欧盟寻求放宽基因编辑作物限制

欧盟寻求放宽基因编辑作物限制 欧盟委员会周三提议修改其关于转基因生物（GMO）的规则，放宽对新基因编辑技术产生的植物的一些限制。 欧盟执行官表示，此举将为农民提供更具韧性的作物，减少化学农药的使用，并为消费者提供营养价值更高的食品。 周三，委员会提议将新基因组技术（NGT）植物分为两类。那些也可能自然发生或通过传统育种发生的物质将不受转基因生物立法和标签要求的约束。所有其他 NGT 植物将被视为转基因生物，需要风险评估和授权。如果基因修饰不超过 20 处，植物将符合第一类的资格。 如果第二类植物更能耐受气候变化或需要更少的水或肥料，则可以采用更快的审批流程。该提案需要获得欧洲议会和欧盟政府的批准，并且可能会进行修改。

科学家在蓝藻中发现了一种新的酶功能 有望催生更好的碳捕捉作物

科学家在蓝藻中发现了一种新的酶功能 有望催生更好的碳捕捉作物 5月10日发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上的这项研究展示了一种名为羧基体碳酸酐酶（CsoSCA）的酶以前未知的功能，这种酶存在于蓝藻（又称蓝绿藻）中，能最大限度地提高微生物从大气中提取二氧化碳的能力。蓝藻因其在湖泊和河流中的有毒繁殖而广为人知。但这些蓝绿色的细菌分布广泛，也生活在世界的海洋中。虽然它们会对环境造成危害，但研究人员将它们形容为"微小的碳超级英雄"。通过光合作用，它们每年在捕捉全球约 12% 的二氧化碳方面发挥着重要作用。蓝细菌是一组光合细菌，通常被称为"蓝藻"，尽管它们是原核生物而不是真正的藻类。从海洋、淡水到裸岩，这些生物广泛存在于各种水生和陆地环境中。蓝藻以其进行含氧光合作用的能力而闻名，这意味着它们会产生氧气作为副产品，与植物类似。这一过程对地球上的生命至关重要，因为它为大气中氧气的产生做出了重要贡献。第一作者、澳大利亚国立大学博士研究员萨沙-普尔斯福德（Sacha Pulsford）介绍了这些微生物捕获碳的惊人效率。Pulsford女士说："与植物不同，蓝藻有一个称为二氧化碳浓缩机制（CCM）的系统，它能固定大气中的碳并将其转化为糖，其速度明显快于标准植物和农作物物种。"CCM 的核心是被称为羧基体的大型蛋白质区。这些结构负责封存二氧化碳，容纳 CsoSCA 和另一种叫做 Rubisco 的酶。CsoSCA 和 Rubisco 两种酶协同工作，显示出 CCM 的高效特性。CsoSCA 的作用是在羧基体内产生局部高浓度的二氧化碳，然后 Rubisco 可以吞噬这些二氧化碳，并将其转化为糖分供细胞食用。论文的主要作者、英国国立大学的本-朗博士说："到目前为止，科学家们还不清楚CsoSCA酶是如何受控的。我们的研究重点是揭开这个谜团，尤其是在遍布全球的一个主要蓝藻群中。我们的发现完全出乎意料。CsoSCA酶随着另一种名为RuBP的分子的旋律起舞，RuBP像开关一样激活了它。把光合作用想象成做三明治。空气中的二氧化碳是馅料，但光合作用细胞需要提供面包。这就是 RuBP。""就像做三明治需要面包一样，二氧化碳转化为糖的速度取决于 RuBP 的供应速度。CsoSCA酶向Rubisco提供二氧化碳的速度取决于RuBP的含量。当RuBP足够多时，酶就会开启。但是，如果细胞中的 RuBP 用完了，酶就会关闭，从而使系统高度调整和高效。令人惊讶的是，CsoSCA酶一直蕴藏在大自然的蓝图中，等待着被发现"。科学家们说，工程作物在捕获和利用二氧化碳方面的效率更高，这将大大提高作物产量，同时减少对氮肥和灌溉系统的需求，从而极大地促进农业发展，它还可以确保世界粮食系统更能适应气候变化。Pulsford 女士说："了解 CCM 的工作原理不仅能丰富我们对地球生物地球化学基本自然过程的认识，还能指导我们为世界面临的一些最大的环境挑战制定可持续的解决方案。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

