结构的进化研究提供了资源，而且为提高猪的辅助生殖效率提供了参考。张治华与王彦芳为本文共同通讯作者。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项、科技部重点研发项目及国家自然科学基金委等的资助。

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发布时间: 2020-10-11

77. KeyGene公司授权威斯康辛大学使用其基因测序分型技术专利

dingqian

KeyGene公司和威斯康星大学麦迪逊分校宣布，双方签订了应用KeyGene公司基于基因测序分型技术(SBG)方法的服务许可协议。根据该协议，威斯康星大学麦迪逊分校的生物技术中心(UWBC)可在全世界范围内为其科研合作者及客户提供SBG服务。 SBG技术可快速、高效的研究各种生物体的遗传变异，目前已广泛应用于各个生物技术领域，其中包括作物改良、哺乳动物和微生物遗传学、种质鉴定及进化研究。KeyGene公司向全球的学术和商业组织均授权了其专利，以此保护一系列基于序列分析的非靶向遗传变异的方法，包括基因测序分型技术（SBG）、RAD测序（RADSeq）以及多种定向扩增方法。 目前，SBG技术已非常成熟，可在许多物种中开发并应用遗传标记。KeyGene公司的首席科学家米歇尔说：“威斯康辛大学是一个致力于创新的世界知名学府，KeyGene公司为斯康辛大学的生物技术中心可以加入SBG而感到自豪”。 斯康辛大学生物技术中心DNA测序研究室主任约书亚·海曼补充说：“斯康辛大学的生物技术中心（UWBC）很高兴能以KeyGene公司的SBG专利为其合作伙伴提供服务，以增进我们对作物、动物及更多模型物种基因变异的理解。”

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发布时间: 2018-01-22

78. 转基因棉花致使中国农药使用急剧下降

zhangyi8606

根据中国有史以来规模最大的关于Bt棉花使用影响的科学研究，由于采用了转基因棉花，中国已经经历了农药使用的大量和持续的减少。 虽然Bt只针对棉铃虫，但随后杀虫剂应用的减少允许自然捕食者进一步控制其他昆虫害虫，如蚜虫，这表明了更健康的生态系统对农民的好处。 然而，广谱杀虫剂喷洒的减少使一些害虫，尤其是盲蝽繁殖，给农民带来了新的问题。这意味着一些杀虫剂的使用仍在继续。 减少中国棉花种植中的杀虫剂是首要任务，因为中国是世界上最大的棉花生产国，使用的杀虫剂（以吨计的活性成分）是美国的四倍。 历史上，中国约三分之一的杀虫剂用于棉花，其中许多被世界卫生组织归类为极其危险的，每年造成400-500名农民死于杀虫剂中毒。 这项研究由国际食物政策研究所的张伟（音译）牵头，从1991年到2015年，在县级范围内研究了中国棉花害虫的严重程度和杀虫剂的使用情况。 与孟山都公司最初开发的印度和美国的Bt棉不同，中国的Bt棉产生于中国农业科学院的政府研究实验室。 它于1997年首次引荐给中国棉农，并于2012年在八个棉花种植省份全部采用。 正如预期的那样，棉铃虫的侵扰和使用杀虫剂喷雾量在1997年到2015年间急剧下降。控制蚜虫的农药喷雾剂使用量在那个时期也略有下降。 但是，杀虫剂的减少使用使得盲蝽在2000年之后迅速繁殖，导致杀虫剂的使用量部分回升。 然而，自2008年以来，喷雾量和虫害影响都呈现略有下降的趋势，这表明中国的棉花生产正在稳步减少对环境的破坏性。 作者们指出，他们的研究与Lu等人的发现是一致的，他于2012年在《自然》杂志发表的论文发现，得益于中国广泛采用Bt棉以及由此导致的杀虫剂使用减少，有益昆虫和节肢动物捕食者正在复苏。 作者总结说，由于“避险态度和缺乏知识”，尽管杀虫剂的财政成本很高，中国棉农可以减少更多的喷洒但没有这样做。 许多研究人员指出，这项最新的研究，发表在著名的同行评议杂志PNAS上，这表明，为满足减少农业中的杀虫剂需求，采用转基因Bt作物并不是杀手锏。 然而，这项研究确实增加了大量的科学数据，表明转基因作物——尽管不断受到环保主义批评家的攻击——可以通过帮助减少农药的使用，使农业更加可持续。

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发布时间: 2018-11-12

79. 用CAS9腺苷脱氨酶融合扩展水稻和小麦的基础编辑

zhangyi8606

植物中的核苷酸基编辑仅限于胞嘧啶到胸腺嘧啶的转化。在此，我们描述了一个新的植物腺嘌呤基本编辑器，其基于演化tRNA腺苷脱氨酶融合到镍酶CRISPR/Cas9，使得原生质体中A?T到G?C的转换频率高达7.5％，在再生水稻和小麦中为59.1％。通过引入功能增益点突变来直接产生耐除草剂的水稻植株，还成功地修饰了内源基因。有了这个新的腺嘌呤基本编辑系统，现在可以精确地编辑所有的碱基对，从而扩展了用于植物精确编辑的工具集。

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发布时间: 2018-10-15

80. 生殖细胞的需求

Zhao

与动物不同的是，植物并不保留生殖细胞。相反，生殖细胞的发育建立在体细胞谱系的需求之上。一些专家研究了小植物拟南芥中体细胞到生殖细胞的转变途径（参见Vielle Calzada的观点）。转录因子WUSCHEL（WUS）在胚珠的早期发育中是需要的。不久之后，通过细胞周期蛋白依赖激酶作用的三种抑制剂可以下调WUS转录抑制因子。这打开了减数分裂的门，同时限制了每个种子繁殖单位的数量。

