人工智能除草机分不清杂草？科学家建议基因改造蔬菜的外观

人工智能除草机分不清杂草？科学家建议基因改造蔬菜的外观对于AI除草机傻傻分不清杂草和农作物这一问题，哥本哈根大学的科学家提出了一个绝妙的建议——对小麦或玉米等作物进行基因编辑。我们可以通过花青素(使蓝莓呈蓝色)或类胡萝卜素(使胡萝卜呈橙色)使之颜色变化，或者使蔬菜长出形状奇怪的叶子，又或者让蔬菜具有人眼看不见但机器可以检测到的特征，例如发出红外光。这些都将有助于机器人进行视觉识别。——

科学家成功对活体动物的单个细胞进行基因改造

科学家成功对活体动物的单个细胞进行基因改造研究人员开发出一种利用CRISPR-Cas技术同时修改成年动物细胞中多个基因的技术，这种技术创造出一种类似马赛克的模式，从而简化了遗传疾病的研究。这种方法揭示了对遗传疾病22q11.2缺失综合征的新认识，并有可能在未来减少动物实验的数量。资料来源：苏黎世联邦理工学院由巴塞尔苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系生物工程教授兰德尔-普拉特领导的研究人员现在开发出了一种方法，可以大大简化和加快实验动物的研究：利用CRISPR-Cas基因剪刀，他们可以在一只动物的细胞中同时改变几十个基因，就像打马赛克一样。虽然每个细胞中改变的基因不超过一个，但一个器官中的不同细胞会以不同的方式发生改变。这样就可以对单个细胞进行精确分析。这样，研究人员就能在一次实验中研究多种不同基因变化的影响。根据最近发表在《自然》（Nature）杂志上的一份报告，苏黎世联邦理工学院的研究人员首次成功地将这种方法应用于活体动物，特别是成年小鼠。此前，其他科学家已经针对培养细胞或动物胚胎开发出了类似的方法。为了"告知"小鼠细胞CRISPR-Cas基因剪刀应该破坏哪些基因，研究人员使用了腺相关病毒（AAV），这是一种可以靶向任何器官的传递策略。他们制备了病毒，使每个病毒粒子都携带破坏特定基因的信息，然后用携带不同基因破坏指令的混合病毒感染小鼠。这样，他们就能关闭一个器官细胞中的不同基因。在这项研究中，他们选择了大脑。利用这种方法，苏黎世联邦理工学院的研究人员与日内瓦大学的同事一起，获得了人类一种罕见遗传疾病--22q11.2缺失综合征--的新线索。这种疾病的患者表现出许多不同的症状，通常被诊断为精神分裂症和自闭症谱系障碍等其他疾病。在此之前，人们知道这种疾病是由一个包含106个基因的染色体区域引起的。人们还知道这种疾病与多种基因有关，但不知道哪些基因在疾病中起作用。在对小鼠的研究中，研究人员重点研究了这一染色体区域中同样在小鼠大脑中活跃的29个基因。在每只小鼠的脑细胞中，他们修改了这29个基因中的一个，然后分析了这些脑细胞的RNA图谱。科学家们能够证明，其中三个基因在很大程度上导致了脑细胞的功能障碍。此外，他们还在小鼠细胞中发现了与精神分裂症和自闭症谱系障碍相似的模式。在这三个基因中，有一个已经为人所知，但另外两个以前并不是科学界关注的焦点。普拉特研究小组的博士生、该研究的第一作者安东尼奥-桑蒂尼亚说："如果我们知道疾病中哪些基因的活性异常，我们就可以尝试开发补偿这种异常的药物。"这种方法也适用于研究其他遗传疾病。桑蒂尼亚说："在许多先天性疾病中，多个基因都在起作用，而不仅仅是一个。精神分裂症等精神疾病也是如此。现在，我们的技术可以让我们直接在完全生长的动物体内研究这类疾病及其遗传原因。每次实验修改的基因数量可以从目前的29个增加到几百个。"研究人员现在可以在活体生物中进行这些分析，这是一个很大的优势，因为细胞在培养过程中的行为与它们作为活体的一部分的行为是不同的。另一个优势是，科学家只需将AAV注射到动物的血液中即可。AAV有多种不同的功能特性。在这项研究中，研究人员使用了一种能进入动物大脑的病毒。根据要研究的内容，也可以使用针对其他器官的AAV。苏黎世联邦理工学院已经为这项技术申请了专利，现在，研究人员希望将其作为"肽"研究的一部分。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385987.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385987.htm

