已有多项研究涉及活性炭的功能化,通过在适当的氧化状态下嫁接不同的表面基团来实现所需的性能。25 – 27 在改变活性炭性能的方法中,用杂原子(如氧、氮、硼、硫和磷)掺杂碳基质是调整电子结构和改善表面性能的最有效方法。氧官能团通常存在于碳表面,必须考虑它们对电容性能的影响,因为它们参与法拉第相互作用,从而显著增加酸性水系超级电容器中碳的比电容。N 的孤对电子与碳材料石墨 p 键的共轭会进一步扭曲碳结构,从而产生缺陷和可用的活性位点,这已经得到了广泛而深入的研究。然而,磷掺杂碳材料骨架中磷配置的作用机理仍不清楚。28 – 36
柑橘溃疡病影响柑橘生产。该病由柑橘黄单胞菌(Xcc)引起。先前的研究证实,在 Xcc 感染期间,转录激活因子样效应物 (TALE) PthA4 会从病原体转移到宿主植物细胞中。PthA4 与溃疡病易感基因 LOB1(EBE PthA4 -LOBP)启动子区中的效应物结合元件 (EBE) 结合,激活其表达,随后引起溃疡症状。之前,采用 Cas12a/CBE 共编辑方法破坏高度纯合的柚子的 EBE PthA4 -LOBP。然而,大多数商业柑橘品种都是杂合杂交种,更难产生纯合/双等位基因突变体。在这里,我们采用 Cas12a/CBE 共编辑方法来编辑 Hamlin(Citrus sinensis)的 EBE PthA4 -LOBP,这是一种在世界范围内种植的商业杂合柑橘品种。构建了二元载体 GFP- p1380N-ttLbCas12a:LOBP1-mPBE:ALS2:ALS1,并证明其可通过 Xcc 促进的农杆菌素过滤在 Hamlin 叶片中发挥作用。该构建体允许通过 GFP 选择无转基因再生体,编辑 ALS 以生成抗氯磺隆再生体作为基因组编辑的选择标记,这是通过 nCas9-mPBE:ALS2:ALS1 瞬时表达 T-DNA 的结果,并通过 ttLbCas12a 编辑感兴趣的基因(即本研究中的 EBE PthA4 -LOBP),从而产生无转基因柑橘。共产生了 77 株幼苗。其中 8 株幼苗为转基因植株(#Ham GFP 1 - #Ham GFP 8),4 株幼苗为非转基因植株(#Ham NoGFP 1 - #Ham NoGFP 4),其余为野生型。在 4 株非转基因幼苗中,三个品系(#Ham NoGFP 1、#Ham NoGFP 2 和 #Ham NoGFP 3)含有 EBE pthA4 的双等位基因突变,一个品系(#Ham NoGFP 4)含有 EBE pthA4 的纯合突变。我们在 C. sinensis cv. Hamlin 中实现了 EBE PthA4 – LOBP 的 5.2% 非转基因纯合/双等位基因突变效率,而之前研究中柚子的突变效率为 1.9%。重要的是,存活下来的 4 株无转基因植株和 3 株转基因植株均能抵抗柑橘
摘要:由柑橘黄单胞菌(Xcc)引起的柑橘溃疡病是全球大多数柑橘产区的重要经济病害。Xcc 分泌一种转录激活因子样效应物 (TALE) PthA4,与溃疡病易感基因 LOB1 启动子区的效应物结合元件 (EBE) 结合,激活其表达,从而引起溃疡症状。利用 Cas9/gRNA 编辑 EBE 区域已用于生成抗溃疡病的柑橘植株。然而,生成的大多数 EBE 编辑株系含有 1–2 bp 的插入/缺失,这更有可能通过 PthA4 适应来克服。TALE 的适应能力与与 EBE 的错配数量呈负相关。已知 LbCas12a/crRNA 产生的缺失比 Cas9 更长。在本研究中,我们使用了一种耐高温且更高效的 LbCas12a 变体 (ttLbCas12a),该变体含有单个替换 D156R,用于修改 LOB1 的 EBE 区域。我们首先构建了 GFP-p1380N-ttLbCas12a:LOBP,经证实,该变体在柚子 (Citrus maxima) 叶片中通过 Xcc 促进的农杆菌渗滤而发挥功能。随后,我们在柚子中稳定表达了 ttLbCas12a:LOBP。生成了八个转基因株系,其中七个株系显示 EBE 的 100% 突变,其中一个株系是纯合的。EBE 编辑株系具有高达 10 bp 的 ttLbCas12a 介导的缺失。重要的是,这七个株系具有抗溃疡病性,并且未检测到脱靶。综上所述,ttLbCas12a 可有效利用来生成具有短缺失的双等位基因/纯合柑橘突变系,从而为柑橘的功能研究和育种提供有用的工具。