快报摘要 - Wrap Up
科｜技｜突｜破
Science Breakthrough
PBJ：利用CRISPR/Cas9基因编辑创制高单不饱和脂肪酸大豆新种质 | 基因编辑
Nat Bio：以基因编辑介导的大片段DNA精准定点插入新工具 | 基因编辑
Nat Com：利用植物光合固碳工程改造提高作物产量 | 合成生物
利用大豆进行个性化生物制药 | 合成生物
AFM：基于菌丝体的可自我修复、穿戴皮革材料 | 生物基新材料
Polymer Chemistry：基于全生物基聚碳酸酯创制功能性可施肥肥料 | 生物基新材料
01 科｜技｜突｜破
PBJ：利用CRISPR/Cas9基因编辑创制高单不饱和脂肪酸大豆新种质 | 基因编辑
大豆油分中 脂肪酸 的组成和含量决定了其营养价值和稳定性。东北农业大学研究团队利用 CRISPR/Cas9基因编辑技术 创制高单 不饱和脂肪酸 、 低多不饱和脂肪酸大豆新种质 的研究结果。研究以 GmPDCT1/GmPDCT2基因为靶标 ，在其 PAP2保守结构域设计了2个靶点 ，并 构建双基因双靶点基因编辑载体 ，通过 农杆菌 转化 大豆品系DN50 ， T0代 共获得 15株阳性植株 (转化效率 25% )。利用Sanger测序检测产生的突变，其中有7株 (编辑效率为 46.7% ) 在目标位点检测到突变，以碱基插入及缺失为主，均为双基因敲除突变体，其中大多数T0代突变均稳定遗传到 T1-T2代 ，同时也在T1及T2代中发现了新的突变，均为翻译提前终止型突变体。本研究还检测了 高油酸突变体 的主要农艺性状，发现敲除 GmPDCT1/ GmPDCT2基因 并不影响大豆株高、叶形、花色、粒长、粒宽、种子总蛋白和总油分含量等。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.14060
Nat Bio：以基因编辑介导的大片段DNA精准定点插入新工具 | 基因编辑
目前能够实现大片段 DNA精准操纵 的 基因组编辑工具 还十分有限，尤其在植物研究领域相关工具还未见报道。中国科学院遗传所高彩霞研究组开发了 PrimeRoot技术 ，通过 系统整合优化的引导编辑工具 和 位点特异性重组酶系统 ，实现长达 11.1 kb 的 大片段DNA 的高效精准 定点插入 。相比于传统非精准的非同源末端连接策略，PrimeRoot插入 5kb及以上 DN*片A**段的效率有明显提升，且插入完全精准可预测，在编辑效率和精准性上具有显著优势。该系统将为基于 基因堆叠 的植物分子育种和植物合成生物学研究提供有力的技术支撑。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41587-023-01769-w
Nat Com：利用植物光合固碳工程改造提高作物产量 | 合成生物
自然界的光合作用并不是一个完全高效的过程，其 Rubisco蛋白酶 发挥重要作用，但空气中 高浓度O2 可以抑制该酶的固碳活性，改善该生物过程将显著提高作物产量。英国利物浦大*联学**合华中农业大学科研团队在国际上首次将微生物的 固碳核心元件 移植到植物的 叶绿体 中，让植物细胞拥有更高效的 光合作用和碳固定 。研究人员成功地将源自 变形杆菌Halothiobacillus neapolitanus 的 全套羧酶体组分（包括Rubisco、碳酸酐酶和其他对羧酶体形成和功能必须的主要结构成分） 植入到*草烟**植物细胞的叶绿体中，从而在植物体内构建了完整的 羧酶体超分子复合物结构 。这项具有里程碑意义的研究揭开了利用合成生物学方法对植物遗传改造、从而提高作物产量的新途径。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-023-37490-0
利用大豆进行个性化生物制药 | 合成生物
药物中使用的 必需化合物 通常来源于活的植物和动物，这些重要用途可能让这些涉危生物危上加危，需要寻找新原料来促进制药业的可持续发展。美国科罗拉多大学博尔德分校的两名生物学家利用其开发的平台，把遗传指令注入大豆，将大豆转变为化工厂，有望研发出婴儿奶粉、疫苗和癌症治疗所必需的化合物。研究人员创建了一种直接从 植物中制造化合物 的方法，将其创建的平台与紫杉树样本的 遗传密码 相结合，向大豆植株注入 遗传指令 ，创建了 抗癌药物紫杉醇 。利用大豆进行 个性化生物制药 ，突破了紫杉醇等药物中 重要化合物原料和技术的制约 ，有利于制药业的可持续发展。生物学家计划今年实现他们首个产品—对婴儿发育至关重要的 生物工程乳蛋白 的规模化生产。
AFM：基于菌丝体的可自我修复、穿戴皮革材料 | 生物基新材料
菌丝体是由某些类型的 真菌产生的线状结构 ，真菌菌落可以生长为 大型垫状结构 ，这种结构可以进行处理生产为一种称为 菌丝体皮革的材料 ，且与 牛皮皮革性 能相似。纽卡斯尔大*联学**合诺森比亚大学开发了一种利用菌丝体创造自我修复可穿戴材料的方法。研究团队通过将 活性衣原体孢子 添加到一批 水状碳水化合物 、 蛋白质 和 其他营养素 中来培养自己的一批菌丝体。然后，他们留出足够的时间在液体上形成厚厚的皮肤。然后，该团队将皮肤从液体中取出并晾干。当它干燥时，他们应用了温度和化学物质的混合物，使材料变得像皮革一样，而不会杀死嵌入的 衣原体孢子 。对所得材料的测试表明，它在外观和特性上与其他 菌丝体皮革 相似，且具有可修复性，新修复的材料与未损坏的对照样品一样坚固。
原文链接：
DOI：10.1002/adfm.202301875
Polymer Chemistry：基于全生物基聚碳酸酯创制功能性可施肥肥料 | 生物基新材料
开发具有与 传统石油基聚合物材料 相当的优异性能或功能的 新型生物基聚合物材料 是目前行业趋势。东京工业大学研究团队基于 生物基D-甘露醇与苯甲醛 合成了一种具有 缩醛结构 的 二缩醛单体DBM ，随后与无毒和可生物降解的 异山梨醇（ISB） 进行共聚合成了 全生物基聚碳酸酯（PC） 。所得 生物PC 具有与 传统石油基PC 相当的 热稳定性 。通过对 DBM单元上的缩醛基团 进行脱保护，然后用硼酸进行后改性以形成 硼酸酯 ，很容易对所得聚合物进行改性。最后，通过 氨解 将这种生物基PC成功转化为肥料，展示了基于新概念的材料设计的指导原则。该研究是基于创新回收模式“塑料面包”的 高分子材料 新时代的里程碑
原文链接：
https://doi.org/10.1039/D3PY00079F
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