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知耕智汇13期 |谷物类霍乱疫苗人体实验初见效;自消毒、重复使用的生物基口罩;5000年前的蚂蚁寄生蘑菇
栏目:知耕智汇
日期:2022-12-23
浏览量:844
摘要:

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快报摘要 - Wrap Up


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科|技|突|破  

Science Breakthrough

 Cell:杂交马铃薯可用种子繁殖
 Mole Plant:调控水稻粒型和粒重的新机制
 Green Chem:碱密化预处理解锁秸秆制乙醇
 Nature Plants:AI+纳米农用技术
 PNAS:微生物+太阳能=10倍多作物产量
 One Earth:无机生物电合成制造微生物蛋白
 JIPB:重组菌群提高大豆产量36.1%
 cnBeta:转基因酵母制造生物燃料
○ 真菌生物学:蚂蚁化石上发现新蘑菇菌种

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大|企|业|动|向  

Big Player


○ 谷物类霍乱疫苗人体实验初见效 | 植物制疫苗

○ CRISPR为控制非洲猪瘟提供了希望 | 动物疫苗

 基于基因编辑的大豆作物管理系统 | 基因编辑

 人工智能分选种子发芽率95% | 育种

 北京化工原创可降解橡胶轮胎 | 生物基

 自消毒、重复使用的生物口罩 | 生物基

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融|资|速|递

Funds & Funding


 作物授粉.Beeflow筹集了8.3美元的A轮融资

 数字农业.Koppert投资AgriAI构建数字化转型

 植物保护.IBI-Ag新型生物杀虫剂完成融资

 数字农业.SupPlant无传感器灌溉筹集1000万美元

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产 | 业 | 之 | 声

Community Voice


 肯尼亚批准抗病转基因木薯 | 海外政策

 江苏大学与三部共创现代农装一流学科 | 产学研

 农产质量安全国家重点实验室挂牌宁大 | 产学研

 隆平高科湘研种业与三井物产股权交割 | 企业合作


01 科|技|突|破

Cell:杂交马铃薯可用种子繁殖

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6月24日,Cell在线发表了中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队完成的论文——“杂交马铃薯的基因组设计”,这是“优薯计划”实施以来取得的里程碑式突破。黄三文团队凭借基因组学研究方面的优势,利用基因组大数据进行育种决策,建立了杂交马铃薯基因组设计育种“四步法”流程,该团队已经培育出第一代高纯合度(>99%)二倍体马铃薯自交系和杂交马铃薯品系“优薯1号”。小区试验显示“优薯1号”产量接近3吨/亩,具有显著的产量杂种优势。同时,“优薯1号”具有高干物质含量和高类胡萝卜素含量特点,蒸煮品质佳。

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.06.006



Molecular Plant:调控水稻粒型和粒重的新机制

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miR167a-OsARF6-OsAUX3调控水稻粒型和粒重的模式图

6月27日,中国水稻研究所钱前组织的联合团队在Molecular Plant在线发表了题为“A Novel miR167a-OsARF6-OsAUX3 Module Regulates Grain Length and Weight in Rice”的研究论文,揭示了生长素响应因子OsARF6受miR167a调控,并与生长素信号负调控因子OsIAA8/20互作,结合生长素运输载体基因OsAUX3启动子上的响应元件,从而改变水稻颖壳细胞生长素的含量和分布,影响颖壳细胞的大小进而调控水稻粒长和粒重

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.molp.2021.06.023



Green Chemistry:碱密化预处理解锁秸秆制乙醇

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近日,南京理工大学金明杰教授团队开发了一种新型低成本预处理技术:木质纤维素碱密化预处理技术。该预处理将松散木质纤维素原料与碱性试剂混合密化制成棒状颗粒。DLC可将秸秆密度提升5倍以上,从而降低运输和存储成本。DLC颗粒在运输和储存的过程中即可完成预处理。经测试,利用该技术获得的秸秆颗粒可以有效防止秸秆霉变,储存一定时间后无需进一步处理或经简单蒸汽灭菌处理即可用于酶解、水解为可发酵糖。由于该预处理条件温和,最终获得的木质纤维素水解液中抑制物含量低,无需水洗或脱毒便可实现水解液的高效发酵。基于该预处理技术,研究团队在无任何脱毒工序的情况下实现了纤维素乙醇的最终浓度达70.6 g/L。这一乙醇浓度是无水洗、无脱毒工序条件下所报道的最高纤维素乙醇浓度。

