扎希尔·阿里 1,∞ ,马吉德·F·塞拉格 2,∞ ,戈兹德·S·德米雷尔 3, $ ,布鲁诺·托雷 4, 5, # ,恩佐·迪·法布里齐奥 4, 5, 6 ,
CRISPR 衍生的生物技术彻底改变了基因工程领域,并已广泛应用于基础植物研究和作物改良。常用的农杆菌或粒子轰击介导的转化方法用于传递质粒编码的 CRISPR 试剂,可导致外源重组 DNA 的整合和潜在的脱靶诱变。编辑效率也高度依赖于表达盒及其基因组插入位点的设计。使用 CRISPR 核糖核蛋白 (RNP) 进行基因工程已成为一种有吸引力的方法,具有许多优势:无 DNA/转基因编辑、最小的脱靶效应、由于 RNP 快速降解而降低毒性以及能够在保持高编辑效率的同时滴定其剂量。尽管 RNP 介导的基因工程已在许多植物物种中得到证实,但其编辑效率仍然不高,并且由于植物再生和选择的困难,其在许多物种中的应用受到限制。在这篇综述中,我们总结了 RNP 介导的植物基因工程的当前发展和挑战,并提供了未来的研究方向,以扩大该技术的使用。
摘要:基因组编辑是一种新兴的新育种技术,在植物育种中具有许多潜在的影响。在欧洲,从法律术语中将基因组编辑视为一种遗传修饰技术,因此使用这些方法获得的植物属于遗传修饰的生物(GMO)的立法。尽管基因组编辑带来了工厂部门的机会,但它也对监管系统构成了挑战。例如,对于与自然突变没有区别的小型基因组编辑可能不可能对GM食品和饲料的标签和可食用性要求的执行。为了与荷兰工厂育种部门的利益相关者讨论欧盟立法的潜在改编,详细阐述了通过基因组编辑获得的未来对植物的未来调节的不同情况。深入讨论了这些情况,以及基因组编辑在植物育种中的潜在应用以及挑战和机遇。从长远来看,利益相关者特别表示他们偏爱新的,未来的立法,这还将包括新技术的产品。最后,我们讨论了当前立法的潜在短期修正案,包括豁免某些小型突变,这将使其与对非欧盟国家基因组编辑的植物的规定保持一致。
随着基因组学研究的进步,新的育种技术正在迅速涌现,用于作物改良。它们能够对基因组进行有针对性的改变,并且当它们被用作实现粮食和营养安全的所有可用方法的一部分并建立在现有的良好农艺实践的基础上时,它们对可持续农业集约化具有巨大的潜力。与传统上通常用于作物改良工具的化学或辐射诱变不同,新的育种技术不会在整个基因组中产生多个未知的意外突变。此外,新育种技术的产品也不同于农业中使用的转基因生物 (GMO),其目标更精确,最终产品中没有外来 DNA。植物基因组编辑的进步也可能支持生物经济的其他应用,以支持欧洲竞争力(见下文)。
观赏植物市场具有全球经济意义,其中欧洲是主要参与者,2017 年荷兰的营业额达到 47 亿欧元(FloraHolland,2018 年)。人们不断寻求具有新特性和改良特性的栽培品种,例如花瓣/叶子颜色、增强的香味、改良的植物结构、生物/非生物胁迫和延长的采后寿命,例如对植物激素乙烯的耐受性(Azadi 等人,2016 年)。虽然通过常规和突变育种可以实现新特性的转移,但它也受到限制。例如,杂交障碍阻止了远亲物种特性的自然渗入(Kuligowska 等人,2016 年;Shibata,2008 年;Teixeira da Silva 等人,2011 年)。通过引导突变的基因工程已经获得了一种解决此问题的方法,这与观赏植物基因组测序计划的发展相协同(由 Azadi 等人,2016 年审查)。
虚拟电厂 (VPP) 是分布式能源 (DER) 的集合,可以平衡电力供需并提供公用事业规模和公用事业级电网服务。i 本报告使用术语“虚拟发电厂”(VPP),因为这是业内使用的主要术语,尽管报告认识到其他组织使用不同的术语来描述类似的电网资产。美国国家监管公用事业委员会协会 (NARUC) 使用聚合分布式能源 (ADER) 来描述能够通过调度或控制向电网提供一项或多项服务的 DER 组。ii 电力研究机构 (EPRI) 使用术语分布式能源资源聚合 (DERA)。其他行业参与者使用术语分布式发电厂 (DPP)。本报告对虚拟发电厂的定义包括符合所有这些术语定义的电网资产,包括传统的需求响应 (DR)。
