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知耕智汇78期 | 首次揭示几丁质生物合成机制;新朝阳天然芸苔素甾醇晶型专利获PCT国际专利受理;农业农村部全面推进豆粕减量替代
栏目:知耕智汇
日期:2022-11-29
浏览量:795
摘要:

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快报摘要 - Wrap Up



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科|技|突|破  

Science Breakthrough

Nature Biotechnol :优化小型Cas9系统突破传统PAM限制|基因编辑

Fermentation:利用转基因酵母在啤酒中产生高浓度啤酒花香气|合成生物

JAFC:基于肽组学与分子对接快速筛选豌豆蛋白源DPP-4抑制肽|肽AI设计

Nat Comm:植物源三七素在大肠杆菌中的生物合成|合成生物

Nature:首次揭示几丁质生物合成分子机制|生物农药

Nature:植物免疫受体蛋白的双功能抗病机制|植物免疫

MSE:将水产养殖废弃物转化为组织修复生物材料|生物基新材料

Science:揭示NLP7转录因子为植物硝酸盐受体|功能基因

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大|企|业|动|向  

Big Player

大北农牵头组建蛋白饲料生物制造创新联合体

NEXTLOOPP和欧莱雅联手实现包装废料制造聚丙烯循环利用

MustGrow携手合作伙伴推动芥末衍生物项目发展

新朝阳天然芸苔素甾醇晶型专利获PCT国际专利受理

Corteva Agriscience收购Symborg加速生物刺激素发展

先正达联合Bioceres推动生物种子处理技术商业化

Meala利用功能蛋白替代植物肉中甲基纤维素

Burcon开发高纯度葵花籽蛋白提取工艺

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融|资|速|递

Funds & Funding

昆虫蛋白公司Nutrition Technologies获2000万美元融资

昆虫蛋白初创InnovaFeed获2.5 亿美元D轮融资

农业科技初创Lleaf 获350万美元融资

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产 | 业 | 之 | 声

Community Voice

农业农村部:发布3类技术模式和8家企业典型案例全面推进豆粕减量替代

澳大利亚 OGTR收到Grasslanz Technology转基因多年生黑麦草田间试验许可申请


01 科|技|突|破

Nature Biotechnol :优化小型Cas9系统突破传统PAM限制|基因编辑

CRISPR-Cas系统对靶位点的识别和编辑依赖于特定的PAM序列,极大限制了CRISPR-Cas为基础的精准基因编辑技术发展和应用。美国哈佛大学Broad研究所、霍华德休斯研究所David Liu实验室与波士顿大学Ahmad S. Khalil实验室合作借助升级后的蛋白定向演化系统,对小型Cas9系统Nme2Cas9进行系列的优化和改造。改造后的Nme2Cas9突变体成功突破传统PAM(N4CC)的限制,可有效识别N4YN类型的PAM并实现高效的基因编辑。本研究为精准基因编辑提供了全新的工具,极大的拓展了精准编辑工具的应用范围。此外本研究还为后续各类CRISPR-Cas系统的改进奠定了基础。

原文链接:

https://doi.org/10.1038/s41587-022-01410-2


Fermentation:利用转基因酵母在啤酒中产生高浓度啤酒花香气|合成生物

啤酒花香气的生物转化,尤其是半胱氨酸S-缀合物β-裂解酶 (CSL),一直是酿酒科学家和酿酒界关注的话题。俄勒冈州立大学的酿酒研究人员及生物工程师研究通过转基因酵母菌株改变发酵过程,生产出具有明显啤酒花香气的啤酒。研究表明转基因菌株生产的啤酒的3MH 和3MHA浓度比亲本菌株高出73倍和8倍,浓度比其感官检测阈值高出79倍。该研究对创造新的啤酒风味和增加酿酒商可用于生产具有强烈和多样热带风味和香气的啤酒的工具数量有显著作用。

原文链接:

https://www.mdpi.com/2311-5637/8/8/370


JAFC:基于肽组学与分子对接快速筛选豌豆蛋白源DPP-4抑制肽|肽AI设计

二肽基肽酶-4(DPP-4)抑制剂被开发为抗糖尿病药物,但会导致过敏反应、血管性水肿、尿路感染等不良反应。开发副作用最小的DPP-4抑制剂具有重要意义。江南大学食品学院张晖教授课题组开发了一种基于肽组学与分子对接联用的技术从豌豆蛋白中快速筛选食源性DPP-4抑制肽,并阐明了多肽抑制DPP-4活性的潜在机制。该研究结果对于食源性DPP-4抑制肽的快速筛选具有重要指导意义。