原文链接:

https://mp.weixin.qq.com/s/Q73HLDyqq_krf2n5v_7aug



Nature Plants:第三代CRISPR激活工具CRISPR-Act3.0

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6月24日,美国马里兰大学Yiping Qi教授课题组在Nature Plants在线发表题为“CRISPR–Act3.0 for highly efficient multiplexed gene activation in plants”的研究论文。该研究开发了第三代CRISPRa系统,CRISPR-Act3.0,具有更高的激活效率,在植物中高效激活多重基因。本研究通过多种组合,成功地开发了第三代CRISPRa系统CRISPR-Act3.0,它包括dCas9-VP64,一个带有2xMS2茎环的gR2.0支架,10xGCN4Suntag与RNA结合蛋白MCP融合,以及2xTAD激活剂与scFv融合(上图)。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41477-021-00953-7



Nature Plants:AI+纳米农用技术

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6月24日,Nature Plants在线发表英国伯明翰大学关于纳米科技与人工智能相结合如何助力可持续与精准农业,解决全球粮食危机的文章。际研究团队制定了一个路线图,将智能纳米农业与人工智能、机器学习相结合,并列出了以下必须的几个步骤,以利用人工智能实现安全、可持续的纳米农用技术:1) 全面理解纳米材料在农业环境中的长期行为及与根际、叶片、土壤等相互租用;2)全面评价纳米材料在农业生态系统中的生命周期影响,如长期低剂量使用如何影响土壤健康;3)从系统层面出发,利用土壤质量、作物产量及NUE等已有数据,预测纳米材料在农业系统中的行为;4)利用人工智能发掘控制纳米材料在农业系统中行为的关键性因素

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41477-021-00946-6



PNAS|微生物+太阳能=10倍多作物产量

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近日,国际权威学术期刊PNAS发表了德国马克斯普朗克分子植物生理学研究所Arren Bar-Even团队的最新研究成果。这项新的研究表明将太阳能和微生物结合起来可以生产比大豆等作物多10倍的蛋白质。这个概念利用来自太阳能电池板的电力和空气中的二氧化碳为微生物创造燃料,这些微生物在生物反应器中生长,然后被加工成干燥的蛋白质粉末。这个过程高度有效地利用了土地、水和肥料,可以在任何地方部署。该研究首次对传统农业和太阳能微生物生产系统之间土地利用和能源效率进行定量比较。

原文链接:

https://mp.weixin.qq.com/s/TxiOs3ipn795O-woF3kYfw



One Earth:无机生物电合成制造微生物蛋白

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近日,丹麦技术大学环境学院张翼峰副教授团队在One Earth杂志上发表了题为“Beyond the farm: Making edible protein from CO2 via hybrid bioinorganic electrosynthesis”的研究论文。文中创造性地构建出一种两级式生物电合成系统,实现了从CO2到微生物单细胞蛋白(SCP)的完整连续的无机合成途径,通过概念验证实验详细阐释了该耦合系统的运行原理、碳转化效率、和产蛋白性能,并通过对比实验研究了关键条件如外加电压和CO2进气速率对系统性能的影响,同时发现了高溶解氧对产蛋白菌的抑制现象。

原文链接:

https://mp.weixin.qq.com/s/DgH62qv2bGnXBC0tISCXGQ



JIPB:重组菌群提高大豆产量36.1%

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重组菌群SynComs的构建、应用以及调控机制

JIPB2021年6期刊出了福建农林大学根系中心廖红教授团队钟永嘉课题组题为“Functional assembly of root-associated microbial consortia improves nutrient efficiency and yield in soybean” 的研究论文。该研究建立了一套大豆根系有益微生物分离、纯化和有益功能筛选的鉴定流程;并根据微生物的益生功能,进行菌群重组。在实验室和大田条件下对重组菌群的效果进行评价,并最终获得了能稳定促进大豆氮、磷吸收,提高大豆产量的重组菌群, 进一步解析了重组菌群对宿主大豆的调控机制,为充分挖掘和利用植物根系相关的有益微生物组提供可行的策略。

