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环球科学:袁隆平团队再创双季稻纪录;科学家用生物学方法创造非自然物质

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发表于 2021-10-18 17:51:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
  · 农学 ·

  袁隆平团队刷新双季稻总产量平均亩产纪录

  去年年底,袁隆平院士曾对2021年水稻超高产攻关工作做了部署,要在我国南方的双季稻区实施“三千斤工程”项目,即双季稻区实施“早稻+晚稻”组合周年亩产总产量达到3000斤的目标。昨日,湖南省农学会在衡阳市衡南县的攻关示范基地组织了测产验收。结果表明,基地种植的晚稻攻关品种、第三代杂交稻叁优一号实地测产平均亩产936.1公斤。今年7月,基地种植的早稻攻关品种、杂交稻株两优168进行了测产验收,平均亩产为667.81公斤。因此,双季稻总产量平均亩产达到1603.91公斤,成功刷新纪录。

  据悉,示范基地从2019年开始承担袁隆平院士团队研发的第三代杂交水稻新组合超高产攻关试验示范。作为第三代杂交水稻,叁优一号在解决第二代杂交稻(两系法杂交稻)制种安全问题的同时,还解决了第一代经典杂交稻(三系法杂交稻)配组不自由问题。除制种和繁殖简便,相较前两代杂交水稻对肥料和水的需求,第三代杂交稻更“低调”,更有利于产业化,因此被袁隆平院士评价为“未来水稻杂种优势利用的一条理想途径”。(科技日报)

  · 合成生物学 ·

  合成生物学创造出非自然物质

  合成生物学可以用基因技术改造微生物的代谢系统,生产酒精、青蒿素、淀粉等自然产能有限的重要物质,极大降低人类社会的工业、医疗等领域的成本。近日加利福尼亚大学伯克利分校和美国劳伦斯伯克利国家实验室合作,首次用合成生物学技术创造了自然界中无法自然合成的人工金属酶及其产物,该研究于10月14日发表在《自然·化学》上。

  在分子中引入环丙烷环能明显提高化合物的成药性。科学家将含金属铱的亚铁血红素导入大肠杆菌并与P450(主要分布于人体肝脏的天然酶)嵌合,成功将环丙烷(其分子为由三个碳原子组成的环)添加到其他有机分子中。这一研究拓展了合成生物学的边界,为化工、医药用品等的生产提供了更绿色、可持续的方式。

  · 神经科学 ·

  科学家首次绘制出小鼠脑部的代谢图谱

  表示了随着年龄增长,一种代谢产物腺苷在小鼠脑部的分布情况。(图片来源:UC Davis)

  代谢组学利用高通量技术,来分离并识别器官、组织和细胞中特定时间内存在的所有不同代谢物,以更好地了解其中进行的生命活动。在一项最近发表在《自然·通讯》上的研究中,中国和美国的研究人员合作进行了迄今世界上最大的脑部代谢组学分析,绘制出了首个从小鼠青春期至晚年其脑部中1547种不同分子的代谢图谱。

  研究人员在分别对3周、16周、59周和92周(分别相当于人的青少年时期、成年早期、中年和老年)的小鼠进行采样后,确定了10个具有不同功能的脑区的代谢产物,并绘制出代谢图谱。他们发现,成年小鼠各个脑区之间的代谢差异最大,具有类似功能的脑区的代谢组相似,而具有不同功能的脑区,如控制重要生命活动(例如呼吸等)的脑区和控制语言思维等的脑区的代谢情况,具有明显差异。不同脑区内还含有与特定受体相关的高浓度代谢物。而雄性、雌性小鼠脑部并没有明显的代谢差异。该研究显示,小鼠代谢模型能提升我们对人脑代谢情况的了解。

  · 细胞生物学 ·

  骨骼肌无需干细胞即可自我修复

  骨骼肌受损后,细胞核会移动至损伤部位加速修复(图片来源:William Roman, iMM)