简讯: 中国批准首个基因编辑农作物项目，农业部发布《农业用基因编辑植物评审细则》

简讯: 中国批准首个基因编辑农作物项目，农业部发布《农业用基因编辑植物评审细则》 4月28日，农业农村部科教司发布2023年农业转基因生物安全证书批准清单。在农业用基因编辑生物安全证书（生产应用）批准清单中，山东舜丰生物科技有限公司申请的“突变gmfad2-1a和gmfad2-1b基因品质性状改良大豆AE15-18-1生产应用的安全证书”项目获批，成为中国首个获批的基因编辑农作物项目，其有效期为5年，即自2023年4月21日至2028年4月20日。 农业农村部发布《农业用基因编辑植物评审细则（试行）》（下称《评审细则》），这也是继2022年1月24日农业农村部发布《农业用基因编辑植物安全评价指南（试行）》（下称《指南》）后，再度发布与基因编辑植物相关的安全管理规定。 来源:

“基因程序”让所有植物的祖先征服了旱地

“基因程序”让所有植物的祖先征服了旱地 哥廷根大学培养的两株 Zygnema。C 表示叶绿体，N 表示细胞核，P 表示类核。单细胞丝含有两个叶绿体和一个细胞核。现在，在内布拉斯加-林肯大学的领导下，一个由来自全球 20 个研究机构的 50 名科学家组成的团队绘制了四株古老的Zygnema藻类的基因组图谱，揭开了最早陆地植物的基因创新之路。内布拉斯加大学林肯分校的计算生物学家、该研究的共同通讯作者尹彦斌说："这是一个进化的故事。它回答了最早的陆生植物是如何从水生淡水藻类进化而来这一根本问题。"基因组测序是确定生物体完整遗传物质（DNA）的过程，并将其组装成一个可计算的表示形式。它为研究物种进化和了解遗传多样性提供了宝贵的资源。如果全基因组测序是在基因所在的染色体水平上进行的，则会更有用。绘制海藻基因组图谱揭示了陆生植物的进化过程 Klára Plíhalová/Wikimedia CommonsCC BY-SA 4.0研究人员利用德克萨斯大学奥斯汀分校的藻类培养库中的两个样株和德国哥廷根大学的两个样株，组建了四个多细胞藻类样株。Zygnema属于淡水和半陆生藻类Zygnematophyceae（双星藻属），有4000多个已描述的物种，能适应紫外线、极端干燥和冰冻等极端压力。陆生植物的一个显著特点是它们的多细胞体。多细胞基因与对环境压力的反应密切相关，为植物的适应性奠定了基础。研究人员利用尖端的DNA测序技术，生成了完整的染色体级藻类基因组。通过将这些基因组与其他植物和藻类的基因组进行比较，研究人员发现了双星藻属的基因创新。他们发现了涉及生长和发育、细胞分裂、细胞壁生物合成和重塑的"基因程序"，以及由环境线索触发的基因。基因的共同表达表明，它们共同感知环境并相应地调节植物生长。"我们的基因网络分析揭示了基因的共同表达，特别是那些在陆生植物和裸子植物最后的共同祖先中扩展和获得的细胞壁合成和重塑基因，"Yin说。"我们揭示了平衡环境响应和多细胞细胞生长机制的深层进化根源"。研究人员说，他们的发现将引发进一步的研究，这对生物能源、水的可持续性和碳封存都有重要意义。哥廷根大学的共同通讯作者扬-德-弗里斯（Jan de Vries）说："我们不仅为整个植物科学界提供了宝贵的高质量资源，使他们现在可以探索这些基因组数据，而且我们的分析还发现了环境反应之间错综复杂的联系。"这项研究发表在《自然遗传学》杂志上。 ... PC版： 手机版：