原文链接:

https://mp.weixin.qq.com/s/jf3LyjpHwzCI-TqREFzDUg



cnBeta:转基因酵母制造生物燃料

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研究人员提出了一种方法,以更有效地从草本植物材料(如玉米秸秆和一些草)生产生物燃料。这个新系统通过帮助酵母在工业毒素中存活,简化了将植物糖分发酵成燃料的过程。Fink和麻省理工学院化学工程教授Gregory Stephanopolous在麻省理工学院博士后研究员Felix Lam的领导下进行的一项新研究提供了一种更有效地利用这种未充分利用的燃料来源的方法。通过改变普通酵母模型--面包酵母Saccharomyces cerevisiae--周围的生长介质条件,并添加一种毒素破坏酶的基因,他们能够使用酵母从木质玉米材料中制造乙醇和塑料,其效率与典型的乙醇来源接近。

原文链接:

https://mp.weixin.qq.com/s/Qgw61isVOe4gnhgjKU3Esg



真菌生物学:蚂蚁化石上发现新蘑菇菌种

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据《真菌生物学》报道,美国俄勒冈州立大学的研究人员在一只保存在欧洲波罗的海地区5000万年前的琥珀中的蚂蚁身上,发现了一种新型子囊菌。这种从蚂蚁身上长出来的新蘑菇样本,是已知最古老的寄生蚂蚁的真菌样本,也代表了一个新的真菌属和物种,研究人员将他们发现的这种新真菌命名为波罗根霉(Allocordyceps Baltica)。研究人员表示,这是从蚂蚁体内出现的肉座菌目真菌的第一个化石记录。作为真菌寄生蚂蚁的最早化石记录,它可以在未来的研究中用作真菌和蚂蚁关联起源的参考点。



02 大|企|业|动|向

谷物类霍乱疫苗人体实验初见效 | 产品.植物制疫苗

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图 | MucoRice-CTB 疫苗从培育到接种全过程

近日,日本东京大学和千叶大学的研究员们合力研发出一种基于水稻的霍乱毒素 B 亚基(Cholera Toxin Subunit B,CTB)疫苗,其在室温条件下也能保持稳定状态,并且不需要冷链储藏。目前,这款口服候选疫苗被命名为MucoRice-CTB,已在首次人体实验中显示出良好疗效。研究结果表明,口服MucoRice-CTB疫苗可在健康志愿者中诱导抗原特异性血清和抗体反应,并且不会引起严重的不良反应。



CRISPR为控制非洲猪瘟提供了希望 | 产品.动物疫苗

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国际牲畜研究所(ILRI)的科学家们正在使用CRISPR Cas9编辑技术和合成生物学技术修改ASFV的基因组,以减弱该病毒的毒性,希望研制出一种疫苗帮助减少非洲猪瘟带来的死亡。该所首席科学家Lucilla Steinaa表示,这是首次基于在东非和中非流行的IX基因型进行的基因组测试。据联合国粮食及农业组织称,迄今已知的所有非洲猪瘟病毒分离物的遗传特征显示了23种具有众多亚群的地理相关基因型。据悉现在已经有7到10种候选疫苗处在不同的研发阶段。



基于基因变的大豆作物管理系统 | 工具.基因编辑

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Bioheuris 是一家利用合成生物学和基因编辑来改善作物管理的农业生物技术初创公司,与全球领先的大豆遗传学巨头GDM于6月29日宣布了一项合作协议,使用基因编辑技术开发高产品种。通过此次合作,两家公司将致力于精确修改大豆基因,以获得具有新型作物管理系统的优良品种。在过去的40年里,GDM 一直在使用尖端技术来改良大豆品种,并在超过15个国家/地区专注于不断创新和最先进的育种计划。今天,世界上超过三分之一的大豆产量是使用GDM遗传学生产的。



