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敲除病虫害基因 让棉花高产又“绿色”

近日，华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室棉花团队传来喜讯，该团队在棉花基因编辑系统研究方面取得系列突破，通过实施精准打靶，他们的新系统能成功敲除棉花基因中的“奸细”，为高品质棉花生产保驾护航。

“在棉花基因编辑领域，我们处于国际领先地位。”团队教授金双侠说，目前团队已研发出4套棉花基因编辑系统，在全球广泛应用。

早在2013年，团队尝试将水稻、拟南芥的CRISPR编辑体系引入棉花，没有获得成功。后经不断尝试，团队根据棉花的生物学特性，把调控元件改为棉花自身元件，第一套棉花基因编辑系统于2017年创建，编辑效率达85%。科研攻关持续进行，棉花基因编辑系统第二套、第三套和第四套相继成功。脱靶效应测试证明，团队创建的基因编辑系统精准度高、脱靶率极低。“打靶精准是基因编辑成功与否的关键。”金双侠称。

国际知名学术期刊《植物科学趋势》2019年还邀约金双侠团队撰写研究成果综述并在线发表。近期该团队在棉花中首次建立高效CPF1和单碱基编辑系统，进一步充实棉花基因编辑工具库。基因编辑技术以生物体内特定基因为干涉目标，或阻碍其产生不良特征，或对其修改使之朝积极方向变化。金双侠说，水稻、棉花、小麦等作物病虫害的发生，正是作物基因和病毒“里应外合”导致。作物基因里存在病虫害诱导基因，平时处在沉默状态，一旦病毒来袭，这些“奸细”就活跃起来，造成作物病害，现在通常采取外界药物喷洒或生物抵抗方式防治。若应用基因编辑技术，就能准确找到基因中的“奸细”并精准出击，将“奸细”基因敲除，作物自然不会染病。

目前金双侠团队用基因编辑技术，研发出棉花除草剂抗性材料，实现对除草剂的抗性，已在小范围试验中取得成功。同时该团队利用高通量基因编辑技术对数以千计棉花基因进行饱和突变，以期创造出丰富的遗传材料，培育更多抗病虫、产量高、品质好的“绿色”棉花。金双侠认为，虽基因编辑技术源头在国外，但国内一大批科研工作者正在水稻、玉米、小麦、油菜等重要作物中开发原创性基因编辑系统，抢占农作物基因编辑制高点。（来源：科技日报）

日本东丽研发具有纳米级连续孔结构的多孔碳纤维

日本纺织品生产商东丽集团(Toray Industries， Inc.)宣布研发出全球第一种具有纳米级连续孔结构的多孔碳纤维。使用这种纤维作为支撑层，可以减轻先进膜的重量，使其结构更紧凑，从而提高性能(注：先进膜可用于分离温室气体以及制氢)。东丽将继续推动这种新材料的研发工作，以促进碳循环，并将和其他公司合作研发可以持续开发氢能源的应用程序。

据东丽称，一些传统的气体吸收设施都是分离吸收二氧化碳、生物气体、氢气及其他气体，这就使得这些设施必须占用极大的空间以及消耗过多能源，从而导致排放大量的二氧化碳。于是，采用膜分离气体的方法受到业内的广泛关注，但是至今仍然没有研发出兼具良好气体分离性能和耐久性的膜。

而此次东丽研发的多孔碳纤维薄且柔软，同时，因含有碳结构，该纤维具有化学稳定性和极佳的透气性。因此，如果把这种纤维用作气膜的支撑材料，即使叠加多层，气膜仍可保持紧凑和轻巧。

东丽希望为气体分离先进膜的商业化发展出一份力，使用了新研发的多孔炭纤维的先进膜对于实现环保型天然气、净化生物气体以及制氢至关重要。在研发多孔碳纤维时，东丽将自身独有的聚合物技术与碳纤维技术、水处理技术及分离膜技术相结合，这些技术都已处于行业领先地位。

东丽现有的聚合物技术使其已经可以创造出具有均匀连续的孔和碳的多孔碳纤维，因此，创造具有纳米级连续孔结构的多孔碳纤维可以采取两种方法：一是将多孔结构的大小从微米级调整为纳米级；二是在纤维中心形成中空纤维状的多孔碳纤维。预计新的多孔碳纤维将应用在高性能电池中的电极材料和催化剂载体中(用于固定其他物质的基础物质)。（来源：纺织科技杂志）

东华大学研发具有湿热稳定性和舒适性的摩擦/铁电协同电子织物材料

随着可穿戴电子设备的蓬勃兴起，人们对随身能源的需求逐渐增大，基于织物的能源器件引起了人们极大的兴趣。然而，体表与环境复杂多变的湿热条件往往会影响电学织物的性能。此外，这些随身设备的透气、透湿及可水洗性也逐渐成为研究者关注的焦点。鉴于此，东华大学王宏志教授课题组以“全纤维”为设计原则，开发了一种具有湿热稳定性和舒适性的摩擦/铁电协同电子织物材料。相关研究成果以《具有湿热稳定性和舒适性的摩擦/铁电协同电子织物材料》(“All-fiber tribo-ferroelectric synergisticelectronics with high thermal-moisture stability and comfortability”，DOI:10.1038/s41467-019-13569-5)为题发表于国际知名学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)。

在本研究中，研究人员利用静电纺丝技术制备了铁电聚合物(P(VDF-TrFE))和聚酰胺6(PA6)两种纳米纤维作为功能材料，通过摩擦表面极化和铁电极化的相互作用，实现了摩擦/铁电协同电学增强。这种电子织物材料在低频外力作用下可产生5.2 W/m2的峰值功率密度。

研究人员利用亲水聚丙烯腈(PAN)和聚酰胺6微纳米纤维和疏水棉织物构筑了额外的吸湿排汗层。全纤维的设计理念，保证了织物材料优良的透气和透湿性能，其较低的干态热阻和蒸发阻有利于维持舒适的体表微环境。此外，研究人员还演示了电子织物在弯折、抖动时驱动液晶显示器、数字化发光点阵、电子手表，以及为锂电池充电、驱动蓝牙信号传输系统、实时捕捉足部姿态等应用。

（来源：纺织导报）