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    冷泉港教授连发两篇Cell文章:当转基因遇上CRI

    本网站报道:联合国及多位专家曾预计,到2050年全球人口数量将从目前的70亿增至90多亿,但可耕地还在减少,而且近年来灾害不少,也令今后的形势变得越来越严峻。CRISPR也许是未来解决问题的一个方法,这种革命性地改变植物基因序列分析、操控方式的新工具与以往基因修改工具不同之处在于,CRISPR-Cas9十分有针对性,科学家可利用它精准定位单个基因,将其打开或关闭,移除基因或用不同基因替换。

    近期来自冷泉港实验室的Zachary Lippman教授接连发表两篇Cell文章,报道了利用CRISPR-Cas9在西红柿基因组序列的启动子上进行编辑,改变了这种作物重要农艺性状的新成果。


    (Zachary Lippman)


    研究人员利用CRISPR在称为SICLV3的基因启动子(和其他几个启动子)中创建不同的突变组,从而能够在广泛范围内改变西红柿中的花器官和子房室的数量。这种效果类似于在持续范围内改变光亮度,研究证明可以调节影响产量的关键性状。

    Lippman教授表示,“随着世界人口的增加,目前的作物增产率并不能满足未来的农业需求。其中最关键的限制因素之一就是自然界并没有给育种者提供足够多的遗传变异用于研究,特别是针对主要的几十种产量性状的基因。我们利用CRISPR技术产生了新的遗传变异,这能够加快作物改良,同时也能确保结果可预测性。”

    在“Engineering Quantitative Trait Variation for Crop Improvement by Genome Editing”这篇文章中,研究人员通过CRISPR-Cas9调节了影响性状基因表达启动子,因为这样才能对数量性状进行微调,微调,而不是剔除编码蛋白的基因更有利于农业商业化。研究人员证实了,利用CRISPR-Cas9能够产生新的遗传变异和性状变异,这样研究人员就能根据情况对植物进行定制,实验证明每种性状都能以调节光亮度的方式进行控制。

    Lippman解释说,“传统育种需要花费大量的时间和精力,才能将相关基因的有益变异转变为最佳的品种,而且必须每年持续地改良这些品种。我们的这种方法能直接产生和选择性控制基因活性的最理想变异,有助于绕过这种限制。目前我们能够利用天然的DNA开展研究,增强大自然提供的选择力量,我们认为这能够有助于打破产量限制。”

    此前,Lippman教授研究组还报道了一种令西红柿产量几乎翻倍的方法:研究人员通过研究西红柿植株突变种,研究人员发现了会使其分化过多分支的基因。这些基因及相关基因也与开花和果实成熟有关。

    其中一个基因十分古老,能追溯到8000多年前美洲印第安人驯化西红柿植株时期。另一个基因名为Jointless2,是一个20世纪出现的突变体,它能让茎干与果实的连接处更光滑、更牢固。Jointless2也能让农民更易收割果实。通过改变这些基因,研究人员发现能培育出恰好在正确地方分支的圣女果,从而使其产量加倍。研究向理解西红柿基因迈出了新步伐。



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