人工智能分选种子发芽率95% | 工具.育种

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经人工智能驱动的种子资格认证,“Seed-X 的 GeNee™ 分拣机使用人工智能、计算机视觉和高级算法来检查种子的发芽性。它可以为茄科植物、葫芦科植物和芸苔属植物的种子做到这一点。得益于人工智能驱动的种子分选,一批中只有未发芽的种子会被剔除——从而达到90%以上,甚至高达95%的新行业发芽标准。该技术是目前90%的平均发芽率得到进一步提升,能够显著提高产量。



北京化工原创可降解橡胶轮胎 | 产品.生物基

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6月23日,第八届全球轮胎技术论坛上,北京化工大学公布其研制成功了世界第一批丁烯二醇基生物基聚酯橡胶可降解轮胎,能够提高轮胎的抗湿滑、低滚阻性能。现在已经取得了弹性体制备及方法、弹性体胎面胶、复合轮胎及制备方法等3项专利。CNAS等出具的降解性能评价显示,生物基聚酯橡胶符合“全生命周期”特征。同时公布生物基可降解聚酯橡胶战略规划,除已经研制成功的可降解轮胎外,北化还在与多方合作,共同研发可降解鞋、高低温耐油密封圈、TPV制品等工业产品、可降解口香糖等日用品。据估算,生产1吨官能化生物基衣康酸酯-丁二烯橡胶,相比传统石油基合成橡胶,能够减少碳排放1.44吨



自消毒、重复使用的生物口罩 | 产品.生物基

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近日,美国东北大学祝红丽教授团队设计了一种可重复使用、可生物降解和抗菌的防护口罩。作者通过对聚乙烯醇(PVA)、聚环氧乙烷(PEO)和纤维素纳米纤维(CNF)进行静电纺丝制备具有孔隙结构纳米网,同时对纳米织物表面进行酯化和沉积氮掺杂TiO2 (N-TiO2)。所用三种原料PVA、PEO和CNF均为环保且可生物降解的聚合物材料,三者的复合也提高了静电纺丝织物的可加工性和力学性能。其中,TiO2是一种高效的光催化半导体,具有优异的稳定性和成本效益。所制备含N-TiO2/TiO2的口罩在0.1模拟太阳光(200−2500 nm, 106 W m−2)或自然阳光下仅照射10分钟即可达到100%的杀菌消毒效果,这意味着使用过的口罩可以通过光线照射进行灭菌消毒和实现其重复利用。



03 融|资|速|递

作物授粉.Beeflow筹集了8.3美元的A轮融资

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作物授粉技术的领导者 Beeflow于6月29日宣布结束其830万美元 A轮融资,由 Ospraie Ag Science 领投,Steve Jurvetson、Jeff Wilke、Vectr Ventures等机构参与。Beeflow的授粉技术可帮助农民将蓝莓和杏仁等作物的产量提高多达90%,并将对生物多样性和可持续农业至关重要的蜜蜂的死亡率降低多达 70%。目前公司正在与美国最大的浆果生产商 Driscoll's 等公司合作,以最大限度地提高每株浆果的大小和数量。



数字农业.Koppert投资AgriAI构建数字化转型

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近期作物种植商Koppert Biological Systems收购了荷兰人工智能初创公司AgriAI,以扩大和加速其数字化转型。从7月1日起,AgriAI 的数据科学家Arnand Siem和Jeffrey Bosman将加强Koppert的数字化转型团队。Koppert 表示数字企业家及其人工智能人才将为公司的数字增长带来新的推动力。Koppert的数字化转型部门使数字服务能够为种植者提供更容易应用 IPM 的方法;数字商务,简化订购和跟踪状态,以及利用相机、传感器和人工智能等新功能的数字操作,以提高流程的质量和可扩展性。



