
在收获的世界中,有这样的“贫困战斗机” - 他可以忍受干旱的酷刑,燃烧的热量,甚至成功地在贫瘠的盐 - 斯卡尔普土地上。这是高粱,是世界第五大谷物作物。除了上面的好处外,与近乎相关的亲戚甜高粱也是含糖含量高的产量,可以用作饲料和能量,具有巨大的潜力,可以建立动物婚姻的发展和极大地利用土地资源。但是,一个棘手的难题阻止了它的增加 - 甜高粱茎中的顽固木质纤维素就像是一堵墙,使反刍动物的消化和吸收。因此,仅通过破坏这种自然障碍,我们仍然可以释放甜高粱的全部潜力。最近,中国科学院遗传与发育生物学研究所的研究人员AOF Xie Qi团队在该领域取得了成功的结果 - 他们对S进行了“基因修饰手术”韦特·高粱的目的是要稻草(主要成分是更好的饲料。“切口1,4-β-二甲烷酶的手术刀”,以改变甜高粱的xylan的操作。由三种物种支撑:纤维素(例如硬质绳索),半纤维素(例如,粘附)(例如粘附的粘合剂)和粘附的布拉克特(如粘附)(例如)(例如)(例如)(例如)(例如)(例如)(例如)(例如)(例如)(例如)(例如)(例如)(例如)。这三个是木质纤维素的结合生物质的重要来源,木质纤维素在我们的生活中扮演着许多角色。纸等不会与之分开。其次,它也是一种精美的生物燃料原料,木质纤维素被腐烂并转化为酒精(Malannoyed Energy)。此外,木质纤维素也可以用可生物降解的塑料,友好的建筑材料,织物链等制成。在动物婚姻行业中,饲料(主要是成分是木质纤维素)是反刍动物(例如牛和羊)的主要饲料,但是草药没有木质纤维素的高融化。如果动物的木质纤维素融化可以改善,则可以使用更少的饲料喂养更多动物。惊喜发现:天然突变体M19开设了新想法。有趣的是,研究人员在甜高粱中发现了一种天然突变体M19,这引起了解决木质纤维素消化率问题的目的。研究小组发现,在突变体M19中,SBXYL是一种负责制造“ Xylan剪刀”(endo-1,4-β-二甲苯酶)的基因,正在突变和失败(Nosensemutations)避免抗议性截短的蛋白质)。是链反应的突变带:由于“剪刀”受损,因此Xylan代谢和细胞壁正常(尤其是向植物供水的血管组织)受到影响,因此植物短,叶子是卷曲的,水的运输能力很差,并且产量很低。但是,比较野生型甜高尔山E048(左)和突变的M19(右)植物(图像资源:参考文献[1]),但是,看似不必要的突变带来了意外的收购 - 突变的M19细胞壁结构被破坏(更松散)(更松散),并且内部内部更容易降低木质纤维素,而不是直接腐烂的动物和较高的动物(与动物的动物相比,都更加腐烂(与动物的动物相比,均与密封的抗性(相比),并构成了密封的范围(均与密封剂构成,均与密封剂进行了更高的动物(固定)(固定在剂量上)。 Dryfeed),其融化显着提高了7.7%-20.1%。它产生了一个有趣的对比:对于单个植物而言,这种突变对其成长和发展并不令人愉快,但作为F埃德,这是一个巨大的优势!植物中“基因手术”的行为:考虑相同的“高产量”和“易于消化”。但是,要用一个好的解决方案使这一发现感到惊讶,也存在新的问题:即使突变体M19具有良好的质量饲料(易于溶解),其产量太低(植物很短),不适用于实际生产。因此,研究人员设定了一个双重目标:允许植物正常生长(主要是恢复正常的血管组织发育和水运输能力),并保持易于消化费用饲料的好处(松散的细胞壁结构)。为了实现这一目标,研究人员采用了以下创新方法:找到仅与血管组织(负责水和营养运输的管道系统)一起使用的“开关”(启动子),该方法可以确保仅在需要的地方激活该基因(血管组织);野生E048 SBXYL基因E048及其突变位点的SBXYL基因示意图(C至T)在突变体M19(图像资源:参考[1])中,步骤2:使用发现的“开关”来控制“ Xylan剪刀”基因的表达(SBXYL)。通过这种设计,SBXYL基因的表达严格限于血管组织。步骤3:将组合的遗传成分(PSBNAC :: SBXYL)通过技术进行了基因修饰的技术。在上述示意图模型中,血管组织特异性panheadaches(图像资源:参考[1])的示意图模型,野生型E048(左侧的植物)显示了正常的血管束(VB)形态,导致正常的生物量和木质纤维素特性。 M19突变体损失了SBXYL(图中间的植物)显示血管束面积减少,成纤维细胞二级细胞壁(SCW)变薄,生物量降低,但木质纤维素消化较高。特定辅助(VSC)植物(右)的血管组织可节省生长缺陷,同时保持木质纤维素M19的质量提高。后在温室中的种植,结果表明,经过特定援助的血管组织的植物已经到达了工作人员的两个目标的研究人员。一方面,VSC植物血管束会发展出nnormal,水的运输恢复,植物的生长更高,产量恢复到正常水平。野生型高粱的野生型高粱(E048),突变体(M19)和血管组织特异性辅助植物(VSC)植物在温室中生长的植物(资源:参考:参考[1]),另一方面,在显微镜下,在显微镜下,VSC菌株的血管菌株仍在野外造型,但仍在恢复野生型,但它仍在恢复过来,但它仍在恢复过来牢房和墙壁的壁很容易易用,墙壁很容易,墙壁的开发仍然容易,墙壁上的墙壁很容易,细胞壁很容易,细胞壁也很容易,并且细胞壁很容易。观察到的形态茎血管和成纤维细胞。橙色圆圈表示血管区域,橙皮表示细胞的第二壁。 。这在动物婚姻产业中具有重要意义,这意味着可以使用更少的土壤来源和饲料来生产更多的动物产品,例如肉类和牛奶。此外,“精确定位修饰”(仅在特定组织中的特定基因的表达)非常聪明,可以防止整个植物中过度表达的木聚糖酶引起的一般崩溃(小于M19),并且具有广泛的潜在应用。使用这个想法不仅可以提高饲料农作物的饲料价值,例如甜高粱和玉米,而且还可以在将来应用来改变诸如Switchgrass之类的能源作物,从而使其更容易将其生物量转化为生物燃料,并提高工作效率和经济生物能源。总的来说,研究团队的这种创新方法为TH提供了希望和可持续的解决方案E木质纤维素“硬度”的全球问题。将来,随着基因编辑技术的持续发展,我们可以目睹更成功的农作物的诞生,并真正实现“高质量和高产”和“高资源效率”的胜利状况。参考文献:[1] GE,Fenguong等。 “内托-1、4-β-二甲酶的血管组织特异性表达提高了甜高粱青贮饲料的饲料的效率。”分子植物(2025)。
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