作者:刘海英 来源:科技日报 发布时间:2017/9/18 15:14:25
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“修剪”基因启动子 改善品种性状
CRISPR编辑技术能“定制”农作物

 

科技日报华盛顿9月16日电 (记者刘海英)基因编辑技术不仅可用于疾病治疗,在农业育种领域也极具应用潜力。美国冷泉港实验室研究人员日前的一项新实验表明,使用CRISPR-Cas9基因编辑技术(简称CRISPR编辑技术),编辑农作物“产量”基因的启动子,可对作物数量性状产生微妙影响。研究人员称,育种专家可以利用这种手段“定制”农作物,以适应不同环境,从而提高作物产量。

启动子是基因的一个组成部分,可以控制基因表达的起始时间和表达程度。研究人员称,利用基因编辑技术,通过基因启动子对作物基因表达进行微调,而不是删除基因或钝化其编码蛋白质的能力,可更灵活地改善作物的数量性状。育种者可以根据种植环境的差异来“定制”作物,选择最理想的变异,以最大程度提高作物产量。

研究人员刊发在《细胞》杂志上的论文称,他们以番茄为对象进行了实验,使用CRISPR“剪刀”对番茄基因组序列进行多次切割,在三个基因启动子中创建出不同的突变组,这些突变会影响番茄的果实尺寸、分枝结构和整个植株形态,而这些性状和产量密切相关。研究人员称,可通过调整这些性状特征,达到使番茄增产目的。

领导该项研究的扎卡里·李普曼教授指出,随着人口数量增长,目前农作物产量的增长速度将无法满足人类未来需求。农作物在自然演进过程中,不会有太多的基因变异产生,而没有足够的基因变异,尤其是那些可能涉及几十个基因、与产量密切相关的主要性状的变异,育种专家也没办法培育出高产的作物种子。即使发现了有益的基因变异,要将其转化为最好的作物品种,使用传统的育种手段,也需要大量的时间,还必须每年不断地改进。而利用基因编辑技术,则可以直接产生和选择最理想的变异,控制基因活性,不仅可以加速作物的改良,同时还使其结果更可以预测。

研究人员称,他们的这一方法,不只对番茄品种的改良有效,也可用于包括水稻、玉米、高粱和小麦在内的多种农作物。

 
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