基因编辑作物的发展及检测监管现状

随着以ZFN、TALEN和CRISPR/Cas9技术为代表的基因编辑技术的不断发展,越来越多的基因编辑作物不断问世,围绕着基因编辑作物的监管态度和检测技术将成为新的问题。笔者简要介绍了目前运用基因编辑技术培育的基因修饰作物的现状,并以ZFN技术为代表,分析了世界上有关国家对基因编辑作物的监管态度,并针对基因编辑作物检测可能存在的问题进行了分析。旨在为我国未来可能出现的基因编辑作物进出口的监管和检测工作提供参考。     

做好《广西植保》编辑工作之我见

编辑是运用多方面知识 ,将自己对客观事物的认识和理解对文稿进行策划和修改的一种创造性劳动。一篇作品需要进行编辑才能真正成为较完美的作品。期刊或作品一旦发表 ,对社会、读者将产生巨大的、深远的影响。因此 ,对期刊和文章要进行策划、编辑、加工、把关是非常重要的。为做好《广西植保》编辑工作 ,提高作品乃至《广西植保》的质量。笔者提几点个人体会和看法。供同行商榷。1　提高编辑水平　　编辑人员的综合素质 ,业务水平对期刊质量最具影响力。因此 ,加强对编辑队伍的培训 ,加强素质建设和品格修养 ,提高编辑水平 ,是首当其冲的关…     

昆虫不育技术在害虫防治中的应用和研究进展

昆虫不育技术是一种通过释放不育昆虫来控制田间害虫种群的生物防治新策略。为将昆虫不育技术应用于防治全球入侵害虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda,该文对昆虫不育技术的作用机理和防治现状进行了综述,并对国内外利用该技术成功防治害虫的作用原理、作用方式和对多种害虫防治的成功案例进行了归纳;同时,对防治靶标基因doublesex的功能性作用进行总结。本综述基于CRISPR/Cas9基因编辑系统调控靶标基因,整理并展望通过释放携带显性致死基因的昆虫种群实现虫口密度控制的研究现状,为促进昆虫不育技术防治害虫提供理论基础。     

昆虫翅发育研究的现状与前景

翅的形成有利于昆虫的迁移,一些害虫依靠强大的飞行能力扩散为害,致使农林业产业经济损失严重。目前,昆虫翅发育研究在遗传调控机理方面取得了大量突破性进展,作为生物器官的研究模型,昆虫翅为生物医学提供了良好的范本。为深入了解昆虫翅发育的研究进展和在植物保护及生物医学领域中的应用,本文介绍了昆虫翅发育的普遍调控机理,对比了不同变态发育类型代表性昆虫的翅发育关键调控基因及其作用机理,并结合最新涌现的RNA农药、纳米材料转染生物分子、基因编辑等技术,分析并展望了农业害虫防治中的翅模型研究的应用前景。     

功能基因组技术在昆虫抗药性研究中的应用展望

目前化学防治仍是植物保护的重要手段,化学杀虫剂通过参与昆虫自然选择,诱导其产生可遗传的基因突变,从而导致昆虫抗药性的增加,近年来随着杀虫剂的广泛使用,抗药性已成为植物保护领域亟需解决的重大问题。利用分子生物学手段对由基因变异引起的昆虫抗药性进行解析已成为可能,在现今大多数昆虫抗药性研究中,功能基因组技术已被广泛用于候选基因调控抗药性机制的研究。本文介绍了双元基因表达技术——GAL4/UAS技术、基因干扰技术——RNAi技术和基因编辑技术——CRISPR/Cas9技术这3种有助于阐明昆虫抗药性分子机制的功能基因组技术,综述了这3种功能基因组技术在近几年昆虫抗药性研究中的应用实例,讨论了其目前的发展状况及其优势和局限性,以期在完善的功能基因组技术支持下为昆虫抗药性研究取得更多突破性进展。     

基于共生微生物及基因编辑技术对蚊虫防控进展

蚊虫是登革热、疟疾等疾病病原的重要传播媒介，因其防控的艰巨性给全球人类健康造成巨大威胁。传统蚊虫防控主要采用化学防控策略，化学药剂造成的环境污染以及蚊虫对化学药剂抗性的产生，亟需探索新的蚊虫防控策略。微生物和基因编辑是很有前景的2种蚊虫防控新策略，两者都可以通过抑制或者修饰蚊虫种群来达到蚊媒病原防控的目的。本文将详细阐述上述2种蚊媒病原防控策略，并基于现有的研究进展阐述其作用机理。     