基因编辑技术新突破：可促进作物光合作用

基因编辑技术新突破：可促进作物光合作用 RIPE 团队利用 CRISPR/Cas9 技术，通过改变上游调控 DNA 来提高水稻的基因表达量。虽然其他研究已经利用该技术敲除或降低了基因的表达，但他们的研究是首次采用无偏见的基因编辑方法来提高基因表达和下游光合作用活性。资料来源：RIPE 项目"CRISPR/Cas9等工具正在加速我们微调作物基因表达的能力，而不仅仅是敲除基因或将其'关闭'。"该研究的第一作者、UCB Niyogi 实验室前博士后研究员 Dhruv Patel-Tupper 说："过去的研究表明，这种工具可以用来降低参与重要权衡的基因的表达，例如植物结构和果实大小之间的权衡。据我们所知，这是第一项研究，我们询问是否可以使用同样的方法来增加基因的表达，并以一种无偏见的方式改善下游活性。"这项研究发表在《科学进展》（Science Advances）上，是"实现光合效率提高"（RIPE）项目的一部分，该项目是由伊利诺伊大学领导的一项国际努力，重点是通过提高粮食作物的光合效率来增加全球粮食产量。利用天然植物基因与利用来自其他生物的基因来改善光合作用的合成生物学策略不同，参与光保护过程的基因天然存在于所有植物中。2018 年《自然-通讯》（Nature Communications）发表的一篇论文指出，通过在植物体内过量表达其中一种基因 PsbS，可以提高作物的水分利用效率，受此启发，Niyogi 实验室及其负责人克里斯-尼约基（Kris Niyogi）希望弄清楚如何在不添加外来 DNA 的情况下改变植物原生基因的表达。鉴于水稻是一种主食，而且三种关键光保护基因都只有一个拷贝，因此水稻被选为这项研究的理想对象。研究人员使用 CRISPR/Cas9 改变目标基因上游的 DNA，该 DNA 控制着基因的表达量和表达时间。他们的目标是发现这种改变如何能增强下游活性。"他们的实验结果超出了预期。"美国农业部 AAAS 科技政策研究员帕特尔-图珀说："DNA 中增加基因表达的变化比我们预期的要大得多，也比我们在其他类似报道中看到的要大得多。""我们有点惊讶，但我认为这说明了植物和作物的可塑性有多大。经过数百万年的进化和数千年的驯化，它们的DNA已经习惯了这些巨大的变化。"他补充说："作为植物生物学家，我们可以利用这种'回旋余地'，在短短几年内做出巨大改变，帮助植物更有效地生长或适应气候变化。"基因修饰的影响和效率研究人员了解到，反转或调控 DNA 的"翻转"会导致PsbS 基因表达的增加。这个项目的独特之处在于，在对 DNA 进行最大反转之后，研究小组成员进行了一次RNA测序实验，以比较水稻基因组中所有基因的活性在进行和未进行修改的情况下发生了怎样的变化。他们发现，有差异表达的基因数量非常少，比类似的转录组研究要少得多，这表明他们的方法并没有影响其他重要过程的活性。帕特尔-图珀补充说，虽然研究小组证明这种方法是可行的，但仍然比较罕见。他们培育出的植物中约有1%具有理想的表型。结论和对未来的影响帕特尔-图珀解释了这项研究的影响，他说："我们在这里展示了一个概念验证，即我们可以使用 CRISPR/Cas9 在关键作物基因中产生变体，并获得与传统植物育种方法相同的飞跃，但针对的是我们想要设计的非常集中的性状，而且时间尺度要快得多。这肯定比使用转基因植物方法更困难，但通过改变已经存在的东西，我们也许能够预先解决监管问题，这些问题可能会延缓我们将这样的工具迅速送到农民手中的速度。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究发现植物利用其内部昼夜节律来适应水分供应和盐分水平的波动