  骨骼肌具有很强的损伤修复和再生能力。骨骼肌损伤修复是一个复杂的过程,受多种信号通路和微环境等因素的精细调控。先前关于肌肉修复机制的研究,大多聚焦于骨骼肌干细胞在这一过程中的作用。而新研究表明,骨骼肌无需干细胞就能自我修复损伤。

  骨骼肌细胞属于多核细胞,即单个细胞具有多个细胞核。在近日发表于《科学》的一篇论文中,科学家利用不同的小鼠和人类的体外损伤模型、运动损伤模型进行研究,发现骨骼肌一旦发生损伤,细胞核会移动至损伤部位,加速修复。进一步研究表明,细胞核向损伤部位的移动,导致了mRNA的局部传递。这些mRNA会在损伤部位翻译为蛋白质,为肌肉修复提供材料。研究发现,在小鼠和人类的肌肉受到运动损伤后,这种肌肉细胞的自我修复过程会很快启动,是一种迅速、高效的损伤修复机制。

  · 核能 ·

  国际原子能机构在中国设立全球首个高放废物地质处置协作中心

  在核工业发展过程中,高水平放射性废物(简称“高放废物”)的处置关系到全人类的健康安全。近日,中核集团核工业北京地质研究院被指定为“国际原子能机构高放废物地质处置协作中心”,这也是国际原子能机构在全球设立的首个高放废物地质处置协作中心。该中心将在高放废物地质处置技术研发和地下实验室设计、建设等方面,促进国际学术交流,加大联合研究、人才培养等力度,更好地推动该领域技术全球研发进程。

  目前针对高放废物,国际公认的解决方案是在地下数百米的稳定地质体中进行地质处置。我国在高放废物地质处置场选址和评估、地下实验室设计建造以及缓冲材料研发等方面与国际原子能机构持续开展交流合作,培养了一批科研骨干和专业人才,使中国在放射性废物管理,特别是高放废物地质处置领域的技术能力迈入世界前列。2021年6月,国家原子能机构批准的北山高放废物地质处置地下实验室正式开工,由中核集团核工业北京地质研究院负责设计建造,其建成后将成为世界上规模最大、功能最全的地下实验室。(澎湃新闻、新京报、科技日报)

  · 医学 ·

  首款可穿戴的无创血糖监测设备

  目前,糖尿病患者主要使用采集血液的血糖仪或植入皮肤下的传感器检测血糖水平。而汗液中的葡萄糖浓度仅约为血液中的1%,但是二者有很强的相关性。因此,使用对葡萄糖敏感度很高的材料测量汗液中的葡萄糖浓度,就可以反映血液中的葡萄糖浓度。

  将于今年12月发表于《生物传感器和生物电子学》的一项研究中,来自宾夕法尼亚州立大学的研究团队使用石墨烯与镍-金合金,开发了一款可穿戴的无创血糖监测设备。其中,石墨烯具有良好的导电性,镍对葡萄糖的敏感性很强,将镍与黄金结合起来可以降低过敏反应的潜在风险。整个设备大约只有一枚硬币大小,具有很好的柔韧性,可以与人体稳定连接。研究者希望与医疗工作者合作,继续改进这套装置,使其可以应用于患者的日常血糖监测。

  · 新冠疫情 ·

  截至北京时间10月18日10时,据约翰·霍普金斯大学最新统计,全球累计新冠确诊病例240 658 812例,死亡病例4 898 374例。

  根据国家卫生健康委员会官方网站的消息,10月17日0—24时,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例24例。其中境外输入病例22例(上海6例,云南6例,山东5例,广东2例,四川2例,陕西1例),含1例由无症状感染者转为确诊病例(在四川);本土病例2例(均在陕西西安市)。无新增死亡病例。无新增疑似病例。

  31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者9例,其中境外输入7例,本土2例(均在云南德宏傣族景颇族自治州);当日转为确诊病例1例(为境外输入);当日解除医学观察16例(境外输入13例);尚在医学观察的无症状感染者360例(境外输入346例)。

  截至2021年10月16日,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗223056.7万剂次。

  文:孙琳钰、张楚、谢汝雨、李诗源、栗子、郑昱虹

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