原文链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.2c03949


Nat Comm:植物源三七素在大肠杆菌中的生物合成|合成生物

植物源天然产物三七素具有止血、抗炎、神经保护等多种药理作用,但是其生物合成途径尚不清晰。北京化工大学袁其朋教授、孙新晓教授研究团队利用逆向生物合成方法首次设计了三七素从头生物合成途径,该研究为三七素工业化生产铺平了道路,表明提高菌株性能将实现从传统的基于植物的生产过程过渡到基于微生物发酵的过程,为如何利用合成生物学搭建非天然途径生产目标化学品提供了一个例子。

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-022-33255-3


Nature:首次揭示几丁质生物合成分子机制|生物农药

几丁质俗称甲壳素广泛存在于真菌、节肢动物、软体动物、环节动物、腔肠动物和原生动物中却从不会在植物和哺乳动物体内合成,其生物合成途径仍待揭开。中国农业科学院杨青教授团队和中国科学院龚勇研究员历时十五年解析了大豆疫霉菌几丁质合成酶的冷冻电镜结构,首次揭示了几丁质生物合成的完整过程,并阐明了尼克霉素抑制几丁质生物合成的机制。几丁质合成酶及其与底物、产物以及抑制剂结合的结构信息,也为针对几丁质合成酶理性设计小分子从而控制有害昆虫的种群数量带来了新曙光。此研究成果标志着中国农药研发水平提升到了基础理论原始创新的高度。该工作也是全球农药创新研究与开发近几十年来最重要的基础性进展之一。

原文链接:

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05244-5


Nature:植物免疫受体蛋白的双功能抗病机制|植物免疫

定位于细胞膜表面的植物模式识别受体(PRRs)重要的一类PRR胞外配体识别结构域可进一步分为LRR- RKs和LRR- RLPs。对于参与植物抗病的另一大类LRR- RLPs的配体识别及活化分子机制目前尚不清楚。清华大学柴继杰教授及南京农业大学王源超教授团队研究通过解析受体RXEG1单独(apo-RXEG1)、受体-配体识别(RXEG1-XEG1)和受体-配体-共受体复合物(RXEG1-XEG1-BAK1)等多种不同状态的结构,结合生物化学植物细胞生物学等手段进一步阐明了其发挥功能的具体机制。该研究阐明细胞膜受体蛋白RXEG1识别病原菌核心致病因子XEG1激活植物免疫的作用机制,首次揭示细胞膜受体蛋白具有激活免疫活性直接抑制致病因子XEG1酶活的双重免疫功能,对认识、合理利用和精准改造植物免疫受体,提高作物广谱抗性具有重要的指导意义。

原文链接:

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05214-x


MSE:将水产养殖废弃物转化为组织修复生物材料|生物基新材料

渔业副产品如牛蛙皮和鱼鳞是新加坡最大的水产养殖废物。新加坡南洋理工大学科学家已经开发出一种完全由废弃的牛蛙皮和鱼鳞制成的新型生物材料,该材料可以帮助骨骼修复。多孔生物材料包含与骨骼中相同的化合物,可充当骨骼形成细胞粘附和繁殖的支架,从而导致新骨骼的形成。该支架可以用于帮助恢复由于疾病或伤害而丢失的骨组织,例如由于创伤或癌症手术引起的颌骨缺损,还可以协助外科植入物(例如牙科植入物)周围的骨骼生长,这种生物材料的生产解决了水产养殖废物的问题。

原文链接:

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34082928/


Science:揭示NLP7转录因子为植物硝酸盐受体|功能基因

硝态氮不仅是植物必需的矿质营养盐,也是重要的信号分子。西北农林研究团队刘坤祥发现了新的植物硝酸盐信号“开关”——NLP7蛋白,确定其代表了陆生植物的一种硝酸盐受体。研究开发了荧光硝酸盐感受器,方便在细胞水平观察到植物体内硝酸盐的含量和变化。该研究阐明了光合自养植物通过感受硝态氮进而激活植物信号转导网络和生长反应的调节机制,将为提高作物的氮利用效率,减少化肥使用和能源消耗,减轻由温室气体排放引起的气候变化,进而支持农业的可持续发展提供新的启迪。

