作者:李惠钰 来源:中国科学报 发布时间:2024/2/1 17:07:10
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基因编辑作物在非洲开辟出新天地

 

分子生物学家Steven Runo曾经认为,他的团队将创造历史,成为第一个在非洲土壤中种植基因编辑种子的团队。但事实证明,这一领域的竞争比他预想的要激烈。

Runo在肯尼亚肯雅塔大学工作,其基因编辑项目主要集中在高粱上。他说,一个研究玉米的小组“比我们快了两三个月”。

不过,友好的竞争是进步的标志。研究人员长期以来一直希望低成本的CRISPR基因编辑系统将使中低收入国家能够生产出符合当地农民需求的作物,而不是依赖外国开发的种子。现在,科学家正在监督至少十几项开发这种基因编辑作物的工作。

在这些项目中,Runo致力于改造高粱,使其能够抵抗一种令人头疼的寄生植物独脚金。Runo在近日于美国圣地亚哥举行的动植物基因组会议上表示,新品种的田间试验定于今年晚些时候进行。

高粱是一种耐寒作物,在非洲广泛用于食品、建筑材料和原料。但是超过60%的非洲农田受到了独脚金的污染,这种寄生植物附着在高粱的根部,吸走其养分和水分。独脚金的侵扰可以摧毁整株作物。

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非洲博茨瓦纳的一片高粱田,基因编辑已经培育出能够抵抗独脚金的高粱植物。

图片来源:MarcPo/Getty

一些野生高粱品种对独脚金具有抗性,因为它们携带的突变会改变作物产生的一种名为“独脚金内酯”的化合物,从而促进独脚金的种子发芽。Runo与合作者正在使用CRISPR-Cas9来模拟这些突变。

根据肯尼亚2022年关于基因编辑作物的规定,这些植物被视为传统育种作物,因为它们不含有其他物种的DNA。这意味着这些经过基因编辑的植物可以绕过对含有外源DNA的转基因作物施加的一些繁重的测试和要求。Runo说,尼日利亚和马拉维也有类似的政策,包括埃塞俄比亚和乌干达在内的其他非洲国家预计也会效仿。

去年,肯尼亚当局允许Runo与其合作者在这些规定下种植基因编辑的种子,Runo计划在今年晚些时候开展实地研究,这是重要一步,因为独脚金在较富裕地区并不是一个问题,这意味着大型跨国公司几乎没有动力为它开发解决方案。

其他改善非洲农产品的基因编辑项目也在进行中。国际玉米小麦改良中心研究主任Kevin Pixley与合作者已经开发出编辑玉米的方法,使其能够抵抗玉米致命坏死病。他们还对珍珠粟进行了编辑,使其面粉在碾磨后不易很快变质;对花生进行了编辑,使其更能抵抗产生致癌黄曲霉毒素真菌感染。

非洲的牲畜也在被编辑。在动植物基因组会议上,加拿大生物技术公司Recombinetics的首席科学官Dan Carlson介绍了一个项目,该项目正在对非洲品种的牛进行编辑,以提高它们的产奶量、耐热性及疾病耐受性。

瑞典农业科学大学研究农村发展的Klara Fischer说,尽管在实验室进行基因编辑相对便宜,但将这些经过编辑的作物带到农场仍然存在很大的障碍。“由于市场不太可能为购买力有限的贫穷小规模农民提供服务,基因编辑产品可能仍需要政府的参与才能使农民受益。”

目前,Runo依靠美国国际开发署的资助,并与美国一家农业公司Corteva Agricscience合作,其团队也在努力削减实验室用品和设备的成本,并寻找其他资金来源。Pixley团队则获得了比尔和梅琳达·盖茨基金会的资助,还获得了美国科迪华公司的技术援助。

至于当地对这些作物的接受程度,Runo说,与他交谈过的农民对当地研究人员开发的作物种子比对国外开发的种子更满意。

 
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