新CRISPR/Cas9植物技術將能提高農業產量並抵禦氣候變化影響

據外媒報道,日前,美加州大學聖地亞哥分校的科學家們開發出了植物中首個基於CRISPR-Cas9的基因驅動,其目標是培育出更能抵禦乾旱和疾病的彈性作物。雖然基因驅動技術已經在昆蟲身上被開發出來從而幫助阻止瘧疾等病媒傳播疾病的傳播,但Yunde Zhao教授實驗室的研究人員及索爾克生物研究所的同事們展示了基於CRISPR-Cas9的基因驅動的成功設計,該基因驅動可以剪切和複製擬南芥植物的遺傳元件。

新CRISPR/Cas9植物技術將能提高農業產量並抵禦氣候變化影響

這項打破了傳統遺傳規則–即後代平等地從父母雙方獲得遺傳物質(孟德爾遺傳學)–的新研究使用CRISPR-Cas9編輯技術將單一父母的特定目標性狀遺傳給後代。這種基因工程可以用於農業來幫助植物抵禦疾病,從而種植出更高產的作物。這項技術還可以幫助植物抵禦氣候變化的影響如全球變暖導致的乾旱。

新CRISPR/Cas9植物技術將能提高農業產量並抵禦氣候變化影響

這項研究由博士後學者Tao Zhang和研究生Michael Mudgett領導,文章則已發表在《Nature Communications》上。

“這項工作打破了有性生殖的遺傳限制,即後代從父母雙方各繼承50%的遺傳物質,”Zhao說道,“這項工作使我們能從一個父母那裡繼承所需基因的兩個副本。這一發現可以大大減少植物育種所需的世代數。”

這項研究是加州大學聖地亞哥分校塔塔遺傳與社會研究所(TIGS)研究人員的最新進展,該研究建立在一種名為“主動遺傳學”的新技術的基礎上,這種新技術有可能在各種應用中影響種群遺傳。

由於基因是通過多代傳遞的,所以通過傳統的基因遺傳開發優良作物可能是昂貴和耗時的。研究人員表示,使用基於CRISPR-Cas9的新型主動基因技術可以更快地實現這種基因偏差。

TIGS全球主任Suresh Subramani說道:“我很高興這種基因驅動的成功現在由植物TIGS的科學家取得,這擴展了此前在加州大學聖地亞哥分校證明的這項工作的普遍性,從而適用於昆蟲和哺乳動物。這一進展將徹底改變植物和作物育種並有助於解決全球糧食安全問題。”