原文链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.add1104


02 大|企|业|动|向

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合成生物

大北农牵头组建蛋白饲料生物制造创新联合体

9月8日,大北农集团联合10家单位揭榜十四五国家重点研发计划“揭榜挂帅”项目“蛋白饲料生物工程制造前沿技术及新产品创制”,该蛋白饲料生物制造创新联合体在中国饲料工业协会、北京市饲料工业协会、首批57家成员单位见证下正式揭牌成立,通过合成生物技术挖掘新路径,创制生物制造蛋白饲料新产品、创新低豆粕日粮配方,不从耕地要蛋白,三年实现新增或节约1600万吨大豆当量蛋白饲料。为根本性解决我国蛋白饲料紧缺、进口依存度高的产业问题,大北农集团创新项目管理机制,以项目搭平台,聚焦“提效减量、开源替代”,发起成立“蛋白饲料生物制造创新联合体”,共同推进饲料养殖行业豆粕减量替代


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生物基新材料

NEXTLOOPP和欧莱雅联手实现包装废料制造聚丙烯循环利用

NEXTLOOPP和欧莱雅合作利用消费后的包装废料制造食品级再生聚丙烯 (rPP)。通过使用Nextek Ltd开发的技术组合,将食品级PP与其他材料分离,然后对聚合物进行净化,以确保符合英国、欧盟和美国的食品级标准,它可以识别和从沐浴露瓶到任何塑料类型的酸奶罐,任何数量的包装变体都可以分类。双方将共同努力并推动食品级rPP包装的循环路径。


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生物农药

MustGrow携手合作伙伴推动芥末衍生物项目发展

MustGrow Biologics Corp及其全球农业合作伙伴通过在全球主要农业地区的田间试验、开发工作和监管批准战略推动MustGrow的有机芥末衍生作物保护食品保鲜技术继续发展。进展包括:与住友商事合作土壤生物熏蒸推动油田开发,包括商业化所需的毒理学、安全性、功效和监管工作;拜耳利用MustGrow的芥末衍生技术进行的初步实验室和温室研究及新的试验注册;JanssenPMP利用MustGrow的芥末衍生生物制剂,测试计划将侧重于植物毒性、残留、施用率、施用方法和剂量时机。NexusBioAg将合作推动加拿大油菜(根茎病)和豆类作物(单丝菌病)商业化开发和监管。


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生物农药

新朝阳天然芸苔素甾醇晶型专利获PCT国际专利受理

成都新朝阳作物科学股份有限公司原创研发的植物内源生长调节剂天然芸苔素甾醇晶型专利成功拿到PCT国际专利受理通知书,这意味着天然芸苔素甾醇晶型技术将可以在众多的国家申请获得知识产权保护。公司最早通过酶法定向萃取等新工艺技术获得天然芸苔素,并先后获得中国发明专利、PCT美国专利、PCT澳大利亚专利、中国农业农村部2016-2017年度神农中华农业科技奖科研成果二等奖。源自天然提取的″芸苔素甾醇″,以14-羟基芸苔素甾醇为标志性的产品由新朝阳在2017年首次获得中国ICAMA农药正式登记,同时也是全球首次登记并实现了产业化。后期将根据该PCT国际专利检索报告评价情况适时向美国、加拿大、巴西等专利商标局提交下一步申请,以为其在全球范围内的知识产权提供保护壁垒。


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生物刺激剂

Corteva Agriscience收购Symborg加速生物刺激素发展

Corteva Agriscience宣布收购微生物技术企业Symborg。Symborg在整个生物制品行业备受推崇,拥有多元化的现有产品组合、新兴的生物控制管线以及强大技术知识和团队基础。双方合作扩大生产规模并提供Utrisha™ N和BlueN™养分效率优化器,这种创新的天然生物刺激剂使植物能够从空气中固定氮并使其可供植物使用,从而提供替代的补充氮源,并有可能减少因使用化肥而产生的温室气体排放。


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生物种子处理

先正达联合Bioceres推动生物种子处理技术商业化

9月16日,先正达作物保护公司的种子护理业务与生物作物生产力解决方案领导者Bioceres Crop Solutions宣布商业研发合作。先正达种子护理公司将成为Bioceres生物种子处理解决方案的全球独家商业分销商,根据长期的研发合作,双方将共同进行新产品的开发,同时加快已在筹备中的产品的注册处理解决方案的全球独家商业化分销商,以管理害虫抗性改善作物健康。Bioceres为大豆等作物提供生物调节剂,改善作物营养,支持植物生长。


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功能蛋白

Meala利用功能蛋白替代植物肉中甲基纤维素

9月20日,Meala FoodTech Ltd.宣布在利用功能蛋白替代植物肉清洁标签方面取得新突破。其专利平台创造了功能激活的蛋白质,旨在以1:1的比例替代甲基纤维素和其他广泛用于肉类替代品的胶体作为粘合和胶凝剂。甲基纤维素(食品添加剂E461)在受热时凝胶化,给人一种更像肉的感觉,但冷却后又恢复到粘稠的状态。Meala的多功能蛋白质大大改善肉类替代品的质地及感官质量。