中国科学家创制防控水稻“癌症”新型基因

中国科学家创制防控水稻“癌症”新型基因稻瘟病被称为水稻“癌症”，是一种毁灭性的真菌病害，全球每年因稻瘟病造成的产量损失达数千万吨。目前，我国种植的水稻广谱抗病品种有限。因此，快速克隆抗病基因，培育广谱抗病水稻品种，是实现作物病害绿色防控，既保护环境又保障粮食安全最有效的措施。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365371.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365371.htm

寻找“超级马铃薯” - 科学家创造出超级马铃薯庞基因组

寻找“超级马铃薯”-科学家创造出超级马铃薯庞基因组科学家们创建了一个马铃薯超级基因组，以确定抗逆性更强、营养更丰富的马铃薯的性状。这个庞大的基因数据库有助于开发抗病和适应气候的马铃薯，从而有利于全球粮食安全。在玛蒂娜-斯特罗姆维克（MartinaStrömvik）教授的领导下，该研究小组开发了马铃薯超级基因组，以确定可为下一代超级马铃薯铺平道路的遗传特征。Strömvik教授说："我们的超级庞基因组揭示了马铃薯的遗传多样性，以及有可能在我们现代作物中培育出哪些类型的遗传特征以使其变得更好，它代表了60个物种，是迄今为止马铃薯及其近缘种基因组序列数据的最广泛收集。"基因组是生物体的一套完整的遗传指令，称为DNA序列，而庞基因组旨在捕捉一个物种内完整的遗传多样性，超级庞基因组还包括多个物种。马铃薯是世界上许多人的主食来源--就人类消费而言，它是仅次于水稻和小麦的全球最重要的粮食作物之一。Strömvik教授说："野生马铃薯物种可以教给我们很多关于哪些遗传性状对适应气候变化和极端天气、提高营养质量和改善粮食安全至关重要的知识。"为了建立马铃薯庞基因组，研究人员使用超级计算机对来自公共数据库（包括加拿大、美国和秘鲁的基因库）的数据进行了压缩。据研究人员称，马铃薯基因组可用于回答有关这种重要作物进化的许多问题，这种作物是近1万年前秘鲁南部山区的土著居民驯化的。它还可以用来帮助识别特定基因，利用传统育种或基因编辑技术创造出超级土豆。科学家们希望开发出一种能够抵御各种形式疾病的作物，并能更好地抵御极端天气，如大量降雨、霜冻或干旱。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381289.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381289.htm