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发布时间: 2017-05-25

81. 不同植物种花分生组织识别基因APETALA2（AP2）密码子的比较分析

zhangyi8606

花分生组织识别基因APETALA2（AP2）是A类基因之一，参与花分生组织的建立和萼片、花瓣的形成。密码子使用偏倚（CUB）可以识别物种间的差异，而碱基组成的动态分析可以识别特定基因的分子机制和进化关系。本研究利用GenBank数据库，从不同植物物种中筛选出八个AP2基因编码序列（CDS）。利用R软件计算了它们的核苷酸组成（GC含量）、遗传指数、相对同义密码子使用率（RSCU）和相对密码子使用偏倚（RCUB），比较了不同植物物种AP2基因密码子使用模式的密码子偏倚和碱基组成动态。结果表明，不同植物物种AP2基因密码子的使用受GC偏向的影响，尤其是GC3s。总的来说，碱基组成分析表明，不同植物AP2基因CDS中AT密码子在基因编码序列中的使用频率高于GC。此外，大多数AP2基因CDS以AT结束；AGA、GCU和UGU作为最主要密码子具有较高的RSCU值；苹果AP2基因密码子的使用特性与葡萄相似；白芍与牡丹相似；番茄与矮牵牛相似。不同植物物种对AP2基因密码子的使用有适度的偏好，从相对低的最佳密码子频率（Fop）值和较高的有效密码子数（ENC）值。本研究通过比较不同植物物种AP2基因密码子偏好性和碱基动力学，揭示了AP2基因密码子的使用特点，为进一步研究转基因工程和密码子优化提供了平台。

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发布时间: 2018-10-09

82. 水稻基因组编辑工具盒再添新成员

zhangyi8606

近日，中国农业科学院植物保护研究所周焕斌课题组、周雪平课题组和四川大学生命科学学院林宏辉课题组合作开发了一系列基于Cas9-NG的各种水稻基因组定点编辑工具，并成功用于水稻单基因敲除、多基因敲除、单碱基编辑（碱基对G·C和A·T的互换）以及靶基因转录激活调控。相关研究成果在线发表于《分子植物》（Molecular Plant）。 来源于化脓链球菌的Cas9核酸酶现已广泛应用于水稻基因组编辑，有效促进了水稻功能基因组学研究和分子育种进程。Cas9在进行基因编辑的过程中需要识别靶DNA序列3’端的保守PAM（前间区序列邻近继续）序列。由于Cas9主要识别NGG PAM序列，这极大限制了基因组范围内的靶DNA序列的选择，尤其是对于特定位点核苷酸进行单碱基编辑时，往往造成无合适PAM可用。扩展PAM识别序列，将有利于扩展水稻基因组编辑应用范围。 为此，该团队选用Cas9突变体xCas9和Cas9-NG对水稻基因组编辑技术进行了优化和扩展。研究发现，Cas9-NG编辑效果优于xCas9蛋白，并且将识别PAM序列由NGG简化为NG，此外还能识别NAC、NTG、NTT和NCG等PAM序列。 Cas9-NG在水稻上的成功应用，在一定程度上突破PAM识别序列的限制，将水稻基因组中的可编辑位点增加了8倍，众多之前无法进行碱基编辑的位点如今可进行操作，大大扩展了编辑范围。 周焕斌指出，该成果对于水稻基因功能解析和分子精准育种具有重要促进作用，加速实现水稻缺陷型基因的修饰矫正，有利于缩短水稻育种进程和延长现有优良品种的应用周期。 该研究得到了基金委自然科学基金、国家重点研发计划项目和中国农科院创新工程的资助。 相关论文链接：DOI：10.1016/j.molp.2019.03.010

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发布时间: 2019-12-11

83. 基因改造小鸡有望抑制禽流感

雷洁

　　近日，科学家将一种绿色荧光蛋白注入小鸡体内，使其在实验中更容易与其他鸟类区分开来。而且每只小鸡都进行了基因改造，通过追踪一个名为“decoy”的基因，科学家可以观察它们对禽流感病毒的易感程度。 该研究的目的是避免未来再次爆发与今年类似的禽流感。从去年12月以来，仅在美国就已有4800万只鸡和火鸡由于禽流感而病死或被杀死。 为了对这些小鸡进行基因改造，研究者将decoy基因注射到新生鸡蛋内的一团细胞中。这些鸡蛋孵化出来的小鸡便携带着decoy基因，并能够将该基因传递给后代。与decoy基因一同被注射进细胞内的还有荧光蛋白，使小鸡在紫外光下能发出荧光。 当这些改造过的小鸡与禽流感病毒接触时，它们的遗传密码会按科学家的设计，使病毒复制decoy基因，从而抑制病毒的增殖。在一项研究中，科学家将16只受到感染的小鸡、16只正常小鸡和16只基因改造过的小鸡放在一起。 结果发现，这些改造过的小鸡受感染的概率更低，而且染病过程比普通的小鸡更慢。研究者希望能通过两种方式阻断禽流感的传播，一是在鸡生蛋时阻断最初的感染；二是在鸡感染病毒之后，避免它们将病毒传播给其他同类。目前，这些基因改造的小鸡还不能被养育长大，除非它们被批准可以商业化养殖。 20世纪初，禽流感第一次被兽医注意到。科学家认为，落到农场上的野鸭排泄物和羽毛，是美国禽流感爆发的原因之一。人类也可以通过靴子和卡车传播禽流感病毒。绝大多数禽流感病毒并不会感染人类，但是一些变体如甲型H5N1和甲型H7N9会造成严重的人间感染，症状包括发烧、喉咙疼痛和咳嗽。甲型H5N1是最致命的禽流感病毒，有50%的感染者死亡。 鸡在感染禽流感之后可能不会出现任何症状就死亡，不过通常来说，受感染的鸟类会突然出现眼睛和耳垂肿胀的情况。

