快报摘要 - Wrap Up

科｜技｜突｜破

Science Breakthrough

PBJ ：利用环介导等温扩增和重组酶聚合酶扩增技术现场检测植物病毒｜分子快检

PBJ：利用 CRISPR 精准编辑提升农杆菌介导的植物遗传转化效率｜基因编辑

Nat Catal ：AI 设计助力酶活性预测｜AI设计

PBJ：作物中杀虫剂转运蛋白基因的挖掘｜基因挖掘

Nat Rev Microbiol：诺奖得主 Doudna 发表基因组编辑酶结构生物学进展｜基因编辑

Plant Com：纳米材料实现植物体内高效递送｜纳米递送

Nat Com：植物调控组学综合分析平台 ChIP-Hub｜生物信息

Chemical Science：无标记质谱筛选赋能新酶活定向进化｜酶工程

Science：首个作物高温感受器揭示水稻高温抗性和叶绿体蛋白降解新机制｜基因挖掘

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科｜技｜突｜破

PBJ ：利用环介导等温扩增和重组酶聚合酶扩增技术现场检测植物病毒｜分子快检

农作物易受多种病毒病原体感染，大多数对于病毒的检测分析需要实验室具有先进的设备和技术技能。近日，阿卜杜拉国王科技大学团队简要地介绍了检测病毒的传统方法，并研究用于检测病毒的各种等温分析方法—环介导等温扩增(LAMP)及重组酶聚合酶扩增（RPA）。这些方法可用于作物抗病种质资源的筛选，并作为研究流行病学和预测病害暴发的工具。未来在现场检测病毒方面应集中于开发负担得起、具有成本效益和可靠的分析方法。

原文链接：

https://doi.org/10.1111/pbi.13871

PBJ：利用CRISPR 精准编辑提升农杆菌介导的植物遗传转化效率｜基因编辑

根瘤杆菌广泛应用于植物的基因转化。基于此跨界基因转移能力，农杆菌成为研究细菌 DNA 导入和整合到植物基因组机制的重要工具和模型系统。近期，爱荷华州立大学王侃团队采用 CRISPR RNA 引导的农杆菌基因组工程整合酶系统，证明了通过 Guide RNA-Assisted TargEting 插入转座因子可以有效地产生 DNA 插入，从而实现靶向基因敲除。本研究为改良农杆菌种类及其基因敲除提供了新的基因工程策略。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.13872

Nat Catal ：AI 设计助力酶活性预测｜AI设计

零散的实验测量和不可忽略的实验误差会在很大程度上限制酶活参数的获取，进而无法进行系统性地分析及进一步去理解酶的进化等。在数据驱动下，深度学习在探索化学空间、预测基因表达、酶号预测、生物合成途径挖掘等方面都有很好的应用。近日瑞典查尔姆斯理工大学 Jens Nielsen 团队发表的研究提供了一个可以大规模预测酶活性参数的深度学习模型。该模型仅依赖于蛋白序列和酶底物信息即可进行高效准确地预测，并可针对任意物种进行预测，可作为系统生物学和合成生物学领域中酶评价的重要计算工具。研究中提出的基于深度学习和贝叶斯的新一代酶约束模型构建方法，验证了将新型模型大规模推广到非模式生物的可能性，极大地推动了代谢模型领域的发展。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41929-022-00798-z.pdf

PBJ：作物中杀虫剂转运蛋白基因的挖掘｜基因挖掘

如果施用的农药能精准积累分布在病虫害危害部位，则可以显著提高农药利用率，实现智慧、精准、轻简、和谐的植物保护。近日，华南农业大学徐汉虹团队研究克隆了噻虫嗪高效利用吸收转运蛋白基因 OsATL15，并对其潜在的分子机制和应用价值进行初步探究。该成果开创性地从农药与作物互作角度提高农药对靶传递效率，为以农药高效利用为目标性状的水稻分子设计育种提供了重要的研究思路和基因资源。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13869

Nat Rev Microbiol：诺奖得主 Doudna 发表基因组编辑酶结构生物学进展｜基因编辑

CRISPR-Cas 系统提供对外来移动遗传元件的抵抗力，并具有广泛的基因组编辑和生物技术应用。近日，加州大学伯克利分校 Jennifer A. Doudna 联合研究在理解酶的分子结构和机制方面取得的最新进展，探索 CRISPR-Cas 功能的适应性和干扰方面，以及关于负责基因组靶向的分子机制的开放性问题。该综述讨论 CRISPR-Cas 系统的进化和结构多样性如何解释它们作为基因组编辑工具的功能复杂性和实用性。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41579-022-00739-4

Plant Com：纳米材料实现植物体内高效递送｜纳米递送

纳米技术在作物高效生产和农业应用上潜力巨大，将目标纳米材料高效的递送到植物体内或者作用部位是实现其生物学效应的第一步。近日，华中农业大学吴洪洪课题组较系统地从整体植株水平和单个细胞水平上论述了影响纳米材料在植物体内高效递送和转运的屏障或因素。研究从设计并控制纳米材料特性以服务于纳米农业的角度出发建议：特异性地从头设计特性可控的环境友好型农业纳米材料及师法自然，以开发环境友好型农业纳米材料。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.xplc.2022.100346

Nat Com：植物调控组学综合分析平台 ChIP-Hub｜生物信息

建立植物调控基因组参考图谱将为作物遗传精准改良提供重要的资源。近日，南京大学陈迪俊课题组采用 ENCODE 计划推荐的数据分析标准，对来自世界各地不同实验室的数据进行人工注释并统一分析处理并系统评估数据质量，将数据资源和分析结果整合到 ChIP-Hub 在线数据库中，共收集了超过 40 个物种，总量大于 10,000 套植物调控组学数据。该研究帮助植物科研学者快速定位植物基因组上潜在的调控元件，提供了便利的信息检索和数据分析可视化平台，为作物精准改良提供了宝贵的参考资源。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-022-30770-1

Chemical Science：无标记质谱筛选赋能新酶活定向进化｜酶工程

目前质谱筛选在酶定向进化中的应用有限，主要是检测样品进入质谱仪之前步骤耗时，限制质谱筛选的通量。近日，中科院司同课题组联合中国医学科学院杨兆勇课题组并依托深圳合成生物研究重大科技基础设施，开发了无标记质谱筛选技术，应用于环二肽合酶的定向进化改造，快速得到 F186L 突变体催化合成野生型天然酶无法产生的新二酮哌嗪分子。该研究在新催化活性发现这一工程目标方面进行了概念性验证。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D2SC01637K

Science：首个作物高温感受器揭示水稻高温抗性和叶绿体蛋白降解新机制｜基因挖掘

目前关于植物抵抗极端高温的温度感受器还未曾被报道过。近日中科院上海交通大学团队合作，研究成果首次揭示在一个控制水稻抗热复杂数量性状的基因位点（TT3）中存在由两个拮抗的基因组成的遗传模块调控水稻高温抗性的新机制和叶绿体蛋白降解新机制，发现了第一个潜在的作物高温感受器。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo5721