知耕快报|作物基因组设计育种工具箱；Calyxt基于植物的合成生物学解决方案；

『知耕.快报』知耕定期准时摘取农业科技领域重要的、有价值的产品技术动态及新闻资讯，可能改变这个行业的信息都在其列。

目录

学术界

○ Plant Cell：植物跨物种嫁接的一个关键因子被鉴定|分子育种

○ Nat Biotech：新一代光遗传学工具横空出世|基因工具

○ Nature Plants：大数据+机器学习，可稳健预测作物产量|人工智能

○ Mol Plant：高通量基因编辑技术助力水稻功能基因组学研究|基因编辑

○ JEB：柑橘果实采后抗失水能力的分子机制|分子育种

○ BioRxiv：利用机器学习模型解析涵盖真核细胞中几乎所有关键过程的蛋白复合体核心结构|人工智能

○ IBMB | 植保所首次阐明miRNA干扰剂防控蚜虫的效果与应用前景|基因工具

○ Genome Biology：中国农大与华中农大合作开发作物基因组设计育种工具箱|分子育种

产业界

○ 潮石控股收购两家种子包衣公司|产业整合

○ 甘肃组建玉米产业企业创新联合体|种业创新

○ Calyxt 宣布新的战略方向——基于植物的合成生物学解决方案|植物基

○ PB UST 平台成功将印楝油转化为新型高效纳米乳液，用于更有效的农业化学应用|纳米农药

○ Wicked Kitchen推出首款植物基羊肉|植物基

○ Benson Hill 与 Star Peak Corp II 完成业务合并|产业整合

○ 合成生物学.Synbiobeta发表《2021年第二季度合成生物学风险投资报告》

○ 光子传感器能够发现水果和蔬菜上的细菌

○ 生物反应器，开创脂肪间充质干细胞大规模生产时代

资本界

○ 农业微生物·Pluton Biosciences 获得 660 万美元种子轮融资

○ 细胞肉·细胞肉香肠新锐获2500万A轮融资

○ 农药·Best Agrolife 通过了关于 Best Crop Science 收购的决议

○ 垂直农业·韩国农业科技初创公司 N.THING 获得 2600 万美元融资

○ 乔治·丘奇支持的长寿初创公司完成315万种子轮

其他

○ 诺贝尔生理学或医学奖颁发给分子生物学

○ 13部委联合发文，将海南打造成世界一流的热带农业科学中心|国内政策

○ 农业农村部、青海省联合印发方案部署共同打造青海绿色有机农畜产品输出地|国内政策

○ 全球关注化肥价格上涨|国际农经

○ 丹佛斯中心获得 150 万美元的 EDA 赠款

01

学术界

Plant Cell：植物跨物种嫁接的一个关键因子被鉴定

嫁接是一种提高嫁接接穗在双子叶植物和木本植物中的生长性能，增强果实品质，生产特性和抗病性的可行方法。然而，不相容性严重限制了嫁接的应用，具有延迟不相容性的嫁接组合最终会在嫁接处断裂，这给商业种植者带来了严峻的挑战。康奈尔大学Margaret Frank的ed研究鉴定到一个嫁接核心调节因子SlWOX4，表明该基因是嫁接过程中维管束系统重新连接是必不可少的，并且可以作为嫁接失败的早期指标，为未来农业提供可能。

论文链接：https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koab246/6381589

Nat Biotech：新一代光遗传学工具横空出世

光遗传学技术不仅能对细胞增殖、定位，信号通路转导等生物进程进行精准的控制，在生物医学如神经生物学、肿瘤治疗、代谢疾病的治疗等领域也具有广泛应用。然而目前的光遗传学工具在临床应用中仍然具有很大的局限性，比如感应蓝光、紫光的光系统具有一定的光学毒性和组织穿透性差等缺点。针对这些问题，华东师范大学生命学院叶海峰团队历时五年，开发了一种模块小且灵敏度高的新型光遗传学工具——REDMAP系统， 该REDMAP系统为目前报道的最先进的非离子通道类光遗传基因开关，并成功地将REDMAP用于转基因表达、调控细胞内信号通路、控制表观基因组重塑。利用AAV递送在动物体内长期进行转基因表达控制以及在糖尿病小鼠和大鼠模型中实现短暂光照调控胰岛素表达降血糖。该光控工具有望用于精准可控的基因编辑、基因治疗和细胞治疗等领域，加速了光遗传学从基础研究向生物医学转化研究的进展。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41587-021-01036-w