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发布时间: 2015-09-16

84. 科学解密转基因：转基因是向大自然学习的结果

zhangyi8606

主持人：大家好，这里是山西省农村科技函授大学《农村微课堂》，今天来到我们演播室的是山西省农业科学院生物技术研究中心研究员孙毅老师，孙老师，您好！ 孙老师：主持人好，大家好！ 主持人：很多人都认为转基因食品是人工制造，那我们今天就请孙老师，来给大家深度来分析一下，这样的说法合理吗？ 孙老师：实际上的话就是，我们到目前为止的话，我们所有吃的食品没有一样，是纯天然的，都经过人为的改良，像我们吃的蔬菜水果、农作物等等。都是经过几千年的人为的选择和改良，否则的话它不可能有，今天这样的那么高的产量。实际上有些崇尚纯天然，你要说纯天然的话就是完全，从定义上应该是完全没有经过任何人工的雕琢的，这种产品才叫纯天然。 但是生物进化的话，到今天为止，根本就没有任何纯天然的了像我们生物之所以能够进化到今天，也是在历史上，在生物进化的历史上，经过了数次的转基因，你像动物当中的线粒体，还有植物当中的线粒体和叶绿体，都是从其它的种整个基因组都转过来了，而转基因推动了生物的进化，像我们现在的很多的农作物，在它的进化史上也经过了多次天然的转基因，那个转基因的话，有些是整个基因组转移过来了，像小麦，小麦我们通常说是六倍体，它是由三个野生种杂交了以后，把它的整个基因组结合起来以后形成的，油菜也是这样，像油菜，棉花，甘蔗都是，香蕉，马铃薯，红薯，红薯据现在的研究的话它是一个天然的转基因作物。 就是我们现在你看到那个红薯，它实际上是叫块根，就是说红薯的那个根，它在进化的历史上被某种细菌把它侵染了，侵染了以后就造成了，它实际上是红薯这个植物自己产生瘤子，用我们现在的话说，然后的话就是说是以后这种性状固定下来，就是通过细菌的侵染，然后我们人类一有发现，像这个红薯它这个瘤子的话，其实对于我们人类来说的话是一个美食，所以的话，实际上我们这个转基因技术不是人为创造的，是我们通过研究大自然当中的自然现象，从大自然当中学来的，所以的话就是说是，转基因技术根本不像有些人说的，那么可怕，纯粹是人类向大自然学习的结果。 主持人：转基因食品往往会被大家妖魔化，刚刚孙老师也讲了，转基因这个生物工程技术，其实是我们向大自然学来的，它并不是我们人工自己来创造的，好了以上就是我们今天节目的全部内容，感谢您收看，我们下期节目再会！ 来源：指尖上的科普

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发布时间: 2019-12-30

85. 遗传发育所在水稻苗期耐冷基因挖掘和调控机制研究中获进展

季雪婧

    水稻是重要的粮食作物，对冷胁迫敏感。苗期遇到低温天气，稻苗会发生生长迟缓、黄化甚至死苗，引起水稻减产。提高水稻苗期耐冷能力，对于减少水稻苗期冷害损失、推广水稻直播种植具有重要意义。水稻耐低温胁迫是复杂的数量性状，受多基因调控，目前已克隆且有功能鉴定的苗期耐冷基因有限。因此，挖掘新的水稻耐冷调控基因并解析其耐冷机理，将为水稻耐冷育种提供帮助。     中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓风团队在水稻耐冷基因鉴定和耐冷机理研究中取得了新进展。该团队此前鉴定到一个水稻苗期低温敏感白化突变体ospus1。OsPUS1编码一个定位于叶绿体的假尿苷合成酶，其突变影响叶绿体核糖体生物合成，导致低温下体内超氧根阴离子（Superoxide, O2?-）的累积和叶片白化。该研究通过EMS化学诱变筛选得到一个ospus1抑制子，其编码一个定位于线粒体的PPR（pentatricopeptide repeat protein）蛋白。该PPR蛋白突变造成线粒体基因nad4、nad5转录本的内含子剪切异常，同时，降低nad2、nad6和rps4转录本的RNA编辑效率，导致线粒体复合体I活性降低。线粒体电子传递链复合体I是细胞产生O2?-的主要部位，其活性降低使得O2?-的产生减少，并恢复了叶绿体突变引起的低温白化表型。过表达不同细胞器定位的超氧化物歧化酶（SOD）不同程度的恢复了ospus1突变体中O2?-的累积及突变体低温白化表型，其中线粒体定位的Mn-SOD恢复得最好。这表明线粒体产生的O2?-的累积是引起ospus1低温白化的原因，在水稻冷响应过程中发挥重要作用。进一步，研究在不同早籼稻中敲除该线粒体PPR蛋白编码基因，降低了冷胁迫条件下O2?-的累积，从而增加了耐冷性。     该成果证明了线粒体产生的O2?-在冷响应过程中的调控作用，并鉴定到一个线粒体O2?-的调控因子，为水稻耐冷育种提供了遗传资源。该研究通过创制低温敏感叶色突变体ospus1的抑制子，获得了一个耐冷基因，表明利用水稻低温敏感叶色突变体筛选不同抑制子，可作为挖掘不同程度耐冷基因的新思路。此外，该研究中的一个线粒体蛋白的突变能够恢复由叶绿体突变引起的低温白化表型，暗示叶绿体和线粒体之间的交流可能通过调控线粒体的O2?-从而在水稻冷响应过程中发挥功能。

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发布时间: 2023-11-10

86. 转基因甜菜革新了产业

zhangyi8606

种植者表示，草甘膦耐受品种使作物管理更有效，并降低了作物对环境的影响。 艾伯塔甜菜种植者在10年前草甘膦品种首次上市时就接受了这一品种。他们从来没有回头看。 这项技术革新了农作物管理，种植者说它还减少了生产劳动密集型农作物对环境的影响。 “我们种植耐草甘膦甜菜已经九年了，”艾伯塔甜菜种植者公司副总裁Gary Vucurevich在10月23日参观他的甜菜田时说。 “这对我们农民来说是一个巨大的好处，不仅在杂草控制方面，而且它消除了许多与甜菜有关的工作。” 在艾伯塔早期的作物史上，甜菜田地经常通过一群工作人员的手工收割来达到目的。在过去几年中，除草剂变得广泛可用，但它们有局限性。 “随着化学除草的到来，我们可以消除手头劳动，但是用来喷洒甜菜的化学物质实际上对作物非常有害。他们把作物收割回来，实际上并没有很好地控制杂草。”Vucurevich说。 “这需要用4到6次不同的除草剂混配来控制杂草，这样我们就能合理地杂草控制，但是这不是很好。” 种植者将继续进行行间耕作，这种田间耕作在生长季节通常需要两到三次。 当转基因Roundup Ready甜菜品种被批准使用时，种植者全部开始使用。几乎所有生长在艾伯塔南部的甜菜都具有草甘膦耐受性。 Vucurevich说：“这确实减少了对燃料使用、劳动力等所有这些东西的影响。我们现在可以用广播喷雾机喷洒甜菜。我们通常可以在两个和四个Roundup应用程序之间逃脱。我们的杂草控制通常很出色。对于艾伯塔省的农民和北美几乎所有的甜菜种植者来说，这已经是一个游戏改变者。” 他补充说，每英亩使用的化学药品更少，草甘膦本身的危害也比过去使用的除草剂小，另外也节约燃料和水。 “我们消耗更少的燃料，用更少的能量生产农作物。这样我们就更有效率了，“Vucurevich说。 “这也能让我们使用更少的水。我们可以做出更及时的灌溉申请，因为我们没有试图努力协调我们正在做的杂草控制。” 与其他转基因作物一样，这项技术也并非没有争议。美国首先引入Roundup Ready甜菜，在解除管制后，2009年的一场诉讼导致了进一步的环境评估。这使得美国种植者受到某些限制，这些限制最终在2012年被取消。 爱达荷大学2018年的一项研究表明，甜菜“可以说是最适合GR（抗草甘膦）技术的作物之一”，因为其他除草剂没有那么有效，甜菜需要长时间的轮作，它们的基因流动可以忽略不计，因为它们是两年生植物，在开花前收获，并且因为加工降解甜菜DNA。 研究摘要说：“研究表明，加工过的GR甜菜糖与非GR甜菜糖以及蔗糖相同。” 10月初，由于降雪，南艾伯塔的甜菜收获被推迟。 ASBG总统Arnie Bergen-Henengouwen说，作物不如去年好，但迄今为止每英亩产量约为30吨，含糖量接近19.25%。