农作物病虫电视预报影像素材拍摄要点及节目制作编辑技术探讨

随着农作物病虫电视预报在各地的快速发展和观众对电视节目欣赏水平的不断提高,病虫电视预报节目作为最受农民朋友观看的节目之一,如何提高节目质量,已成为农业植保部门一个新的重要业务课题,节目质量除了与摄像机及节目制作编辑设备配置相关外,病虫影像素材拍摄和节目制作编辑     

利用CRISPR/Cas13a编辑技术获得马铃薯抗PVX植株

为探究利用CRISPR/Cas13a系统获得抗马铃薯X病毒（potato virus X,PVX）马铃薯的可行性,通过设计靶向PVX中TGBp1基因的小向导RNA（small guide RNA,sgRNA）,构建CRISPR/Cas13a基因编辑载体,以马铃薯栽培种Désirée为受体材料进行稳定遗传转化,并通过机械摩擦接种法鉴定转基因植株对PVX的抗性。结果显示,成功构建了靶向PVX的PVX-Cas13a载体,并获得了表达Cas13a的转基因马铃薯植株,对其中3个高表达Cas13a的株系进行PVX抗性鉴定,发现在接种PVX 10~20 d后,转基因植株系统叶上无明显发病症状,且PVX积累量均显著低于未接种PVX对照。表明靶向PVX的CRISPR/Cas13a系统能够有效抑制该病毒的积累,这为马铃薯抗PVX育种提供了一条有效策略。     

异色瓢虫nAChRα6基因的敲除及其对杀虫剂敏感性的影响

为探索天敌昆虫异色瓢虫Harmonia axyridis基因功能研究的新技术及遗传改良的新途径,以其烟碱型乙酰胆碱受体α6亚基(nAChRα6)作为靶标基因,利用CRISPR/Cas9技术在异色瓢虫CAU-S品系中对其进行敲除,并测定多杀菌素、吡虫啉与阿维菌素对敲除纯合品系Haα6KO和野生型品系CAU-S的毒力,分析该基因的敲除是否影响异色瓢虫对这3种杀虫剂的敏感性。结果显示,通过CRISPR/Cas9介导的基因编辑及分子标记辅助筛选,成功获得异色瓢虫nAChRα6基因5号外显子缺失8 bp的敲除纯合品系Haα6KO。相对于野生型品系CAU-S,多杀菌素、吡虫啉与阿维菌素对敲除纯合品系Haα6KO的毒力指数分别为1.12、0.91和1.04,且3种杀虫剂对这2个品系的LC50的95%置信限无显著差异,表明异色瓢虫nAChRα6可能不是上述3种杀虫剂的作用靶标。本研究成功建立的CRISPR/Cas9介导的异色瓢虫基因编辑体系,可用于其基因功能研究及遗传改良。     

我国对农业生物遗传工程体及其产品进行首次安全性评价

我国对农业生物遗传工程体及其产品进行首次安全性评价随着生物技术在国际上的兴起，近年我国农业生物技术也蓬勃发展，应用基因操作技术获得的农业生物遗传工程体不断问世。由于基因工程是一门新技术，这种技术可以使基因在动物、植物和微生物之间相互转移，打破了物种之...     

灰飞虱对杀虫剂的抗性分子机制研究进展

灰飞虱是中国长江流域和黄淮地区重要的农业害虫,由于杀虫剂的广泛与大量使用,已导致其对多种杀虫剂产生了抗性。深入研究其抗药性分子机制,可为灰飞虱抗性的快速检测和治理提供重要理论基础。文章总结了灰飞虱对毒死蜱、吡虫啉、溴氰菊酯、噻嗪酮、氟虫腈和乙虫腈等杀虫剂的抗性分子机制研究进展,主要包括抗性相关解毒酶和转运蛋白基因的筛选与功能验证,以及靶标位点突变等重要研究成果,指出该研究领域当前存在的问题主要有抗性基因的功能验证及调控路径、抗性新基因的鉴定及交互抗性和多重抗性机制不明确等,并展望了其未来发展方向,认为:可利用CRISPR/Cas9基因编辑技术验证抗性基因功能;可将转录组测序结合生物信息学手段用于鉴定新抗性基因及抗性调控基因,以探明交互抗性和多重抗性机制;应深入至蛋白组学水平探讨抗性机制;需开发配套的高效田间施药技术,以达到杀虫剂减施增效的目的。     