Nature Plants：大数据+机器学习，可稳健预测作物产量

“大数据”通常会得出导致植物行为的难以理解的黑箱模型。这提出了植物科学中两个未解决的问题：如何最好地使用可访问的大数据开发针对复杂且知之甚少的植物行为的新模型，以及如何利用这些模型生成易于理解和可测试的输出。2021年10月4日，Nature Plants发表的研究中展示了机器学习(Machine Learning, ML)算法在提供重要农艺性状（包括产量）的稳健预测以及开发和测试作物生物学中新的可读模型方面的前景。作者训练了一套强大的 ML 算法来预测关键农艺性状，包括产量、开花时间和谷物蛋白质含量等等，突出了数据在未来食品中的强大作用。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41477-021-01001-0

Mol Plant: 高通量基因编辑技术助力水稻功能基因组学研究

随着CRISPR/Cas9基因编辑技术在植物中的日益成熟，利用CRISPR文库进行高通量的遗传筛选成为可能。目前有两种 CRISPR 文库构建策略：混合型文库（pooled library）和阵列式文库（arrayed library）。其中，混合型的CRISPR/Cas9文库已被多个实验室用于水稻、玉米、番茄等作物的突变体库的构建，但目前尚未有阵列式CRISPR文库在植物中应用的报道。近日，华中农业大学在Molecular Plant期刊上在线发表的研究论文报道了一种阵列式CRISPR文库用于大规模植物基因编辑的方法。利用此方法，该课题组创建了靶向敲除1072个水稻类受体激酶的基因编辑材料，为快速鉴定抗病、抗逆相关的基因提供了新资源。

论文链接：

https://www.cell.com/molecular-plant/pdf/S1674-2052(21)00405-6.pdf?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1674205221004056%3Fshowall%3Dtrue

JEB: 柑橘果实采后抗失水能力的分子机制

采后水果的水分流失对其坚实度以及新鲜外观产生不利影响，甚至加速果实衰老，进而给果农带来经济损失。近日，华中农业大学国家柑橘保鲜技术研发中心的研究发现柑橘MYB96除了通过诱导蜡质相关基因的表达参与蜡质生物合成外，还通过抑制AQPs表达参与水分运输，以响应并减轻采后水果的水分流失，这有助于更好地理解植物应对水分流失的策略。

论文链接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erab420/6380295

BioRxiv：利用机器学习模型解析涵盖真核细胞中几乎所有关键过程的蛋白复合体核心结构

蛋白质-蛋白质相互作用在生物学中起着至关重要的作用，但尽管经过了数十年的努力，许多真核蛋白质复合物的结构仍然未知的，而且可能还有许多相互作用尚未确定。

近期，来自华盛顿大学的David Baker研究组等利用「氨基酸协同进化分析」和「基于深度学习的结构建模（RoseTTAFold + AlphaFold）」系统地识别和构建了涵盖真核细胞中几乎所有关键过程的蛋白复合体的准确结构模型，其中还包括 104 个以前未鉴定的蛋白质复合体和 608 个尚未进行结构表征的蛋白质复合体。与现有的结构数据的比较表明，这些预测的准确率具有较高的可信度。