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发布时间: 2018-11-30

87. 突破性CRISPR新技术

雷洁

来自麻省大学医学院的科学家开发出了一项利用CRISPR/Cas9的新技术：CRISPRainbow，它使得研究人员能够在活细胞中标记和追踪7个不同的基因组位点。这一标记系统将成为实时研究基因组结构的一个宝贵的工具。 当前的一些技术最多只能在活细胞中一次追踪三个基因组位点。标记更多的位点要求通过用甲醛来浸泡细胞固定它们，因此这会杀死细胞，使得无法观察染色体结构响应刺激或随时间推移发生的改变。 为了克服这一技术障碍，马涵慧转向了CRISPR/Cas9。为了利用CRISPR/Cas9复合物沿着基因组标记出特异的位点，马涵慧和同事们构建出了一种突变使得Cas9核酸酶失活，因此它只能结合DNA而无法切割基因组。在失活后，CRISPR/Cas9元件借助于研究人员编程的向导RNA送到基因组上的特异位点。 为了在CRISPR/Cas9复合物结合基因组后能够看到和追踪它，马涵慧设计向导RNA结合了红、绿、蓝三种原色荧光蛋白其中的一种。随后可以在显微镜下实时观察和追踪到这些蛋白。通过将第二种荧光蛋白附着到向导RNA上，马涵慧组合三种原色生成了另外三种蓝绿色、洋红色和黄色的标记。组合所有三种原色则可获得第7种白色的标记。

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发布时间: 2016-04-28

88. 加拿大转基因作物商业化进程

zhangyi8606

加拿大是与美国同步最早开始商业化种植转基因作物的5个国家之一，1996年开始种植转基因玉米和油菜，1997年开始种植转基因大豆，2011年开始种植转基因甜菜，另外还种植转基因苜蓿、马铃薯和苹果。 加拿大在2002年之前是全球第3大转基因作物种植国，2003年被巴西超越，此后一直是全球第4大转基因作物种植国，仅次于美国、巴西和阿根廷。2017年加拿大转基因作物种植面积达1254万公顷，约占全球1.898亿公顷转基因作物的7%。 加拿大转基因作物种植面积基本上是逐年增加，2018年是2007年的2.064倍。 加拿大种植的转基因作物以油菜为主，其次是大豆，再次是玉米，其他作物转基因面积很小。 在2018年1224万公顷转基因作物中，油菜达874万公顷，占71.4%；大豆212万公顷，占17.3%；玉米137万公顷，占11.2%。 油菜是加拿大的第一大转基因作物。自1996年首次商业化种植以来，转基因油菜面积越来越大，至2018年转基因油菜达874万公顷，占加拿大油菜总面积920万公顷的95%。随着转基因油菜的普及，加拿大的油菜面积也不断增加，从2007年的596万公顷增加到2018年的920万公顷，12年间增加54.4%。 大豆是加拿大的第二大转基因作物。自1997年首次商业化种植以来，转基因大豆面积越来越大，至2018年转基因大豆达212万公顷，占大豆总面积256万公顷的82.8%。随着转基因大豆的普及，加拿大的大豆面积也不断增加，从2007年的118万公顷增加到2018年的256万公顷，12年间增加116.9%。转基因大豆的普及率不断提高，2018年达82.8%。 玉米是加拿大的第三大转基因作物。自1996年首次商业化种植以来，转基因玉米面积越来越大，至2018年转基因玉米达137万公顷，占玉米总面积147万公顷的93.2%。与油菜、大豆不同，转基因玉米的普及并未促进加拿大玉米面积的大幅增加，2007年玉米面积129万公顷，2018年为147万公顷，增加趋势不明显。转基因玉米的普及率不断提高，2018年达93.2%。 综上所述，加拿大是全球转基因作物商业化的重要推手之一，特别是转基因油菜居世界第一，油菜、玉米的转基因普及率均在90%以上，大豆普及率也在80%以上。转基因油菜和大豆的普及，还促进了加拿大油菜、大豆产业的发展，种植面积不断增加。

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发布时间: 2019-12-09

89. 转基因棉花GHB614 × LLCotton25 × MON 15985对食品和饲料用途的评估，在法规（EC）NO 1829/2003（应用EFSA‐GMO‐NL‐2011‐94）

zhangyi8606

采用常规杂交方法，将GHB614、LLCotton25、MON 15985三个单株棉品种组合在一起，生产出GHB614×LLCotton25×MON 15985三株叠加型棉花。EFSA转基因小组此前评估了三个单株，没有确定安全问题。没有新的单株数据可能导致修改原来对他们确定安全的结论。从分子特征、农艺性状、表型特征和组成特征来看，三株叠加棉的单株和新表达的蛋白质的结合没有引起食品和饲料安全或营养问题。来自棉花GHB614×LLCotton25×MON 15985的食品和饲料预期具有与非转基因比较物相同的营养影响。在GHB614×LLCotton25×MON 15985棉籽意外释放到环境中的情况下，这种三株叠加棉不会引起环境安全问题。后市环境监测计划和报告间隔与GHB614×LLCotton25×MON 15985的预期用途一致。总之，转基因专家小组认为，如本申请中所述，棉花GHB614×LLCotton25×MON 15985在人和动物健康和环境的潜在影响方面与非转基因比较物一样安全。