植物保护.IBI-Ag新型生物杀虫剂完成融资

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IBI-Ag是一家开发新型生物杀虫剂的生物技术公司,宣布进行一轮投资,以优化其首个产品并扩大产品组合范围。该轮融资的投资者包括Bayer-Trendlines农业创新基金、Trendlines Group 与拜耳合作投资突破性农业技术、Agriline 和 Trendlines Group。IBI-Ag 正在开发天然的单域抗体杀虫剂,以在不损害农民、消费者和环境的情况下增加作物产量。使用单域抗体作为活性成分是一种创新的昆虫控制方法,其体积小、稳定性好、高亲和力、高特异性、易于操作和生产



数字农业.SupPlant筹集1000万美元用于无传感器灌溉

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图 | FP 旗下基金

精准农业硬件软件解决商SupPlant近期宣布筹集1000万美元,以加速其行业定义和颠覆无传感器灌溉API产品。该轮融资由Boresight Capital、Menomadin Foundation、Smart-Agro Fund和Mivtah Shamir参与。SupPlants致力于节约用水、降低成本、提高生产力和产量,使用农艺算法、人工智能和基于云技术帮助农民实现这些目标。SupPlant测量植物的压力并监测水分含量以及植物和果实的生长模式。然后将这些数据与实时和预测的气候数据以及预计的植物生长模式相结合。所有这些信息每10分钟上传一次到云中的算法,该算法基于所有这些数据的集成向农民提供简单、精确的灌溉建议。SupPlant 的数据库拥有14个国家/地区31种作物的综合专业知识,涵盖从中东干旱地区到中美洲热带地区的生长条件。




04 产|业|之|声

肯尼亚批准抗病转基因木薯 | 海外政策

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肯尼亚国家生物安全局 (NBA) 于6月15日批准了木薯品种4046,NBA认为该品种作为食品或饲料食用时不会对人类和动物健康或环境构成任何风险。审查过程包括来自肯尼亚公众的意见,符合肯尼亚宪法。肯尼亚农业和畜牧研究组织 (KALRO) 开发了这种改良作物,该作物经过基因改造以提供木薯褐条病 (CBSD) 的抵抗力。木薯现在成为继棉花、玉米、大豆和豇豆之后,非洲第五个获准露天种植的转基因作物。NBA表示,目前还没有对CBSD具有天然抗性的木薯品种。CBSD是一种由粉虱和受感染的扦插传播的病毒性疾病,它对肯尼亚的木薯农民造成高达98%的毁灭性损失。



江苏大学与三部门共创现代农装一流学科 | 产学研

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日前,从江苏大学得悉,江苏省人民政府和教育部、农业农村部经协商,决定共建江苏大学。根据目标,江苏大学建设成为“培养高素质创新型现代农业装备人才的重要基地、研发高端智能农业装备的重要平台、服务乡村振兴和推进农业机械化智能化的重要力量、传承创新中国特色农机文化的重要窗口”,成为在国内外具有重要影响力和鲜明特色的高水平大学。



农产品质量安全国家重点实验室挂牌宁大 | 产学研

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6月29日,“省部共建农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室”落户宁波大学。该实验室由浙江省农业科学院与宁波大学联合共建,也是我国农产品质量安全领域第一家国家重点实验室。未来实验室将针对区域发展的战略布局与产业特色,立足浙江、辐射沿海,紧紧围绕区域内陆水生农产品质量安全的危害因子污染机理、风险评估和过程控制三方面的科学问题,开展深入的基础和应用研究,在绿色发展和融合发展的理念下探明和解决农产品质量安全问题,对农产品生产过程控制和质量安全进行全面评价,促进农产品质量安全相关产学研用的有机整合。



隆平高科湘研种业与三井物产股权交割 | 企业合作

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6月18日,“ 隆平高科湘研种业与三井物产股权交割暨湖南农大与湘研种业合作授牌仪式 ” 在长沙县湘研种业公司园区举行。隆平高科向三井物产转让控股子公司湖南湘研种业有限公司20%股权,同时,湘研种业个人股东转让10.4%股权。本次交易完成后,隆平高科持有湘研种业60%的股份,三井物产合计持有湘研种业30.4%的股份。同时,双方将开展联合育种和育种技术合作,推动湘研种业提高育种效率,加快育种速度。此外,双方还将充分利用优势销售网络,在全球推广湘研辣椒种子

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