IBMB | 植保所首次阐明miRNA干扰剂防控蚜虫的效果与应用前景

蚜虫是地球上最具破坏性的害虫之一，其中大约有250种可以在农林业和园艺业上造成危害。蚜虫具有典型的扩散多型性，通过生殖转换和翅型分化的调节，成功的躲避不良环境从而维持种群的繁衍，为蚜虫田间防控带来很大困难。植保所粮食作物害虫监测与防控创新团队自2012年以来，以麦长管蚜（又称荻草谷网蚜）为研究对象，在miRNA水平上研究麦蚜翅型分化的机理及在蚜虫防控中的应用技术。首先解决了麦长管蚜翅型分化关键期两种翅型样本无法区分的难题，并构建了麦长管蚜两种翅型和不同发育时期的miRNA文库，筛选获得翅发育通路中的关键miRNA，并首次发现调控麦长管蚜翅型分化的miRNA。进一步研究发现，利用8种miRNA的干扰剂处理蚜虫，对蚜虫具有很高的致死作用，致死率最高可达90%；4种miRNA干扰剂处理会导致麦长管蚜不同程度的翅发育畸形，例如形成小翅、翅卷曲折叠和发育异常等；同时miRNA的干扰剂还会引起有翅率的降低，减少群体中有翅蚜的数量。本研究结果可用于开发基于miRNA干扰剂的绿色防控技术，以及对于研究miRNA介导的RNAi新型抗虫作物提供了候选资源，具有良好的商业化应用前景。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096517482100062X

Genome Biology：中国农大与华中农大合作开发作物基因组设计育种工具箱|分子育种

中国农业大学农学院、国家玉米改良中心王向峰教授与华中农业大学严建兵教授课题组在著Genome Biology上发表研究论文。集成学习（Ensemble learning）的主要思想是构建与集成多个弱学习器（例如：决策树模型），通过迭代训练获得最优模型。集成学习作为一种机器学习范式，具有预测精度高、模型稳定性强等特点，在工业界得到广泛应用。CropGBM主要以Microsoft LightGBM（Light Gradient Boosting Machines）为内核实现基因型到表型（G2P, Genotype-to-Phenotype）预测。由于作物育种的复杂性，CropGBM同时整合了多种常用遗传分析工具，例如：基因型与表型数据预处理、育种材料遗传结构解析、全基因组选择模型、标记筛选与模块设计、数据可视化等功能模块，为作物基因组设计育种提供一站式解决方案。

02

产业界

潮石控股收购两家种子包衣公司

总部位于加利福尼亚的 Tide Rock Holdings 收购了两家种子包衣公司，其中一家位于印第安纳州。总部位于新奥尔巴尼的 Midwest Seed Coating 以及位于爱达荷州的 Summit Seed Coatings 交易的财务条款尚未披露。Tide Rock 表示，这两家由 Bill Talley 拥有的企业将继续以 Summit Seed Coatings LLC 的名义作为单一实体运营。Talley 将继续领导合并后的公司。合并后的 Summit Seed Coatings 公司是 Tide Rock 投资组合中的第六家公司。Tide Rock 没有具体说明此次收购是否会影响任何工作

甘肃组建玉米产业企业创新联合体

在28日下午兰州举行的甘肃省玉米产业企业创新联合体组建方案专家论证会上，甘肃省科技厅副厅长葛建团表示要组建甘肃玉米种质资源与育繁推一体化企业创新联合体，产出一批突破性玉米新品种，为建设“种业强省”提供科技支撑。目前甘肃省已发展成为全国最大的玉米制种基地，2020年，全省玉米制种面积129.6万亩，产种5.46亿公斤，分别占全国总面积的55.6%和59.7%，保障了全国50%以上的大田玉米用种，具有建成高水平现代玉米制种基地的科技、自然资源和产业基础。

Calyxt 宣布新的战略方向——基于植物的合成生物学解决方案

Calyxt, Inc.（纳斯达克股票代码：CLXT）是一家以植物为基础的合成生物技术公司，最近宣布启动一项战略计划，该计划将专注于为包括保健品、药妆品、制药、先进材料和化学工业。该战略的核心是将公司的专有技术平台 PlantSpring 与其新投入使用的试点生物反应器 BioFactory 相结合，这将使 Calyxt 能够快速原型化并生产复杂的植物衍生化合物，而无需户外种植系统。公司预计，在机器学习和人工智能的辅助下，它将能够在 36 个月内通过 Calyxt 的设计、工程、验证和中试级生产过程获取客户的分子需求，并开始商业规模生产此后。最终输出，基于植物代谢工程以大规模生产基于植物的化合物。