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发布时间: 2018-10-09

90. 中国科学家发现在盐渍土中增加水稻产量的基因

zhangyi8606

中国科学家发现了一种基因，有助于减少土壤盐渍化对水稻产量的影响。 根据湖南大学和中国科学院上海生物科学研究所的研究，这种名为STRK1的基因对于减少高盐渗透造成的危害和提高水稻的耐盐性至关重要。 Liu Xuanming教授和Lin Jianzhong教授领导的研究小组的成果发表在最新一期的《植物细胞》杂志上。 耕地盐渍化影响粮食作物的生长，威胁粮食安全。世界上有9亿5000万公顷的盐碱地，其中中国有1亿公顷。世界上大约20%的灌溉农田因全球变暖而盐渍化，导致作物产量低下。 水稻是中国主要的粮食作物，但易受高盐环境的影响。研究小组已经研究了如何提高水稻耐盐性近五年。 “这项研究结果有助于提高盐碱地水稻产量，为育种相关研究奠定基础。”Lin说。

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发布时间: 2018-10-09

91. 转基因植物新材料育种价值评估

zhangyi8606

作者：姜奇彦 胡正 孙现军 张辉 （中国农业科学院作物科学研究所） 引言 当前，以转基因育种为代表的生物育种技术发展迅猛，正在推动常规育种全面升级，引领育种产业发生重大变革。从研发进展来看，从基因克隆到新品种培育就像一个金字塔，众多实验室开展了基因克隆、功能分析及优异基因挖掘的研究工作，组成了转基因育种的重要基石。优异基因的遗传转化、转基因材料的创制和目标性状的功能效率评价，作为转基因育种的一个重要阶段承上启下。之后优异的转基因材料从实验室走向田间，完成小、中、大规模的中间试验、环境释放、生产性试验阶段，经受住严格的安全性评价，包括食品安全和环境安全，然后才可以申报安全证书。走到这一阶段的材料可以说是凤毛麟角了。但随着我国转基因研究成果的不断涌现，取得生物安全证书后的转基因植物是否可以作为种质资源利用，进入育种程序，它们的育种利用价值如何，还需要深入评估，才可以不断缩小克隆的基因与育种利用之间的差距，加速转基因作物新品种培育的育种进程。 顾名思义，育种价值评估就是对转基因材料进行育种利用价值进行评估，具体包括功能基因知识产权分析，育种利用价值评估，以及转基因新材料保存及育种价值评估信息管理等几个方面。 功能基因知识产权分析 转基因新材料育种价值评估和知识产权分析有什么关系呢？在世界各国加快培育生物产业、抢占生物经济发展先机的激烈竞争中，知识产权成为占领生物技术制高点，圈占世界生物遗传资源的有力工具。据不完全统计，主要发达国家和国际生物技术公司在农业生物技术领域部署的专利、品种权等知识产权数量估计在30万件以上。与跨国种业巨头相比，国内研究机构在知识产权拥有量，特别是核心功能基因的专利数量与质量上还存在较大差距，很容易陷入跨国公司的知识产权陷阱，从粮种源头丧失保障国家粮食安全的能力。面对发达国家远谋深虑的知识产权布阵设防，必须对我国重要性状基因的知识产权进行科学系统的分析，通过掌握这些重要功能基因在全球知识产权保护的范围、重点及趋势，设计出我国转基因农作物新品种培育、转基因育种成果产业化的合理发展路径，才能有效突破发达国家的专利封锁与围剿，培育出具有自主知识产权的功能基因和生物新品种，这样的转基因新材料才具有更高的自主创新性和更大的育种利用价值。 知识产权的分析包括很多方面，如转基因技术，克隆的基因，甚至包括转基因过程中用到的一些载体、菌株、启动子等。主要通过专利广泛检索获取原始数据，然后进行数据处理、分析和解读，进行知识产权分析，最终为我国的转基因事件提出规避专利纠纷的建议策略。如日本烟草公司（Japan Tobacco INC）建立的农杆菌介导的小麦遗传转化新技术的转化效率高达40%，给小麦功能基因的研究带来了革命性的发展机遇。如果使用该技术，需要从日本烟草公司购买该项专利技术的使用权，并签订相关的规范性文件。而遗传转化过程中用到的载体如pCambia3301、菌株如LBA4404和ubiquitin启动子都是在生物学研究常用的，不受专利保护。采用具有独立自主知识产权的愈伤组织特异性表达的启动子CP代替35S/Ubi来启动选择性标记基因的表达，可以回避因Monsanto公司持有35S启动子而可能产生的专利权纠纷。 转基因植物新材料育种价值评估 转基因生物育种是一项系统科学工程，包含基因克隆、遗传转化、转基因材料创制、新品种培育、产业化推广应用等环节。例如在杜邦先锋种业公司，将转基因生物技术发展归纳为七个阶段（A到G），包含A（New ideas）、B（Evaluate genetic approaches）、C（Optimize gene construct）、D（Create commercial event）、E（Commercial event to regulatory）、F（Breeding and testing）、G（Sell product），其中将E具有育种利用价值的“最佳转化事件”定为最重要的阶段。在我国也在不断加强基因和育种材料的利用价值评估工作，目的是筛选具有重要应用前景的基因和材料，并快速应用于新品种研发。 转基因植物新材料的育种价值评估主要针对目标性状，如抗病虫、抗逆、高产、优质等等。首先明确目标性状的鉴定技术，制定或完善转基因植物目标性状鉴定技术规范或技术标准，利用这些规范或标准对转基因植物新材料的育种利用价值开展综合评估，最终筛选出有重大育种价值的基因和转基因作物育种新材料，应用于转基因生物育种。 对于重大育种价值基因针对不同性状，我国也有初步的判定标准。总体来讲，转基因或分子标记辅助育种研究结果表明重大育种价值基因应该对目标生物的重要经济性状具有显著改良效果，但对其他性状无不良影响。具体举例来讲，如抗棉铃虫性状，参考国家现有棉铃虫抗性标准，抗性达1级以上；如小麦各类抗病性状，抗性达1级以上；如植物抗逆性状，在半致死剂量逆境条件下，与对照相比，转基因作物存活率提高10%以上；在正常环境下，对作物生长发育没有显著负面影响；抗除草剂性状，抗草甘瞵EPSP合酶基因，可以耐受4倍生产上使用剂量的草甘膦，抗草甘瞵N-乙酰转移酶基因，可以耐受4倍生产上使用剂量的草甘膦；作物高产性状，通过转基因或分子标记辅助选择在作物中进行了基因功能验证，提高作物产量5%以上；作物品质性状，极显著改进外观品质，如籽粒外观、加工品质、食味、营养价值等性状，极显著改进度量品质，如纤维长度、强度、细度；作物蛋白质、淀粉、油分、油酸和不饱和脂肪酸、赖氨酸、含硫氨基酸等性状，性状值提高5%以上。养分高效性状，能明显提高养分的吸收或利用效率，与对照相比，在产量不变的前提下，能减少5%-10%氮、磷或钾肥的用量，或在同等施肥条件下，产量比对照提高5%以上；光能高效性状，能明显提高目标作物的光能吸收或利用效率，与对照相比，光能利用效率或抗光氧化能力提高5%以上，或生物量/产量比对照提高5%以上。 对于转基因育种新材料需要具备目标性状表现突出、重要经济性状表现稳定的特点。举例来讲，抗白叶枯病转基因水稻，抗白叶枯病效果达到高抗。鉴定标准参照国际水稻研究所9级分级标准。耐盐转基因水稻，耐盐效果达到中抗以上，鉴定标准参照国际水稻研究所制定的9级分级标准制定。高产转基因水稻，与受体对照品种比较，产量增加10%以上；与区试对照品种比较，产量增加5%以上。抗逆转基因小麦，抗旱性达到极强或强水平，鉴定方法参照2008年农业部颁布实施的“小麦抗旱性鉴定评价技术规范”（GB/T 21127—2007）。高产转基因玉米，东北春玉米区，与受体对照品种比较，产量增加8%以上，与区试对照品种比较，产量增加6%以上；黄淮海夏玉米区，与受体对照品种比较，产量增加5%以上，与区试对照品种比较，产量增加3%以上；西南山地玉米区：与受体对照品种比较，产量增加10%以上；与区试对照品种比较，产量增加5%以上。针对不同的作物，不同的性状，都有各自初步的判定标准。 转基因新材料保存及育种价值评估信息管理 完成了对自主创新的新基因或转基因新材料的目标性状的评价似乎就完成了转基因作物育种价值评估过程。但从长远来讲，这些新材料的保存及信息、材料的共享利用，对于转基因材料在作物育种中的安全、广泛应用也很重要。 我国已建立了国家农作物种质资源库和保存中心，长期保存各类农作物基因资源39万余份，建立了农作物基因资源信息系统和农作物基因资源共享平台。国家种质库未针对转基因材料建立专门的保存设施，尚无转基因材料保存的相关技术标准，在保存手段上相对单一，不能较好地满足转基因材料的保存需求；现有的基因资源信息系统也未制定基因和转基因材料的相关数据标准，转基因材料的信息尚未进入基因信息数据库中，基因和转基因材料的信息，尤其是育种价值评估信息的共享几乎是空白，严重影响了转基因材料的深入和持续利用。许多转基因新材料未纳入国家种质资源保存体系，导致转基因材料分散于各研究单位或专家手中，不利于转基因材料的长期保存和利用，也容易引起潜在的基因污染。因此，迫切需要在国家农作物种质资源库的基础上建立转基因材料的国家管理和保存体系，对转基因材料进行集中编目、接收、检测、保存和分发利用，并建立基因和转基因新材料的数据库，开发信息管理系统，实施跟踪管理，并实现新材料与信息的社会共享。对转基因作物育种价值评估的范畴也应该包括对转基因材料保存的安全性、基因和转基因信息数据库的完善度、信息及材料共享利用的可行性等进行评估，为转基因材料在作物育种中的安全、广泛应用提供重要的保障。 当然，随着各种类型的转基因新材料的不断涌现，转基因新材料在作物育种应用中各种新问题的出现，以及育种家对转基因新材料应用的各种新要求的提出等，对转基因植物育种价值评估的内容及标准也会不断完善和更新，确保转基因新材料在未来转基因生物育种中发挥更重要的作用。