新型合成微生物群落在消灭杂草的同时促进作物的健康生长

新型合成微生物群落在消灭杂草的同时促进作物的健康生长华中农业大学的研究团队开发出了实验室培养的新型合成微生物群落（也称为SynComs），这种群落本质上就像一个微型微生物群落，可以消灭杂草目标，同时促进作物的健康和生长。其中一种SynCom从杂草或小麦根瘤中分离出的细菌特别显示出了帮助行业减少除草剂使用的巨大前景。在对四种SynComs（C1、C2、C3和C4）进行的温室比较研究中，C4拔得头筹，它不仅能杀死危害小麦作物的有害稗草，还能促进谷物的健康和生长。研究小组指出："所有SynComs都能促进小麦生长，具体表现为土壤植物分析发育（SPAD）值和新鲜生物量的增加。与此同时，SynComC4与低剂量Axial除草剂结合使用时，可有效降低侵染杂草小金丝雀草的SPAD值和新鲜生物量。"在这些结果的鼓舞下，研究人员在一个连续多年遭受严重虫害的地区进行了大规模田间试验。他们试验了不同剂量的Axial（25%、50%、75%和100%），发现了一个黄金区域，该区有可能显著减少用于这种主要作物的化学品。研究人员指出："C4与50%和75%Axial的组合通过减轻除草剂对小麦的副作用，显著改善了小麦的生长。杂草侵扰使50%和75%Axial剂量的谷物产量分别减少16%和25%。与单独使用Axial相比，将Axial与C4结合使用可挽回杂草侵扰下22%的谷物产量损失。""研究结果表明，除草剂与SynComs的组合在控制杂草和促进小麦生长方面具有协同效应，因此这种组合提供了一种可持续的生态友好型杂草控制策略"。自商业化以来，除草剂就毁誉参半，数以百计的合成化合物被广泛应用于集约农业，提高了产量，减少了人工劳动。然而，尽管除草剂被广泛用于控制破坏作物的植物，并具有促进生长的作用，但在越战期间，美国军方使用橙剂（以及紫、蓝、粉、绿和白剂）混合除草剂来去除树木叶片、破坏植被和作物后，除草剂对人类的毒性就变得非常明显了。1971年，美国禁用了这种除草剂（比有毒杀虫剂滴滴涕早一年）。虽然美国对除草剂的使用进行了严格监管，但其使用会产生严重的连锁反应。就像人类肠道微生物群对整体健康的重要性一样，土壤中的微生物群对其维持的生命也至关重要。除草剂会减少土壤中循环养分的有机物，使这一独特的微生物群退化，从而降低作物产量。这反过来又会增加用于促进生长的化学品。不过，SynComs也有自己的挑战，例如在释放到自然环境中时，会面临土壤中的竞争物种。随着时间的推移，合成微生物也可能因进化和横向基因转移而发生变化。(除草剂的使用也导致植物发展出抵抗反复化学攻击的机制）。在这项研究中，科学家们发现C4能显著促进小麦的生长，即使在没有Axial的情况下也是如此。在包括一种基于糖的新型除草剂、另一种来自"失败"抗生素的除草剂、甚至基于植物的泡沫等研究领域，这是一个充满希望的进展。研究人员指出："在田间条件下，即使与低剂量除草剂一起使用，C4也能表现出理想的双重功能，既能控制小麦蚜虫，又能促进小麦生长。因此，将SynComs与低剂量除草剂结合使用有望成为一种可持续的环保除草策略。"这项研究发表在《土壤生态学通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1416279.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1416279.htm

科学家实现微调无土栽培蔬菜中的碘和钾含量

科学家实现微调无土栽培蔬菜中的碘和钾含量研究人员在意大利南部的一个商业微型绿色农场工作，他们想看看能否调整一系列蔬菜中的碘和钾含量。研究人员说，这个农场的蔬菜是在液体培养基中生长的，这使得项目更容易开展。无土栽培被认为是提高新鲜蔬菜质量的一种先进、环保的农业实践，无土栽培系统为精确、有效地调节营养液提供了机会。在对不同的生长培养基配方进行了一些试验后，研究小组生产出的蔬菜的碘含量是未在特殊配方中生长的植物的14倍。碘是甲状腺健康的关键营养素。碘通常存在于强化食盐、牛奶、鱼和鸡蛋中，但随着健康组织呼吁减少食盐摄入量，以及人们越来越倾向于素食生活方式，碘正慢慢从饮食中消失。研究人员认为，通过提高它在其他食品中的含量，可以帮助消费者增进健康。接下来，科学家们在种植同样的蔬菜时，钾的含量减少了45%，而钾对肾病患者来说是一种危险的营养物质。研究人员说："由于蔬菜中含有高浓度的钾，肾功能受损的病人有时会被建议不要吃蔬菜，或者将蔬菜浸泡在水中煮沸，通过浸出来减少钾的含量。然而，使用这种烹饪方法减少的钾含量可以说是有限的，而其他重要的矿物质和维生素可能会大量流失。在这种情况下，生产低钾蔬菜可能会引起极大的兴趣"。接下来，来自意大利食品生产科学研究所、国家研究委员会和巴里阿尔多-莫罗大学的研究人员计划将注意力转向通过直接改变植物的新陈代谢途径来改变可食用作物的营养成分，而不是简单地改变其生长介质。他们说："要优化这些技术，就必须深入研究植物的分子生物学，包括参与合成目标分子的代谢途径，并不断改进生长条件。先进的科学知识与创新技术相结合，可以为生产更健康、更营养的生物强化蔬菜开辟新的前景"。他们目前的研究已发表在《食品与农业科学杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415657.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415657.htm