大豆疫霉RNA结合蛋白PsM90的基因功能研究

 真核生物的基因表达能够在转录与转录后等水平受到调控,以适应不同时空环境中的生长与发育等生物学过程,其中PUF家族RNA结合蛋白是一类具有保守PUM-HD(Pumilio homology domain)功能域的转录后调节因子,通过与靶标mRNA特异性结合控制其稳定性及翻译。本研究利用CRISPR/CAS9介导的疫霉菌基因组编辑技术,对大豆疫霉的PUF家族基因PsM90进行敲除和功能研究。结果表明,PsM90敲除突变体的卵孢子产量减少至野生型的32%,卵孢子壁明显变薄,卵孢子中的细胞器未能正常分化;游动孢子对大豆黄化苗下胚轴的致病力有所下降。此外,PsM90的敲除不影响营养菌丝生长、孢子囊发育、游动孢子释放和休止孢萌发等生物学性状。上述结果揭示了PsM90是大豆疫霉有性发育等过程的重要相关基因,为深入揭示卵菌中卵孢子发育这一独特生物学过程的分子调控机制奠定了基础。     

Molecular breeding technologies and strategies for rust resistance in wheat (Triticum aestivum) for sustained food security

Wheat is an important cereal food crop providing key nutrients to humankind. Rusts are the most destructive pathogens of cereal crops, with the exception of rice, across the world and resistant cultivars have been widely employed to reduce the yield losses caused by them. The modern intensive monoculture of cultivars and changing climatic conditions has created congenial conditions for the emergence of new virulent races such as Ug99, which is a great concern for world food security. Conventional breeding efforts have not been effective in quickly developing new varieties with durable and broad‐spectrum resistance against the rapidly evolving rust pathogen races. However, in the last two decades, biotechnological methods such as marker‐assisted selection (MAS) and transgenic technology have provided novel strategies for enhancing resistance levels and durability in crop plants in a short span of time. Nevertheless, broad application of transgenics in agriculture is hindered by biosafety apprehensions. In recent years, improved versions of biotechnological breeding methods such as genomic selection, genome editing technologies, cisgenesis and intragenesis, RNA‐dependent DNA methylation (RdDM), agroinfiltration and reverse breeding are gaining popularity. These technologies provide a tremendous capability to manipulate crop plants more precisely than before and accelerate crop improvement efforts for sustained food production as well as overcoming safety concerns associated with food crops.     

Maximum vs minimum harmonization: what to expect from the institutional and legal battles in the EU on gene editing technologies

New plant‐breeding technologies (NPBTs), including gene editing, are widely used and drive the development of new crops. However, these new technologies are disputed, creating uncertainty in how their application for agricultural and food uses will be regulated. While in North America regulatory systems respond with a differentiated approach to NPBTs, the Court of Justice of the European Union (EU) has in effect made most if not all NPBT subject to the same regulatory regime as genetically modified organisms (GMOs). This paper discusses from a law and economics point of view different options that are available for the EU's multi‐level legal order. Using an ex‐ante regulation versus ex‐post liability framework allows the economic implications of different options to be addressed. The results show that under current conditions, some options are more expensive than others. The least costly option encompasses regulating new crops derived from NPBTs similar to those used in ‘conventional’ breeding. The current regulatory situation in the EU, namely making the use of NPBTs subject to the same conditions as GMOs, is the most costly option. © 2019 The Authors. Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.     

植物抗病研究进展与展望

植物在其整个生活史中随时经受多种病原的侵袭,在进化过程中植物发展出多种对抗病原的机制。植物抗病性研究是当前植物病理学研究的热点问题之一。培育具有广谱而持久抗性的植物品种是育种学家追求的目标。目前,关于植物非寄主抗性、抗病基因介导的抗性、microRNA相关的抗性、感病基因的研究以及基因编辑在植物抗病性中的应用等方面已取得了大量新的研究成果。本文就以上几个方面综述了近年来植物抗病研究中的最新进展,并提出今后研究和育种中的应用展望。