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发布时间: 2020-10-11

92. 解析种间渐渗介导的基因表达调控扰动影响纤维品质形成的遗传机制

季雪婧

    为了挖掘基因组变异与纤维品质之间的联系，研究鉴定了36个与纤维品质性状相关的QTL。进一步整合eQTL和QTL结果，发现34个QTL中的部分基因能够与不同时期的eQTL共定位。随后，对所有共定位基因在亲本和渐渗系间的表达变化进行表征，构建了群体中渐渗片段的调控分歧模型，揭示了海岛棉基因组片段在陆地棉纤维品质改良中的作用。此外，通过转录组分析，作者挖掘到一个在纤维中表达量存在显著差异的基因GhFLAP1（encodes a fluctuating light acclimation protein，波动光适应蛋白）。随后分析该基因在两个亲本中的序列变异，发现在Emian22的基因区插入了3,639 bp的序列。创制GhFLAP1基因的敲除突变体，并进行纤维品质鉴定，发现与野生型相比，突变体的纤维长度显著降低。     综上所述，该研究提供了大量关于基因组片段和纤维品质之间的遗传调控信息，对于优质棉纤维育种具有重要的参考价值，并有助于加快棉花新品种培育。基因渐渗片段的调控效应分析为研究基因渐渗对其他物种表型变异的贡献提供了重要依据。     华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室和湖北洪山实验室的王茂军教授、张献龙院士和美国爱荷华州立大学的Jonathan F. Wendel院士为该论文的共同通讯作者，华中农业大学已毕业博士生陈鑫媛、博士生胡修宝和已毕业博士生李果为该论文的共同第一作者。华中农业大学的章元明教授、林忠旭教授和美国爱荷华州立大学的Corrinne E. Grover等也参与了本项研究。该研究中的田间实验在黄冈市农业科学院棉麦研究所李蔚团队的实验站完成。

