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Versatile plant genome engineering using anti-CRISPR-Cas12a systems

Science China Life Sciences 2024年

作者： Yao He Shishi Liu Long Chen Dongkai Pu Zhaohui Zhong Tang Xu Qiurong Ren Chuan Dong Yawei Wang Danning Wang Xuelian Zheng fengbiao guo Tao Zhang Yiping Qi Yong Zhang Integrative Science Center of Germplasm Creation in Western China (Chongqing) Science City Chongqing Key Laboratory of Tree Germplasm Innovation and Utilization School of Life Sciences Southwest University Department of Biotechnology School of Life Sciences and Technology Center for Informational Biology University of Electronic Science and Technology of China Sichuan Institute of Edible Fungi Sichuan Academy of Agricultural Sciences Jiangsu Key Laboratory of Crop Genomics and Molecular Breeding/Zhongshan Biological Breeding Laboratory/Key Laboratory of Plant Functional Genomics of the Ministry of Education College of AgricultureYangzhou University Jiangsu Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops/Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology Yangzhou University Department of Respiratory and Critical Care Medicine Zhongnan Hospital of Wuhan University Key Laboratory of Combinatorial Biosynthesis and Drug Discovery Ministry of Education and School of Pharmaceutical Sciences Wuhan University Department of Plant Science and Landscape Architecture University of Maryland College Park 20742 Institute for Bioscience and Biotechnology Research University of Maryland

CRISPR-Cas12a genome engineering systems have been widely used in plant research and crop breeding. To date, the performance and use of anti-CRISPR-Cas12a systems have not been fully established in plants. Here, we conduct in silico analysis to identify putative anti-CRISPR systems for Cas12a. These putative anti-CRISPR proteins, along with known anti-CRISPR proteins, are assessed for their ability to inhibit Cas12a cleavage activity in vivo and in planta. Among all anti-CRISPR proteins tested, AcrVA1 shows robust inhibition of Mb2Cas12a and LbCas12a in E. coli. Further tests show that AcrVA1 inhibits LbCas12a mediated genome editing in rice protoplasts and stable transgenic lines. Impressively, co-expression of AcrVA1 mitigates off-target effects by CRISPR-LbCas12a, as revealed by whole genome sequencing. In addition, transgenic plants expressing AcrVA1 exhibit different levels of inhibition to LbCas12a mediated genome editing, representing a novel way of fine-tuning genome editing efficiency. By controlling temporal and spatial expression of AcrVA1, we show that inducible and tissue specific genome editing can be achieved in plants. Furthermore, we demonstrate that AcrVA1 also inhibits LbCas12a-based CRISPR activation(CRISPRa) and based on this principle we build logic gates to turn on and off target genes in plant cells. Together, we have established an efficient anti-CRISPR-Cas12a system in plants and demonstrate its versatile applications in mitigating off-target effects, finetuning genome editing efficiency, achieving spatial-temporal control of genome editing, and generating synthetic logic gates for controlling target gene expression in plant cells.

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Was Wuhan the early epicenter of the COVID-19 pandemic?——a critique

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National Science Review 2023年第4期10卷 19-21页

