敲除病蟲害基因 讓棉花高產又“綠色”

近日，華中農業(yè)大學作物遺傳改良國家重點實驗室棉花團隊傳來喜訊，該團隊在棉花基因編輯系統(tǒng)研究方面取得系列突破，通過實施精準打靶，他們的新系統(tǒng)能成功敲除棉花基因中的“奸細”，為高品質棉花生產保駕護航。

“在棉花基因編輯領域，我們處于國際領先地位?！眻F隊教授金雙俠說，目前團隊已研發(fā)出4套棉花基因編輯系統(tǒng)，在全球廣泛應用。

早在2013年，團隊嘗試將水稻、擬南芥的CRISPR編輯體系引入棉花，沒有獲得成功。后經不斷嘗試，團隊根據棉花的生物學特性，把調控元件改為棉花自身元件，第一套棉花基因編輯系統(tǒng)于2017年創(chuàng)建，編輯效率達85%。科研攻關持續(xù)進行，棉花基因編輯系統(tǒng)第二套、第三套和第四套相繼成功。脫靶效應測試證明，團隊創(chuàng)建的基因編輯系統(tǒng)精準度高、脫靶率極低?！按虬芯珳适腔蚓庉嫵晒εc否的關鍵。”金雙俠稱。

國際知名學術期刊《植物科學趨勢》2019年還邀約金雙俠團隊撰寫研究成果綜述并在線發(fā)表。近期該團隊在棉花中首次建立高效CPF1和單堿基編輯系統(tǒng)，進一步充實棉花基因編輯工具庫?；蚓庉嫾夹g以生物體內特定基因為干涉目標，或阻礙其產生不良特征，或對其修改使之朝積極方向變化。金雙俠說，水稻、棉花、小麥等作物病蟲害的發(fā)生，正是作物基因和病毒“里應外合”導致。作物基因里存在病蟲害誘導基因，平時處在沉默狀態(tài)，一旦病毒來襲，這些“奸細”就活躍起來，造成作物病害，現(xiàn)在通常采取外界藥物噴灑或生物抵抗方式防治。若應用基因編輯技術，就能準確找到基因中的“奸細”并精準出擊，將“奸細”基因敲除，作物自然不會染病。

目前金雙俠團隊用基因編輯技術，研發(fā)出棉花除草劑抗性材料，實現(xiàn)對除草劑的抗性，已在小范圍試驗中取得成功。同時該團隊利用高通量基因編輯技術對數以千計棉花基因進行飽和突變，以期創(chuàng)造出豐富的遺傳材料，培育更多抗病蟲、產量高、品質好的“綠色”棉花。金雙俠認為，雖基因編輯技術源頭在國外，但國內一大批科研工作者正在水稻、玉米、小麥、油菜等重要作物中開發(fā)原創(chuàng)性基因編輯系統(tǒng)，搶占農作物基因編輯制高點。（來源：科技日報）

日本東麗研發(fā)具有納米級連續(xù)孔結構的多孔碳纖維

日本紡織品生產商東麗集團(Toray Industries， Inc.)宣布研發(fā)出全球第一種具有納米級連續(xù)孔結構的多孔碳纖維。使用這種纖維作為支撐層，可以減輕先進膜的重量，使其結構更緊湊，從而提高性能(注：先進膜可用于分離溫室氣體以及制氫)。東麗將繼續(xù)推動這種新材料的研發(fā)工作，以促進碳循環(huán)，并將和其他公司合作研發(fā)可以持續(xù)開發(fā)氫能源的應用程序。

據東麗稱，一些傳統(tǒng)的氣體吸收設施都是分離吸收二氧化碳、生物氣體、氫氣及其他氣體，這就使得這些設施必須占用極大的空間以及消耗過多能源，從而導致排放大量的二氧化碳。于是，采用膜分離氣體的方法受到業(yè)內的廣泛關注，但是至今仍然沒有研發(fā)出兼具良好氣體分離性能和耐久性的膜。

而此次東麗研發(fā)的多孔碳纖維薄且柔軟，同時，因含有碳結構，該纖維具有化學穩(wěn)定性和極佳的透氣性。因此，如果把這種纖維用作氣膜的支撐材料，即使疊加多層，氣膜仍可保持緊湊和輕巧。

東麗希望為氣體分離先進膜的商業(yè)化發(fā)展出一份力，使用了新研發(fā)的多孔炭纖維的先進膜對于實現(xiàn)環(huán)保型天然氣、凈化生物氣體以及制氫至關重要。在研發(fā)多孔碳纖維時，東麗將自身獨有的聚合物技術與碳纖維技術、水處理技術及分離膜技術相結合，這些技術都已處于行業(yè)領先地位。

東麗現(xiàn)有的聚合物技術使其已經可以創(chuàng)造出具有均勻連續(xù)的孔和碳的多孔碳纖維，因此，創(chuàng)造具有納米級連續(xù)孔結構的多孔碳纖維可以采取兩種方法：一是將多孔結構的大小從微米級調整為納米級；二是在纖維中心形成中空纖維狀的多孔碳纖維。預計新的多孔碳纖維將應用在高性能電池中的電極材料和催化劑載體中(用于固定其他物質的基礎物質)。（來源：紡織科技雜志）

東華大學研發(fā)具有濕熱穩(wěn)定性和舒適性的摩擦/鐵電協(xié)同電子織物材料

隨著可穿戴電子設備的蓬勃興起，人們對隨身能源的需求逐漸增大，基于織物的能源器件引起了人們極大的興趣。然而，體表與環(huán)境復雜多變的濕熱條件往往會影響電學織物的性能。此外，這些隨身設備的透氣、透濕及可水洗性也逐漸成為研究者關注的焦點。鑒于此，東華大學王宏志教授課題組以“全纖維”為設計原則，開發(fā)了一種具有濕熱穩(wěn)定性和舒適性的摩擦/鐵電協(xié)同電子織物材料。相關研究成果以《具有濕熱穩(wěn)定性和舒適性的摩擦/鐵電協(xié)同電子織物材料》(“All-fiber tribo-ferroelectric synergisticelectronics with high thermal-moisture stability and comfortability”，DOI:10.1038/s41467-019-13569-5)為題發(fā)表于國際知名學術期刊《自然·通訊》(Nature Communications)。

在本研究中，研究人員利用靜電紡絲技術制備了鐵電聚合物(P(VDF-TrFE))和聚酰胺6(PA6)兩種納米纖維作為功能材料，通過摩擦表面極化和鐵電極化的相互作用，實現(xiàn)了摩擦/鐵電協(xié)同電學增強。這種電子織物材料在低頻外力作用下可產生5.2 W/m2的峰值功率密度。

研究人員利用親水聚丙烯腈(PAN)和聚酰胺6微納米纖維和疏水棉織物構筑了額外的吸濕排汗層。全纖維的設計理念，保證了織物材料優(yōu)良的透氣和透濕性能，其較低的干態(tài)熱阻和蒸發(fā)阻有利于維持舒適的體表微環(huán)境。此外，研究人員還演示了電子織物在彎折、抖動時驅動液晶顯示器、數字化發(fā)光點陣、電子手表，以及為鋰電池充電、驅動藍牙信號傳輸系統(tǒng)、實時捕捉足部姿態(tài)等應用。

（來源：紡織導報）