研究发现植物利用其内部昼夜节律来适应水分供应和盐分水平的波动 研究人员发现，植物利用它们的昼夜节律钟来应对一天中外部水分和盐分水平的变化。同样的回路由一种名为 ABF3 的蛋白质控制的优雅反馈回路也有助于植物适应干旱等极端条件。这些研究成果最近发表在《美国国家科学院院刊》上。"关键是植物被困在原地。它们无法跑来跑去喝水。它们不能随心所欲地移动到阴凉处，也不能远离盐分过高的土壤。正因为如此，它们才进化到利用昼夜节律来精确测量和适应环境，"该研究的资深作者、凯克医学院神经学、生物医学工程和定量计算生物学的大学和教务长教授、南加州大学米切尔森聚合生物科学中心主任史蒂夫-A-凯（Steve A. Kay）博士说。拟南芥幼苗表达昼夜节律时钟报告基因对水胁迫反应的生物发光图像"。图片来源：南加州大学童亮博士/凯实验室凯的实验室长期致力于研究昼夜节律时钟蛋白在植物和动物中的作用。昼夜节律调节生物变化的时钟蛋白可能为作物工程中的一个持续挑战提供了一个精明的解决方案。培育抗旱植物非常困难，因为植物会通过减缓自身的生长和发育来应对压力过度的压力反应意味着植物表现不佳。"在提高植物抗逆性的同时，还要最大限度地提高其生长和产量，这两者之间存在着微妙的平衡，"凯说。"气候变化使解决这一难题变得更加紧迫。"寻找反馈回路以前的植物生物学研究表明，时钟蛋白调控着植物中约 90% 的基因，是植物对温度、光照强度和昼长（包括决定植物何时开花的季节性变化）做出反应的核心。但一个悬而未决的大问题是，时钟蛋白是否以及如何控制植物处理不断变化的水和土壤盐度的方式。为了探索这种联系，凯和他的团队研究了拟南芥。拟南芥是一种常用于研究的植物，因为它个头小、生命周期快、基因组相对简单，而且与许多农作物有共同的性状和基因。他们创建了一个包含 2000 多种拟南芥转录因子的文库，这些转录因子是控制基因在不同环境下表达方式的蛋白质。转录因子可以提供有关生物过程调控的关键信息。然后，研究人员建立了一个数据分析管道，对每个转录因子进行分析并寻找关联。凯说："我们得到了一个非常大的惊喜：时钟调控的许多基因都与干旱反应有关，尤其是那些控制脱落酸激素的基因，脱落酸是植物在水位很高或很低时产生的一种胁迫激素。"分析表明，脱落酸水平受时钟蛋白和转录因子 ABF3 的控制，这就是凯所说的"同态反馈回路"。在一天的时间里，时钟蛋白调节 ABF3，帮助植物应对不断变化的水位，然后 ABF3 将信息反馈给时钟蛋白，以控制应激反应。当条件变得极端时，例如干旱期间，同样的循环有助于植物适应。遗传数据还揭示了处理土壤盐度变化的类似过程。这种回路的真正特别之处在于，它能让植物在对外界压力做出反应的同时，控制住自身的应激反应，从而继续生长发育。改造更好的作物研究结果指出了两种可能有助于提高作物抗逆性的新方法。农业育种者可以在昼夜节律ABF3回路中寻找和选择天然存在的遗传多样性，这种多样性能让植物在应对水和盐分胁迫时略胜一筹，即使抗逆性略有提高，也能大幅度提高作物产量。凯和他的同事还计划探索一种基因改造方法，利用CRISPR来设计促进ABF3的基因，从而设计出高度抗旱的植物。这可能是在思考如何调节作物植物以提高其抗旱性方面的一个重大突破。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：