作者： Yanan Cao Lingling Chen Hua Chen Yupeng Cun Xiaofeng Dai Hongli Du Feng Gao fengbiao guo Yalong guo Pei Hao Shunmin He Shunping He XiongLei He Zheng Hu Boon-Peng Hoh Xin Jin Qian Jiang Qinghua Jiang Asifullah Khan Hong-Zhi Kong Jinchen Li Shuai Cheng Li Ying Li Qiang Lin Jianquan Liu Qi Liu Jian Lu Xuemei Lu Shujin Luo Qinghua Nie Zilong Qiu Tieliu Shi Xiaofeng Song Jianzhong Su Sheng-ce Tao Chaolong Wang Chuan-Chao Wang guo-Dong Wang Jiguang Wang Qi Wu Shaoyuan Wu Shuhua Xu Yu Xue Wenjun Yang Zhaohui Yang Kai Ye Yuan-Nong Ye Li Yu Fangqing Zhao Yiqiang Zhao Weiwei Zhai Dandan Zhang Liye Zhang Houfeng Zheng Qi Zhou Tianqi Zhu Ya-ping Zhang Ruijin Hospital Shanghai Jiao Tong University College of Life Science and Technology Guangxi University Beijing Institute of Genomics Chinese Academy of Sciences Children's Hospital of Chongqing Medical University Wuxi School of Medicine Jiangnan University School of Biology and Biological Engineering South China University of Technology Department of Physics School of ScienceTianjin University School of Pharmaceutical Sciences Wuhan University Institute of Botany Chinese Academy of Sciences Institut Pasteur of Shanghai Chinese Academy of Sciences Institute of Biophysics Chinese Academy of Sciences Institute of Hydrobiology Chinese Academy of Sciences School of Life Sciences Sun Yat-sen University Institute of Synthetic Biology Shenzhen Institute of Advanced TechnologyChinese Academy of Sciences Faculty of Medicine and Health Sciences University College Sedaya International School of Medicine South China University of Technology Department of Medical Genetics Capital Institute of Pediatrics School of Life Science and Technology Harbin Institute of Technology Department of Biochemistry Abdul Wali Khan University Xiangya Hospital Central South University Department of Computer Science City University of Hong Kong College of Life Science and Technology Foshan University South China Sea Institute of Oceanology Chinese Academy of Sciences College of Ecology Lanzhou University School of Life Sciences and Technology Tongji University School of Life Sciences Peking University Kunming Institute of Zoology Chinese Academy of Sciences College of Animal Science South China Agricultural University Institute of Neuroscience Chinese Academy of Sciences School of Life Sciences East China Normal University Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Wenzhou Institute University of Chinese Academy of Sciences Institute of Systems Biomedicine Shanghai Jiao Tong University Tongji Medical College Huazhong University of Science and Technology School of Life Sciences Xiamen University Division of Life Science and Department of

Recently, Worobey et al.(2022) published a report entitled ‘The Huanan Seafood Wholesale Market in Wuhan was the early epicenter of the COVID-19 pandemic’ that succinctly summarizes their study [1]. A pre-print version of this study had earlier elicited a series of highprofile media coverages [2,3]. All these reports deliver a social-political message that the Huanan market is the epicenter of COVID-19.

关键词： SARS-COV-2 ORIGIN

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孝义市红薯产业现状及对策

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农业技术与装备 2017年第3期 17-18页

作者：郭逢彪孝义市农业技术推广中心山西孝义032300

红薯作为孝义市的一大传统作物,主要用于食品加工领域。研究红薯产业现状及对策,对增强农民种植信心、积极壮大红薯产业、增加农民收入,有积极意义。

关键词：红薯现状对策

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基于Z曲线方法重新注释脑膜炎奈瑟菌MC58株基因组

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生物物理学报 2011年第6期27卷 545-554页

作者：魏闻郭锋彪吴映辉电子科技大学生命科学与技术学院成都610054

已测序的微生物基因组中包含的注释开放阅读框(open reading frames,ORFs)可以分为两大类:第一类对应于功能已知的蛋白质编码基因;第二类则为功能未知的假设ORFs,其中通常有一部分实际上不编码蛋白质。采用基于Z曲线的方法从属于第一类... 详细信息

已测序的微生物基因组中包含的注释开放阅读框(open reading frames,ORFs)可以分为两大类:第一类对应于功能已知的蛋白质编码基因;第二类则为功能未知的假设ORFs,其中通常有一部分实际上不编码蛋白质。采用基于Z曲线的方法从属于第一类的功能已知基因出发训练参数,进而确定第二类ORFs中非编码的部分。通过支持向量机的学习及分类,结果显示十重交叉检验平均正确率为98.45%,说明Z曲线联合支持向量机是一种高度准确的基因识别方法。最终,确定216个假设ORFs实际上不编码蛋白质。通过采用Blastp进行序列比对,保留的假设ORFs中有341个在高可靠性的条件下获得了功能信息。根据蛋白质直系同源簇方法进行功能分类,分别有30、53、59和159个新注释的假设ORFs属于信息储存和加工类、细胞加工和信号传递类、新陈代谢类和特征不明显类。另外还有70个不属于其中的任何一类。注释结果比RefSeq及GenBank提供的原注释更加准确,更加完整。