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植物蛋白

Burcon开发高纯度葵花籽蛋白提取工艺

9月20日,Burcon NutraScience公司宣布利用其核心蛋白质技术平台和专业知识,开发了一种专有的提取和纯化工艺,将葵花籽油生产过程中的副产品葵花籽粕转化为高质量的葵花籽蛋白分离物并用于食品和饮料,其特点是味道中性,颜色偏白。Burcon正在与Pristine Gourmet合作,后者是一家100%纯加拿大非转基因冷压初榨油的加工商,以进一步优化Burcon公司的新型葵花籽蛋白技术。


03 融|资|速|递

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昆虫蛋白

昆虫蛋白公司Nutrition Technologies获2000万美元融资

9月19日,昆虫蛋白公司Nutrition Technologies宣布完成一轮2000万美元融资。本轮融资由PTT风险投资公司牵头,住友商事、ING可持续投资、Mandala资本、Openspace Ventures、SEEDs Capital和Hera Capital等跟投。资金将进一步扩大其在马来西亚的运营工厂的生产能力以及通过在即将宣布的东南亚第二个国家的新合资项目扩大生产能力,公司还打算扩大其在新加坡的研发能力与英国和欧盟开始商业活动,并为其现有的知识产权组合增加几项新专利。公司的专利技术和垂直昆虫生产系统是利用热带气候的低能耗优势和适宜性,团队开发整个生产系统,该系统使用一些定制的自动化设备,以确保严格的生物安全、零废物和强大的单位经济性。


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昆虫蛋白

昆虫蛋白初创InnovaFeed获2.5亿美元D轮融资

法国昆虫蛋白初创公司InnovaFeed获2.5亿美元D轮融资,本轮融资由卡塔尔主权财富基金卡塔尔投资局(QIA)领投,公司将利用新资金从即将在伊利诺伊州建立的昆虫垂直农场开始向美国扩张,并计划在十年内扩展到其他市场。公司使用黑水虻的幼虫生产用于动物和植物饲料的蛋白质和油类。目前美国已批准将黑水虻用于狗粮,欧盟允许在猪和家禽饲料中添加昆虫,然而,基于昆虫的蛋白质的监管市场仍在发展,而且还处于早期阶段。


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新材料

农业科技初创Lleaf获350万美元融资

悉尼农业科技初创公司Lleaf获350万美元融资,本轮融资由丹麦投资公司ALFA Ventures和2 Degrees领投,新南威尔士大学和Lleaf所在的深度科技中心Cicada Innovations跟投,资金用于其室内农业的发光塑料技术。Lleaf开发了一系列专利的吸光和发光塑料,温室塑料屋顶中使用的发光染料吸收一种颜色的光,然后以另一种颜色发出,该光谱可以针对特定应用进行定制,例如增加光合作用或模拟开花和结果的季节变化,可以提高温室和室内种植的阳光和人造光的质量植物,使作物产量平均增加约 20%


04 产|业|之|声

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饲料行业

农业农村部:发布3类技术模式和8家企业典型案例全面推进豆粕减量替代

9月19日,农业农村部召开豆粕减量替代行动工作推进视频会,全面推进豆粕减量替代行动,促进养殖业节粮降耗,保障国家粮食安全。会议指出豆粕减量替代对于养殖者节本饲料生产者节料、全行业增效和国家粮食安全具有重要意义。同时9月20日农业农村部办公厅发布《关于公布饲料中豆粕减量替代典型案例的通知》,提出低蛋白氨基酸平衡日粮技术、杂粮杂粕型多元化日粮技术及饲料精准配方高效加工技术,并发布牧原、温氏、新希望、海大等八家企业豆粕减量替代案例分析。


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转基因  

澳大利亚OGTR收到Grasslanz Technology转基因多年生黑麦草田间试验许可申请

澳大利亚基因技术监管办公室(OGTR) 已收到来自Grasslanz Technology的许可申请 (DIR 194),以进行可代谢能含量增加的转基因 (GM) 多年生黑麦草的田间试验。该试验计划在2023年4月至2028年12月之间进行,将受到限制转基因植物及其引入的遗传材料的传播和持久性的控制措施。在田间试验中种植的转基因多年生黑麦草不会用于商业动物饲料,然而可以用转基因多年生黑麦草生产的青贮饲料进行动物喂养试验。OGTR 正在为申请准备一份风险评估和风险管理计划。预计将于2022年11月下旬发布,征求专家、机构和当局的公众意见和建议。

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