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发布时间: 2024-10-28

93. 抗植物病毒先导化合物研究中取得新进展

季雪婧

    植物在长期进化过程中，形成了针对害虫和病原微生物的防御体系，探索其化学本质，就有可能发现和研制出靶点更加精准、高效、无毒副作用的先导化合物和新型绿色农药。中国科学院昆明植物研究所郝小江研究员带领的研究团队，20余年来，一直从事具有化学防御功能的植物天然产物的发现及其作用机制研究。     孕甾烷C21甾体是该专题组首次发现的抗烟草花叶病毒(TMV)先导化合物(PNAS,2007,104 (19),8083–8088)。然而，孕甾烷C21甾体的结构修饰以及修饰后化合物的结构-活性关系(SAR)及作用机制尚未得到评估。为此，该研究设计并合成了一系列glaucogenin A和C衍生物。活性测定显示，大多数新设计的衍生物其抗病毒活性以钝化为主，其钝化活性显著优于一线农药宁南霉素。SAR分析进一步揭示了3位的取代以及C-5/C-6和C-13/C-18的双键对于维持高抗TMV活性至关重要。此外，这些衍生物不仅降低了TMV外壳蛋白?(TMV-CP)?基因转录和TMV-CP蛋白表达水平，还下调了热休克蛋白NtHsp70-1和NtHsp70-061的表达。随后的分子对接实验表明，衍生物还可与TMV外壳蛋白相互作用，干扰病毒组装。该项研究阐明了孕甾烷C21甾体抗烟草花叶病毒功能是以钝化为主，并可通过多种途径发挥其抗TMV功能。其结果为靶标寻找，以及设计、合成新的候选农药奠定了基础。     目前，研究成果以Design,?Synthesis,?Anti-TMV?Activity,?and?Structure?Activity Relationships?of?Seco-pregnane?C21?Steroids?and?Their?Derivatives为题以封面文章形式发表在Journal of Agriculture and Food Chemistry。专题组毕业的博士生晏英（现为贵州医科大学副教授）以及贵州医科大学的唐攀为共同第一作者，中国科学院昆明植物研究所郝小江研究员、邸迎彤研究员、贵州医科大学汤磊教授为共同通讯作者。

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发布时间: 2024-10-29

94. 土壤耐受重金属毒害关键基因被发现

雷洁

土壤重金属污染是全球性的重要环境问题之一，被污染土壤中的重金属可被农作物吸收进入食物链，严重影响食品安全并危及人类健康。植物修复基因工程是解决土壤重金属污染的重要途径之一，其中，寻找和发掘耐受重金属毒害且调控重金属超量积累的关键基因并阐明其作用机理，是植物修复基因工程获得成功并从源头上控制农产品食品安全的关键。 该研究利用正向遗传学途径筛选鉴定了一个拟南芥耐镉突变体，利用生物技术克隆了相应的突变基因，发现该基因编码一个转录因子ZAT6，它可以特异性地直接结合到控制谷胱甘肽，即植物螯合素的合成前体物，合成的一个关键基因的启动子上，并协调激活谷胱甘肽依赖的植物螯合素合成途径上的相关基因表达，从而增加植株体内植物螯合素的合成，最终提高植株对镉的积累和耐受。 “因此，可利用过量表达ZAT6转基因技术增加植物对镉的积累和耐受性，为土壤重金属污染植物修复基因工程提供了新的基因资源和技术途径。”曹树青说，该基因及其在土壤镉污染修复中应用已获得自主知识产权，可在其他生物量大的植物上推广并产业化利用。

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发布时间: 2016-04-28

95. 盐碱地水稻“逆”生长基因破译

zhangyi8606

在耕地资源日趋紧张的背景下，如何将盐碱地变高产粮田，成为当下农业科学家研究的热点方向之一。1日，记者从湖南大学获悉，该校刘选明教授研究团队破译出一个能降低土地盐碱化对水稻产量影响的新基因STRK1，并揭示了其分子作用机制，为进一步解析植物耐盐的分子机制奠定了重要基础，并提供了耐盐特征性分子标记。成果日前发表于国际植物学期刊《植物细胞》，并被该杂志作为亮点推荐，认为有望为水稻耐盐品种选育提供理论指导和技术支持。 据悉，目前全球有9.5亿公顷盐碱地，其中我国约有1亿公顷。同时，因气候变暖等因素，还有约20%的灌溉农田面积被盐碱化，影响作物产量。“对付”盐碱地，成难题。想要在盐碱地种水稻并高产，则更为困难。团队成员林建中副教授介绍，水稻尤喜甜土性，这使其易受高盐环境产生的高渗透影响，进而导致水稻减产或死亡。要让水稻在此环境中“逆”生长，必须提高水稻耐盐性。 团队经近5年研究，成功筛选、鉴定出一个可提高水稻耐盐性的基因STRK1。其转基因株系在正常条件下与普通水稻无区别，但在高盐渗透条件下，却能明显提高水稻耐盐性和产量。团队还进一步探究了该基因提高水稻耐盐性的分子机制，发现其在受高盐渗透后可发生自磷酸化，并通过磷酸化与其相互作用的过氧化氢酶C的210位的酪氨酸残基，显著提高过氧化氢酶活性，从而将过量有害的过氧化氢分解为水和氧气，降低高盐渗透造成的伤害。

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发布时间: 2019-12-09

96. 青藏高原不同生态环境导致的六棱裸大麦变种的基因结构研究

dingqian

基因隔离是由种群自然生境内或两生境之间的地理距离和生态特征决定的。在所有谷类作物中，大麦最适合生长在青藏高原(QTP)。本研究的目的是探寻大麦的基因结构与生态地理因子的变异相关性。利用多样性序列芯片技术(DArT)，对生活在青藏高原（QTP）不同生态条件下的230个六棱裸大麦叶片进行了基因分型，并以此确认了与地理分布相关的两个种群及4个亚种群。研究表明，种群结构可能与该种群所处的海拔高度相关，而温度和降雨量对亚种群结构的的影响更为显著。在22个离群位点中，9个被鉴定为阳性，这可能与种群对局部环境的适应有关。研究中，我们还观测到某些生态地理因子与特定DArT位点等位基因频率之间的相关性。与适应性相关的DArT标记物的鉴别有利于开发新的种质，并为大麦改良提供相应的变异来源。

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发布时间: 2018-01-29

97. 小麦的干旱响应转录因子WRKY的TaWRKY1和TaWRKY33基因赋予拟南芥抗旱性和抗热性

丁倩

背景 干旱胁迫是造成农作物损失的主要原因之一。作为最大转录因子家族之一的WRKY转录因子，在许多植物的生理过程调节中起重要作用，包括干旱胁迫响应。然而，关于三大主要粮食作物之一的小麦的干旱响应WRKY基因信息很少。 结果 比较小麦转录组测序数据（无论是否进行干旱处理），鉴定出48个干旱诱导WRKY基因，并对挑选的TaWRKY1和TaWRKY33作进一步研究。亚细胞定位分析表明TaWRKY1和TaWRKY33定位在小麦叶肉原生质核。发现TaWRKY1和TaWRKY33的启动子中存在许多非生物胁迫相关元素。定量实时PCR分析表明，TaWRKY1在高温和脱落酸条件下表达上调，低温下调。TaWRKY33参与温度、脱落酸和茉莉酸甲酯响应。在多种胁迫下的拟南芥中，TaWRKY1和TaWRKY33的超表达激活多个胁迫相关的下游基因，提高发芽率，促进根系生长。在脱水条件下，TaWRKY33转基因拟南芥还表现出失水率低于TaWRKY1转基因拟南芥和野生型拟南芥。最重要的是，TaWRKY33转基因株系抗热性能增强。 结论 功能作用突出WRKY在胁迫响应中的重要性。