关键词：脑膜炎奈瑟菌MC58株基因组重注释 21变量Z曲线支持向量机

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运动灵敏素质结构模型研究——以男子大学生为例

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天津体育学院学报 2014年第6期29卷 521-526页

作者：赵西堂郭思强张凤彪肇庆学院体育与健康学院广东肇庆526061 大连理工大学文法学院辽宁盘锦124221

灵敏素质是一项十分重要的素质,但由于灵敏素质的复杂性,对其结构的认识还不够深入,而对灵敏素质的结构进行研究是全面、深入地认识灵敏素质本质的必由之路。以前人的研究成果和运动训练学相关理论为基础,以对体育教育训练学方面的11位... 详细信息

灵敏素质是一项十分重要的素质,但由于灵敏素质的复杂性,对其结构的认识还不够深入,而对灵敏素质的结构进行研究是全面、深入地认识灵敏素质本质的必由之路。以前人的研究成果和运动训练学相关理论为基础,以对体育教育训练学方面的11位专家的调查为依据,初步选定灵敏素质,并据此对237名在校大学生进行测试,对测试数据进行探索性因子分析与验证性因子分析。结论:大学生灵敏素质模型由改变方向能力、变换动作能力和协调性3个因素构成,三者的因素负荷量之比为77:91:89;改变方向能力对应的测试指标为伊利诺伊和十字变向跑,2个测试指标的因素负荷量之比为69:83;变换动作能力对应的测试指标为立卧撑、俯卧起立和坐地拍手起,3个观测变量的因素负荷量之比为52:50:71;协调性对应的测试指标为"手舞足蹈"和反复横跨,2个观测变量的的因素负荷量之比为80:46。从实证的角度论证了灵敏素质的结构特征,模型源于人们对灵敏素质的认识,模型与大学生实测数据的拟合较好,灵敏素质结构理论模型得到了初步验证,大学生运动灵敏素质结构方程模型的构建初步奠定了灵敏素质测评的方法学基础,同时也为研究运动员灵敏素质结构提供了依据。

关键词：灵敏素质结构方程模型探索性因子分析

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纤维方向角对超低温冷却石英纤维复合材料铣削性能的影响

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宇航材料工艺 2020年第3期50卷 69-74页

作者：谢浔侯博郭鸿俊刘春先王凤彪航天材料及工艺研究所北京100076 大连交通大学大连116028

石英增强聚酰亚胺树脂基复合材料是一种非均匀的各向异性材料,其加工性能高度依赖于纤维铺层方向与加工进给方向所成角度,即纤维方向角。本文通过一系列不同纤维方向角的干切削和超低温冷却铣削实验,研究了纤维方向角对表面形貌、表面... 详细信息

石英增强聚酰亚胺树脂基复合材料是一种非均匀的各向异性材料,其加工性能高度依赖于纤维铺层方向与加工进给方向所成角度,即纤维方向角。本文通过一系列不同纤维方向角的干切削和超低温冷却铣削实验,研究了纤维方向角对表面形貌、表面粗糙度、铣削力及刀具磨损的影响。结果表明:不同纤维方向角,剪应力形式不同,切削断屑形式也不同。纤维方向角为锐角时铣削表面质量均良好,但当纤维方向角增大到90°时,切削表面质量下降,切削力变化幅度增大。相同铣削时间内,在干切削工况下,刀具磨损严重,涂层脱落面积约为测量面积的70%;而在低温切削工况下,涂层未遭到严重破坏,刀具仍处于稳定磨损阶段,刀具耐用度优于干切削工况。

关键词：石英纤维增强聚酰亚胺纤维方向角低温冷却加工质量

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基于物联网的共享快递盒子

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科教导刊 2019年第19期 150-151页

作者：张烽彪果兴佳王想卫西安航空学院

现如今随着电子商务的发展,网购人数越来越多,随之带动快递量的迅速增长,也给生态环境带来了巨大的环保压力。目前我国物流包装领域,一直以来都在对一次性物流进行广泛应用。大量使用的一次性包装使得垃圾、废弃物等的产生在增多,生态... 详细信息