我们要感谢各领域专家在我们进行的咨询中提出的意见、意见和宝贵建议,这是 TERI 正在进行的能源转型工作的一部分,特别是关于聚光太阳能发电厂 (CSP) 的工作。我们特别感谢并赞赏来自 MNRE、NTPC、监管援助项目 (RAP)、India One Solar、Godawari Green Energy Private Limited、IIT Delhi & Kanpur 的专家提供的有益见解,他们参加了 2023 年 5 月 30 日举行的圆桌讨论。所有相关人员的意见,尤其是 Shakti 可持续能源基金会顾问兼 SECI 前董事总经理 Ashvini Kumar 博士、NTPC 董事长兼董事总经理 Gurdeep Singh 先生、MNRE 科学家-D Anil Kumar 博士、Godawari Green Energy Ltd. 副总裁 Jitendra Solanki 先生和 TERI 的 Gajendera Singh Negi 先生,对报告和建议的制定发挥了重要作用。我们感谢 TERI 的编辑和设计团队的贡献。
图1:不同药物来源的各种化合物的比较对接得分。该图突出了源自传统药用植物和对照的化合物的结合效率(kcal/mol的对接得分),表明它们是抗病毒药的潜力。较低的对接得分代表更强的结合亲和力,具有诸如甘油丁素,amarogentin和withaferin a的化合物表现出了异常相互作用。颜色编码类别有助于源的视觉分化。
生物技术和植物的政治探讨了“ apomixis”的神秘现象,某些植物“自我克隆”的能力及其作为农业和增强粮食安全的革命工具的潜力,这可能很快成为现实。通过历史人类学和民族志研究,马特·霍奇斯(Matt Hodges)追溯了Cimmyt Apomixis项目的发展,Cimmyt Apomixis Project是一项著名的边境研究计划,及其作为领先的公共私人合作伙伴关系(PPP)的重塑。他分析了从公共部门,以遗传学为基础的混合植物育种方法到现代农业生物技术和基因组学时代的快速发展的历史过渡,而PPP是领先的形式。在这样做时,他探讨了研究的社会环境如何塑造知识的产生,以及仍然是“未知”的事物,并结合了“ Apomixis技术”的发展。本书介绍了一种创造性的方法,该方法由时间,科学和技术研究的人类学以及与吉尔斯·德勒兹(Gilles Deleuze),保罗·拉比诺(Paul Rabinow),汉娜·阿伦特(Hannah Arendt),安德鲁·皮克林(Andrew Pickering)和爱德华多·维维罗斯·德·卡斯特罗(Eduardo Viveiros de Castro)的作品进行对话。hodges概述了整合历史概念和变成的新颖方式,并考虑了Apomixis如何为诸如众所周知的“根茎”等理论概念提供思想的替代形象。生物技术和植物的政治为基因组学和生物技术的日益增长的社会科学文献做出了宝贵的贡献,以及关于时间和历史的最新人类学辩论。
1.CACTI和生物多样性仙人掌是生物多样性的宝贵指标,强调了其本地栖息地中存在的多种生命形式和生态相互作用。研究仙人掌及其生态系统提供了对生物多样性的复杂动态的见解,以及保护这些独特而有价值的植物物种的重要性。适应恶劣的环境:仙人掌以其在极端条件(例如干旱沙漠)中生存的能力而闻名。它们的独特适应性,包括储物组织,减少叶片表面以最大程度地减少水分流失,以及保护食草动物的棘突,显示出植物已经发展为在挑战性的环境中发展为蓬勃发展的策略的显着多样性。物种多样性:仙人掌表现出广泛的物种多样性,属于仙人掌科家族的1,500多种已知物种。这种多样性包括各种大小,形状和生长习惯,从微小的球状仙人掌到高耸的柱状物种。每个物种都演变为占据特定的生态壁ches,这有助于其栖息地的整体生物多样性。栖息地多样性:仙人掌在美洲的各种栖息地中发现,从干旱的沙漠到热带雨林。它们在这种不同的环境中的存在突出了这些地区的生物多样性及其适应不同生态条件的能力。授粉与互助:仙人掌与蜜蜂,鸟类,蝙蝠和昆虫等传粉媒介进行了迷人的相互作用,这有助于其生态系统的生物多样性。许多仙人掌物种与特定的传粉媒介共同发展,形成了互助关系,从而使植物和传粉媒介受益。文化和经济重要性:仙人掌对人类社会具有重要的文化和经济意义。土著社区长期以来一直将仙人掌用于食品,医学和宗教仪式,强调了它们在传统知识系统中的重要性。此外,某些仙人掌物种,例如刺梨仙人掌(Opuntia),是为其可食用的水果而种植的,而另一些仙人掌物种则被视为花园和景观中的观赏植物。