PB UST 平台成功将印楝油转化为新型高效纳米乳液，用于更有效的农业化学应用

Pressure BioSciences, Inc.是为全球生物技术、生物治疗学、药妆品、营养品和食品饮料行业，最近宣布成功应用其 Ultra Shear Technology™ (“UST™”) 平台开发安全、天然和环保的农药，以减轻农业损失和减少传播昆虫引起的疾病。具体而言，该公司报告了使用其新型 UST 平台生产高效、稳定、高质量的印楝油纳米乳液的情况。与当今可用的许多印楝油基产品不同，这些产品与水混合后会迅速分离。

Wicked Kitchen推出首款植物基羊肉

最近，英国植物基食品市场的领导者Wicked Kitchen刚刚推出了一种植物基全切烤羊肉。该公司表示这是市场上的第一款植物基羊肉产品。该产品是由帝王平菇和豌豆及小麦蛋白混合物制成。目前在英国最大的连锁超市Tesco有售。

Wicked Kitchen联合创始人，大厨Derek Sarno表示，'它很容易烹饪、烤制、上釉，并准备好切丝、拉丝或切片。非常适合于周中或周日烤肉，中东风格的包裹或一些花哨的玉米饼等等！'

Benson Hill 与 Star Peak Corp II 完成业务合并

Benson Hill是一家食品技术公司，利用其尖端的食品创新引擎解锁植物的天然遗传多样性，最近宣布完成先前宣布的与 Star Peak 的业务合并Corp II（纽约证券交易所代码：STPC）。

Benson Hill 首席执行官 Matt Crisp 表示：“完成与 Star Peak 的业务合并是我们利用我们的 CropOS ®技术平台和我们的集成业务模式建立一个更健康和气候适应型食品系统的旅程中的一个重要里程碑。

光子传感器能够发现水果和蔬菜上的细菌

一种新的探测器正在开发中，它将能够用光子学发现微量的有毒元素，并在几分钟内给出结果。这非常有用，因为研究发现，水果和蔬菜中的杀虫剂每年导致多达 11,000 人死亡，在全球范围内无意中毒害多达 3.85 亿人。超灵敏探测器利用光粒子发现最微小的农药或细菌痕迹，其速度比现有技术快 50 到 100 倍。它目前由欧盟资助的财团开发。该系统将允许工人通过监测比目前更多的水果和蔬菜样本来检查杀虫剂或细菌。从准备样品到检测，新系统可以在不到 30 分钟的时间内提供结果——目前只是其中的一小部分。

生物反应器，开创脂肪间充质干细胞大规模生产时代

近日，Francisco Moreira等人使用人AB血清补充培养基，在无动物源成分条件下，建立基于微载体的搅拌式生物反应器高效扩增AT MSC的方法，以获得足够的细胞数量，并维持细胞免疫表型和分化特性。搅拌式生物反应器可以更好地控制各种培养参数（如pH、温度和溶氧等）并减少劳动力。团队在已有研究基础上，改善培养条件，最大限度地提高生物反应器培养系统中的AT MSC产量。

03

资本界

合成生物学.Synbiobeta发表《2021年第二季度合成生物学风险投资报告》

美国合成生物学媒体Synbiobeta近日发表了《2021年第二季度合成生物学风险投资报告》。报告显示，合成生物学投资在第二季度依然保持了非常高的态势，2021年已经绝对会成为合成生物学有史以来最好的投资年。第二季度合成生物学的投资热度依旧维持在非常高的位置，为合成生物学公司带来了超过42亿美元的风险投资。从各个合成生物学工业领域的的数据来看，「健康和医学」方向继续以11笔交易引领，带来总共超过14亿美元的投资。在 Ginkgo Bioworks 的大笔交易的推动下，「生物体工程」类别也带来了13亿美元的收入。「食品与营养」获得了8项新投资，也在Q2中有着不俗的表现。

