我是 BC 省林业部的研究科学家,负责管理沿海花旗松和锡特卡云杉的树木育种和测试项目。每年,我们在 BC 省种植 1500 万到 2000 万棵沿海花旗松幼苗,其中 99% 以上都是从管理的种子园中培育出来的。作为一名树木育种者,我的主要职责是建立和监测田间试验,以选择和评估进入这些种子园的树木。这项育种和测试计划确保我们的种子园培育出的树木能够在各种环境中生长良好,并改善林业工作者感兴趣的特性。从历史上看,这意味着培育树木使其生长得又大又快,并生产出高质量的木材,但这些优先事项正在迅速转向培育能够抵御未来气候和新的森林害虫的树木。我现在正致力于培育具有抗旱和抗瑞士针叶枯病能力的沿海花旗松,同时努力保持过去 60 年来树木育种者所取得的生长成果。
基因组编辑是生物科学领域的一项新技术,它使研究人员能够精确编辑任何生物体中自然存在的基因等位基因。在植物科学领域,它有潜力培育出资源利用效率更高、抗逆性更强、质量和产量更高的新型设计作物。要充分利用这种新育种工具的优势,培训该特定研究领域的人力资源至关重要。考虑到这一点,本培训课程专为学生设计,将介绍植物基因组编辑的基础知识,概述 CRISPR 生物学的一般原理以及使用 CRISPR-Cas9 作为植物基因组编辑工具。学员将在指导 RNA 设计、载体选择、载体构建、农杆菌介导的植物转化、突变体鉴定和突变株系的分子表征等方面获得实践经验。该领域的杰出研究人员将分享这项即将推出的技术的成功案例和未来前景。学员将了解与基因组编辑技术相关的伦理问题以及实践该技术的现行立法指南。
摘要 病害是制约经济作物生产的主要因素之一。品种的遗传多样性是控制病害的最佳选择。分子标记辅助育种已培育出数百个产量高但抗性水平不令人满意的品种。随着全基因组测序的出现,基因组编辑正成为改善这些品种不足性状的绝佳选择。植物产生数千种抗菌次生代谢产物,这些产物以聚合物和结合物的形式沉积下来,加固次生细胞壁,将病原体限制在初始感染区域。在病原体入侵后,植物产生的抗性代谢物或由它们产生的结构要么是组成性的 (CR),要么是诱导性的 (IR)。每种抗性代谢物的产生都由生物合成的 R 基因网络控制,而这些基因又受 R 基因层次的调控。商业品种也具有大多数这些 R 基因,如抗性基因,但少数基因可能会发生突变 (SNPs/InDels)。根据宿主-病原体相互作用,可以编辑和堆叠一个或多个代谢途径中的少数突变基因,以增加它们产生的抗性代谢物或结构,从而达到田间条件下所需的多种病原体抗性水平。
鲶鱼(Clarias sp.)的动物蛋白质含量足够高,可以满足人体的需要。要想培育出鲶鱼,无论在生产力、外观还是尺寸方面,都需要合适的技术,即CRISPR Cas9基因工程技术。压缩规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 是一种利用 Cas9 酶功能的变化来编辑基因组的现代技术。希望CRISPR技术能够在基因工程领域得到更多的认识和发展。编写本文所采用的方法是对 CRISPR Cas9 在水产养殖中使用的鲶鱼 (Clarias sp) 的发展中进行的文献研究。所用方法是对之前进行的几项研究进行文献研究并进行描述性分析。 CRISPR Cas9 技术可应用于转基因鲶鱼 (Clarias sp.),这得到了先前应用于鲑鱼科 (大西洋鲑)、罗非鱼 (Oreochromis niloticus)、斑马鱼 (Danio reiro) 和鲶鱼 (Ictalurus punctatus) 的研究成功的支持。通过CRISPR Cas 9技术形成转基因鲶鱼可以实现的前景包括加速生长发育、增大骨骼肌,从而增加鲶鱼的体重。
中国科学家于 2002 年破译了水稻基因组。印度农业研究所 (IARI) 的科学家利用基因组测序培育出更好的水稻品种,如 Pusa Basmati-1 和 Pusa Basmati-1121,这两种水稻目前占印度大米出口的大部分。还培育出了几种转基因品种,包括抗虫棉花、耐除草剂大豆和抗病毒木瓜。因此,1 是正确的。在传统育种中,植物育种者会仔细检查他们的田地并寻找表现出所需性状的个体植物。这些性状通过一种称为突变的过程自发产生,但自然突变率非常缓慢且不可靠,无法产生育种者希望看到的所有植物性状。然而,基因组测序所需时间更短,因此更可取。因此,2 是正确的。宿主-病原体相互作用被定义为微生物或病毒在分子、细胞、生物体或种群水平上如何在宿主生物体内维持自身。基因组测序可以研究作物的整个 DNA 序列,从而有助于了解病原体的生存或繁殖区。因此,3 是正确的。因此,选项 (d) 是正确答案