现如今随着电子商务的发展,网购人数越来越多,随之带动快递量的迅速增长,也给生态环境带来了巨大的环保压力。目前我国物流包装领域,一直以来都在对一次性物流进行广泛应用。大量使用的一次性包装使得垃圾、废弃物等的产生在增多,生态环境遭受了严重破坏。社会各界开始重点关注物流领域的绿色发展,共享快递盒子营运而生。本文根据现状以及共享包装设计原则等分析存在的一系列问题,并提出有针对性的对策。

关键词：共享快递盒子物流物联网

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高铁快运动车组关键技术需求研究

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铁道机车与动车 2019年第11期 1-3,10,5页

作者：郭鹞苑丰彪梁永廷邹颖中车唐山机车车辆有限公司研发中心河北唐山063035

高铁快运动车组列车将成为铁路货运市场发展重要方向,从既有铁路货物快运出发,对高铁快运动车组的开行需求、总体技术需求及关键装备需求进行了分析,提出了货物在途管理、集装器、装载门的参数及功能要求。

关键词：铁路货运高铁快运动车组总体技术关键装备需求

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非接触式自动扶梯运行质量检测方法与装置研究

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宿州学院学报 2021年第3期36卷 10-14,32页

作者：王庆阳高梦迪郭焕银张凤标靳松宿州学院机械与电子工程学院安徽宿州234000 安徽省特种设备检测院安徽合肥230009

自动扶梯安全事故频发,引起社会广泛关注,检测自动扶梯运行质量对保障其安全运行至关重要。针对现有自动扶梯检测技术误差大、效率低的不足,提出了一种高精度、易操作的非接触式自动扶梯运行质量检测方法,并设计了检测装置。该装置采用... 详细信息

自动扶梯安全事故频发,引起社会广泛关注,检测自动扶梯运行质量对保障其安全运行至关重要。针对现有自动扶梯检测技术误差大、效率低的不足,提出了一种高精度、易操作的非接触式自动扶梯运行质量检测方法,并设计了检测装置。该装置采用非接触的反射式光电传感器检测扶手带的运行速度,采用非接触的反射式激光测距传感器检测梯级运行速度、梯级加减速度和制停距离,且可同步检测。通过对比检测试验结果发现,该非接触式自动扶梯运行质量检测方法的检测结果波动性小、准确性高,不受检测现场环境影响,为评估自动扶梯的运行质量,消除安全隐患提供了可靠的数据支撑。

关键词：自动扶梯质量检测运行质量电梯安全

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龙岩适应性烤烟品种(系)评价筛选

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中国农学通报 2018年第14期34卷 13-19页

作者：刘光亮周道金曾文龙周东新蒋代兵谢凤标彭国华郭学清陶健陈爱国中国农业科学院烟草研究所/农业部烟草生物学与加工重点实验室山东青岛266101 福建省烟草公司龙岩市公司福建龙岩364000

为准确、客观地筛选出适宜龙岩烟区种植的优良烤烟品种(系),联用方差分析、AMMI模型和GGE双标图3种方法对‘闽烟35’、‘C2’、‘FL88f’、‘翠碧1号’、‘闽烟38’、‘闽烟57’、‘F31-2’、‘FL25’和‘云烟87’等9个烤烟品种(系)连续... 详细信息

为准确、客观地筛选出适宜龙岩烟区种植的优良烤烟品种(系),联用方差分析、AMMI模型和GGE双标图3种方法对‘闽烟35’、‘C2’、‘FL88f’、‘翠碧1号’、‘闽烟38’、‘闽烟57’、‘F31-2’、‘FL25’和‘云烟87’等9个烤烟品种(系)连续2年的经济性状和品质性状的多目标决策值进行分析评价。结果表明,龙岩烤烟品种(系)的经济、品质性状表现主要受品种效应影响,其次是品种×地点互作效应。其中,‘FL88f’经济性状丰产性表现最好,显著优于‘云烟87’,稳定性较好且适应性强;品质性状丰产性、稳定性和适应性均较好,稍优于‘云烟87’。因此,综合经济性状和品质性状表现,品系‘FL88f’可以作为龙岩烟区的后备品系,建议审定后应用。

关键词：烤烟方差分析 AMMI模型 GGE双标图品种评价

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