农业微生物. Pluton Biosciences 获得 660 万美元种子轮融资

总部位于圣路易斯的初创公司 Pluton Biosciences 最近宣布完成种子轮融资，共筹集了 661 万美元的新投资。

Pluton Biosciences 成立于 2017 年，是一家天然产品开发公司，致力于发现推动全球环境可持续性实践的新微生物。Pluton 目前的产品重点是农业，利用微生物来应对气候变化，并用生态友好的微生物产品取代合成化学应用。Pluton 使用其高通量微生物发现平台 Micromining® Innovation Engine 在数月内识别和分离新生物，从而显着提高农业科技公司的研发吞吐量。Pluton 目前正与全球生命科学公司 Bayer AG 合作，通过识别和开发土壤中可以储存碳和氮的微生物，研究为种植者开发一种全天然、基于微生物的碳捕获土壤改良剂。Pluton 的概念验证研究预测，在种植和收获时喷洒正确的微生物组，每年每英亩农田可以从空气中清除近 2 吨碳，同时补充土壤中的养分。

细胞肉.细胞肉香肠新锐获2500万A轮融资

近日，香肠制造商 New Age Meats 宣布完成 2500 万美元的 A 轮融资，由韩国能源和房地产集团韩华领投，IndieBio、TechU Ventures 和 Siddhi Capital 跟投。New Age Meats 成立于 2018 年，近日该公司首次推出了含有植物成分的混合细胞猪肉香肠。该公司计划扩大其技术规模，到 2022 年开始生产，并在同年向美国市场提供 “各种香肠产品”，正在等待监管部门的批准。该公司表示，亚洲将成为其在美国提供基于细胞的香肠后的第一个国际市场。未来几十年，亚洲将占世界对动物蛋白不断增长的需求的很大一部分，获得韩华的支持无疑将有助于其亚洲前瞻战略。

农药.Best Agrolife 通过了关于 Best Crop Science 收购的决议

总部位于新德里的 Best Agrolife 在其第 30 届年度股东大会 (AGM) 上通过了一项决议，以优先向 Best Crop Science 的股东发行股权作为现金以外的对价收购 Best Crop Science。

Best Agrolife 于 2021 年 9 月 2 日以杀虫剂、除草剂、杀菌剂和 PGR 的技术制造形式向后整合了 Best Crop Science。该公司表示，此次收购将进一步帮助其分散风险，并增加其收入在最近宣布的需求产品的支持下，增长了 40%。在年度股东大会上，该公司宣布，它成为印度第一家生产和销售嘧菌酯原药的农化公司，该杀菌剂在北美、欧洲、亚太、南美、中东等国内和全球市场有着巨大的需求。该公司还获得了制造 Picoxystrobin Technical 的许可。该公司计划在 22 财年的 Kharif 季节推出嘧菌酯的商业配方。

垂直农业.韩国农业科技初创公司 N.THING 获得 2600 万美元融资

韩国 AgriTech 初创公司 N.Thing 在 B 轮融资中筹集了 2100 万美元，高于之前系列的 500 万美元，总融资额为 2600 万美元。这家位于首尔的公司成立于2014年，是垂直农业的前沿之一，可以全年生产无农药、无污染蔬菜。N.Thing 旨在通过开发可持续的智能农产品和服务来鼓励每个人采用农业。2021年 5月，N.Thing 与阿拉伯联合酋长国的 Sarya Holdings 签署了一项协议，将在今年内建造一个价值 300 万美元的垂直农场。该公司近期的里程碑包括扩大供应链、发展业务以及在国内和国际上扩展其产品线和技术平台。公司目前正与韩国最大的零售商 Emart 合作，将于今年内在韩国利川新建垂直农场分销农产品。