2023 年 7 月 5 日,欧盟委员会通过了一项提案 2,该提案旨在制定一项关于利用新基因组技术 (NGT) 生产的植物及其食品和饲料产品的新法规,并修订法规 (EU) 2017/625。NGT 是一种新的生物技术,能够对生物体进行有针对性的基因组改变。它们是在 2001 年欧盟现行转基因立法出台后开发的(2001/18/EC 指令)。最著名的 NGT 是 CRISPR-Cas9。欧盟委员会得出结论,现行的转基因立法不再适应这些新发展,不利于开发创新和有益的产品。因此,目前的提案旨在支持欧盟的从农场到餐桌和生物多样性战略。NGT 具有内在潜力,可以通过更快地培育出能够抵御气候变化和瘟疫/疾病的作物来为更可持续的世界做出贡献。欧盟委员会的提案仅涵盖含有来自同一植物(定向诱变)或可杂交植物(同源遗传,包括同源遗传)的遗传物质的植物。转基因植物不包含在内,仍将按照目前的 GMO 法规进行监管。以下两类 NGT 植物被考虑:
利用基因编辑技术,成功培育出携带与导致 RTD 2 型的 SLC52A2 基因突变相同的基因突变的小鼠(“RTD 小鼠”)。这些 RTD 小鼠的早期版本在出生前就死亡了。然而,通过在怀孕期间为母亲提供高剂量的核黄素 (FMN) 以及在试验不同的 SLC52A2 基因突变组合和小鼠品种后,成功的 RTD 小鼠可以活着出生以供研究。培育这些 RTD 小鼠主要是为了证明 RTD 基因疗法的安全性和有效性,这是开始人类临床试验前的必要步骤。该基因治疗项目是与德克萨斯州西南德克萨斯大学 (UT) 的 Steven Gray 博士合作进行的。这些 RTD 小鼠还将用于研究导致 RTD 的机制并开发其他新的 RTD 治疗策略。在开始基因治疗试验之前,有必要了解这些 RTD 小鼠的症状和存活率。该项目跟踪了未接受任何治疗或接受与 RTD 患者接受的类似核黄素治疗的 RTD 小鼠组。在研究结束时,测量了小鼠血液和大脑中的核黄素水平(RF、FMN 和 FAD)。导致视力丧失的视神经萎缩是 2 型 RTD 患者最常见的早期症状之一。根据这些信息,18 只 RTD 小鼠的眼睛也被解剖以寻找眼部疾病的迹象。我们很高兴地宣布,这个项目已经完成。这项研究的结果令人鼓舞,表明应该继续对这些 RTD 小鼠进行基因治疗试验。关于 Jackson Laboratories
摘要:背景:II 型黄嘌呤尿症是一种罕见的常染色体嘌呤疾病。这种隐性嘌呤代谢缺陷仍是一种未被充分认识的疾病。方法:我们培育出钼辅因子硫化酶 (Mocos) 基因被靶向破坏的小鼠,以便全面了解嘌呤疾病,并评估这种基因的病理生理功能,该基因存在于大量通路中,并且已知与自闭症有关。结果:缺乏 Mocos 的小鼠在 4 周龄内死于明显的阻塞性肾病肾衰竭,表现为黄嘌呤尿、黄嘌呤沉积、囊性小管扩张、Tamm Horsfall(尿调节蛋白)沉积、中性粒细胞坏死和偶尔出现的肾积水和尿石症。阻塞性肾病与中度间质炎症和纤维化反应、贫血、解毒系统减弱以及嘌呤、氨基酸和磷脂代谢的重大改变有关。相反,表达减少的 MOCOS 蛋白的杂合小鼠是健康的,没有明显的病理。结论:缺乏 Mocos 的小鼠会患上致命的阻塞性肾病,并伴有深刻的代谢变化。研究 MOCOS 功能可能为黄嘌呤尿症和其他需要早期诊断的疾病的潜在发病机制提供重要线索
依靠科技创新,构建新高质量生产力和新型工业化“双轮驱动”的现代化产业体系 • 以完整的科技创新能力驱动高质量发展: 1)2023年研发费用突破148亿元,创历史新高; 2)2023年投资超过100家科技公司; 3)在AI PC、AI服务器、POE等新能源材料等核心战略产品上取得突破; 4)成立创新发展中心,推进产学研合作,联合60多家合作伙伴,筛选出40项技术进行产业化; 5)通过免费培训项目,支持1,298名科技创业者创新人才 • 以产业链和供应链的韧性和安全性为支撑: 1)联想与上下游核心企业超过2,000家建立合作关系。供应链培育出国家级专创企业45家、细分领域领军企业15家、产品领军企业7家;2)联泓新材料加快打造新材料平台型公司;3)富瀚微电子参与孵化和投资产业链科技型初创企业 • 聚焦数字化、智能化转型:联想服务超百万中小企业,助力超三万家专创企业智能化转型,佳沃集团水果业务数字化智能化解决方案完成产品研发
与大多数真核生物一样,植物携带父本和母本双重基因组。有性生殖允许遗传信息的混合,从而产生多样性,从而可以培育出具有改良农艺性状的新植物品种。然而,植物育种过程通常需要具有固定遗传物质的纯合系或自交系,以评估各种基因组合的性能。在传统育种中生成这些品系是一个耗时的过程,需要多代自交。生产双单倍体植物是获得基因组纯合品系的捷径,只需两代而不是六代或更多代即可实现 1 。玉米育种从这种双单倍体技术中受益匪浅,这要归功于单倍体诱导品系,它可以诱导种子中单倍体胚的形成 1 ( 图 1a )。胚胎发芽成携带一组母体染色体 1 的单倍体幼苗。最近,单倍体诱导系也被巧妙地重新利用,成为将基因组编辑机制引入难以转化的商业作物品种的有力工具 1,2 。尽管是植物育种和研究应用中的有力工具,但植物体内单倍体诱导的分子基础仍然不完整 1 。在本期《自然植物》杂志上,Li 等人 3 发现,突变磷脂酶 D3 基因 (ZmPLD3) 可以诱导母体单倍体胚胎,这为了解这一有趣且有用的生物过程提供了新的思路。