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发布时间: 2016-07-04

98. 厦门大学在水稻籽粒大小和耐冷性调控研究方面取得重大进展

zhangyi8606

2019年4月25日，国际著名学术期刊《Journal of Experimental Botany》在线发表了厦门大学生命科学学院水稻遗传育种组王侯聪教授团队题为“A Missense Mutation in LGS1 Increases Grain Size and Enhances Cold Tolerance in Rice ”的研究论文，在水稻籽粒大小和耐冷性调控研究方面取得重大进展。 水稻（Oryza sativa L.）是我国乃至全世界*重要的粮食作物之一，全球一半以上的人口以稻米为主要食物来源，据不完全统计，全世界有100多个国家种植水稻，栽种面积巨大，其中90%左右集中在亚洲的东亚、东南亚、南亚地区。中国水稻播种面积占全国粮食作物的1/4，而产量则占到一半以上，我国有高达60%的人口以水稻为主食，是世界上*的稻米生产国和消费国。随着世界人口的增长、耕地面积的有限性、全球气候变化频繁，水稻生产面临着严峻挑战，提高水稻产量和改善稻米品质是水稻遗传育种研究的永恒主题。粒形由粒长、粒宽、粒厚及千粒重组成，是影响水稻产量和稻米品质的主要农艺性状之一，是衡量稻米外观品质的重要指标。 近日，厦门大学在水稻籽粒大小和耐冷性调控研究方面取得重大进展，研究介绍水稻籽粒形状由数量性状位点（QTLs）控制。生命科学学院水稻遗传育种组王侯聪教授团队自20世纪90年代以来一直致力于大粒优质水稻新品种的遗传育种研究，该研究以福建当地品种（麻85，Ma85）通过60Co-γ射线辐照水稻成熟花粉诱变技术创制水稻新种质，以其中长大粒水稻突变体（JF178，佳辐178）为研究材料，通过十多年的基础研究工作，团队利用近等基因系（NILs）和图位克隆法获得位于水稻2号染色体长臂端一个控制粒长、粒宽及千粒重的半显性数量性状基因座（semi-dominate Quantitative Trait Loci，QTLs），命名为LGS1（Large grain shape 1），并研究了其分子机制。LGS1编码植物生长调节因子OsGRF4，定位于细胞核中，与OsGIF（GRF-interacting factor）互作。突变体LGS1在WRC结构域上，miR396匹配序列上存在2-bp替换导致氨基酸由丝氨酸替换成赖氨酸（S163K），碱基突变（TC-AA）减弱了miR396对LGS1的靶向抑制作用。OsGRF4极显著表达于分生组织、幼穗和灌浆过程中，在功能上增加籽粒纵向颖壳细胞长度和数量，增加横向颖壳细胞宽度，促进胚乳细胞数量的增加，促进灌浆速率，形成大胚乳，*终增加粒长、粒宽及粒重。此外，研究发现水稻在苗期冷胁迫下，miR396表达水平显著上调，而LGS1的突变降低miR396靶向抑制能力，并增加了苗期冷胁迫的存活率。 该研究进一步表明，LGS1的突变可能扰乱了OsGRF4-miR396-胁迫响应应答网络，从而增加水稻粒长、粒宽及粒重，并增强水稻苗期耐冷性，为水稻育种工作提供了重要的研究理论基础。 厦门大学生命科学学院陈小龙博士为论文*作者，美国爱达荷大学洪宗烈教授、厦门大学生命科学学院黄育民教授、黄荣裕博士为本文通讯作者。本研究得到了福建省种业创新与产业化工程项目（FJZZCXNY2017004），福建省科技计划（2017N2010290），中国水稻生物学重点实验室开放课题（170101）和USDA-Hatch project（IDA-01423）的资助。

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发布时间: 2019-12-31

99. 利用CRISPR核糖核蛋白复合物对植物基因组编辑突变进行基因分型

zhangyi8606

尽管在基因组编辑方面取得了巨大的成就，但是准确检测由序列特异性核酸酶引起的突变仍然是植物尤其是多倍体植物的一个挑战。当突变频率低或需要筛选大量群体时，有效的检测方法尤其重要。本文应用纯化的CRISPR核糖核蛋白复合物切割PCR产物用于六倍体小麦和二倍体水稻的基因组编辑突变检测。结果表明，该突变检测方法比Sanger测序方法更灵敏，比PCR/RE方法更适用于无限制性内切酶位点的检测。我们还证明了这种检测方法在小麦基因组编辑中特别有用，因为目标位点常常被单核苷酸多态性所包围。利用该筛选方法，我们还可以检测纯化的TALEN蛋白诱导的外源游离DNA TAGW2突变。最后，我们表明，部分碱基编辑突变也可以使用高保真SPCAS9变异体或FNCPF1检测。PCR/RNP法成本低，可广泛应用于植物基因组编辑突变的快速检测。

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发布时间: 2018-10-12

100. 通过选择种皮的光泽来提高大豆种子的油含量

dingqian

许多豆科植物的种皮上都有一层含有过敏原的粉状花朵，这使得种子不易被发觉，并且会给猎食者造成致命性的伤害。然而，没有开花的、表面光泽度较好的种子十分有利于人类的健康，因此，我们希望筛选出这种类型的种子。本文研究表明，野生大豆种皮开花主要是受Bloom1（B1）的调控，Bloom1（B1）可编码豆荚内果皮形成过程中的跨膜转运蛋白。从“开花”到“不开花”表型的转变常与大豆改良过程中B1编码区发生的基因突变的人工选择有关。有趣的是，这种突变不仅提高了种子表面的光泽度，而且提高了大豆种子的含油量。种子中含油量的提高似乎是通过Bloom1（B1）的负转录调控实现的。本研究表明基因多效性作为改良综合征的一个机制，可能为开发含油量更高的大豆品种提供新的策略。

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发布时间: 2018-01-22