乔治·丘奇支持的长寿初创公司完成315万种子轮

10 月 1 日，一家长寿补充剂初创公司 NOVOS 成功募集到了 315 万美元的 pre-种子轮融资。NOVOS 在 2019 年末完成了 friends and family 轮融资，随后在 2020年 10 月正式启动运营，在之后的几个月中，该公司先后启动了两个主要产品项目——NOVOS Core 和 NOVOS Boost。本轮的投资人阵容包括专注于长寿领域投资机构 Longevitytech.fund，也包括 Arkitekt Ventures、Aweasome People Ventures 这类的新兴早期基金。

04

其他

诺贝尔生理学或医学奖颁发给分子生物学

北京时间10月4日下午5点30分，2021诺贝尔生理学或医学奖评选结果揭晓，今年的诺贝尔生理学（医学）奖授予大卫·朱利叶斯（David Julius）和阿德姆·帕塔波蒂安 (Ardem Patapoutian)。他们发现了生物感知热、冷和机械力的分子基础，揭开了大自然的秘密之一。这项发现对我们感知、诠释并与内外部环境互动的能力至关重要。

13部委联合发文，将海南打造成世界一流的热带农业科学中心|国内政策

近日，农业农村部等13个部门联合印发《国家热带农业科学中心建设规划（2021—2035年）》，《规划》立足海南、面向全球、聚焦关键、带动整体，强化国家热带农业战略科技力量，支撑海南自由贸易港建设，力争用10-15年把海南打造成世界一流的热带农业科学中心。

　　按照“部省共建、协同合作”的建设机制，《规划》通过整合资源、改善提升、新增建设等方式，将在海南系统布局建设 “四大平台，三大基地”，形成“三亚为重点、联动海口、协同文昌、覆盖全岛”并辐射全球的空间布局，为提升热带农业科学原始创新能力、支撑热带农业产业发展和乡村振兴提供高质量科技供给，力争把海南早日建成世界热带农业人才中心和创新高地。

农业农村部、青海省联合印发方案部署共同打造青海绿色有机农畜产品输出地|国内政策

近日，农业农村部、青海省人民政府近日联合印发《共同打造青海绿色有机农畜产品输出地行动方案》。《方案》指出，要以推进青藏高原生态保护和高质量发展为目标，以部省共建青海绿色有机农畜产品示范省为载体，以“提质、稳量、补链、扩输”为路径，紧紧围绕品种培优、品质提升、品牌打造和标准化生产，加快转变农牧业发展方式，做优做强绿色有机农牧产业，增加绿色有机地理标志农畜产品有效供给，力争到2025年，青海省基本建成生态环保、特色鲜明、国内外知名的绿色有机农畜产品输出地。

全球关注化肥价格上涨 |国际农经

化肥价格上涨可能会影响美国接下来的种植方向，而中国的能源成本问题也可能影响其种植成本。

受欧洲和中国能源危机的刺激，化肥等基本投入品的成本处于 2008 年以来的最高水平，接近每吨 900 美元，全球农作物营养素价格上涨将导致生产成本上升，可能导致美国等国家农民从小麦转向大豆等肥料密集度较低的作物，从而增加对调整后粮食储备的压力；同时，中国可能在明年以前限制其磷酸盐出口，从而使得其他肥料的价格也远高于去年同期。这将在一个农季引起极大关注。

丹佛斯中心获得 150 万美元的 EDA 赠款

Donald Danforth 植物科学中心赢得了美国商务部经济发展管理局 (EDA) 提供的 150 万美元的竞争性建设规模赠款，以支持农业技术和应用位置科学与技术中心 (CATALST)。该项目旨在通过利用圣路易斯地区在农业技术和位置科学方面的专业知识来推动创新和创业并推动商业化，从而利用对新型精准农业技术的需求。Danforth 中心正在与 BioSTL 和 T-REX 合作实施 CATALST 战略计划。