這些CRISPR修飾的作物不算作轉基因生物



為了養活迅速增長的人口,世界必須找到促進糧食生產的方法。通過常規植物育種提高作物產量是低效的 - 結果是不可預測的,并且可能需要數年到數十年才能創造出新的菌株。另一方面,強大的轉基因植物技術可以快速產生新的植物品種,但它們的采用一直存在爭議。許多消費者和國家拒絕轉基因食品,盡管廣泛的研究證明它們是安全的。

這些CRISPR修飾的作物不算作轉基因生物

但是現在稱為CRISPR的新基因組編輯技術可能提供了一個很好的選擇。

我是一個植物遺傳學家,我的首要任務之一是開發工具來安排木質植物如柑橘樹,可以抵御黃龍病,黃龍病(HLB),它摧毀了世界各地的這些樹。該疾病于2005年首次在佛羅里達州檢測到,導致該州90億美元的柑橘產量大幅減產,導致其2017年橙子產量下降75%。由于柑橘樹生產水果需要5至10年,我們的新技術-已被許多主編提名為2017年具有改變世界潛力的開創性方法之一 - 可能加速非轉基因柑橘樹的開發這是HLB抗性的。

基因改造與基因編輯

你可能想知道為什么我們用新的DNA編輯技術創造的植物不被認為是轉基因植物?這是一個很好的問題。

轉基因是指以不會通過進化自然產生的方式改變的植物和動物。一個非常明顯的例子涉及將一個基因從一個物種轉移到另一個物種,以賦予該生物體新的特性 - 如害蟲抗性或耐旱性。

但在我們的工作中,我們并沒有將動物或細菌的基因切割并粘附到植物中。我們正在使用基因組編輯技術通過直接重寫植物的遺傳密碼來引入新的植物性狀。

這比傳統育種更快,更精確,比轉基因技術爭議少,并且可以減少為農民開發新作物品種所花費的時間甚至數十年甚至數十年。

另外還有一種動機可以選擇使用基因編輯來創造設計作物。2018年3月28日,美國農業部長桑尼·珀杜(Sonny Perdue)宣布,美國農業部不會對通過基因組編輯等新技術開發的新植物品種進行管理,這些新技術將產生與通過傳統育種方法開發的植物難以區分的植物。相比之下,包含來自另一生物的基因(例如細菌)的植物被認為是GMO。這是為什么許多研究人員和公司希望在可能的情況下在農業中使用CRISPR的另一個原因。

改變植物藍圖

我們使用的基因編輯工具叫做CRISPR - 代表“Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” - 并且改編自細菌的防御系統。這些細菌CRISPR系統已被修改,以便像我這樣的科學家可以編輯植物,動物,人體細胞和微生物的DNA。該技術可用于多種方式,包括糾正導致疾病的人類遺傳錯誤,設計用于疾病研究的動物,以及創造可加速作物改良的新型遺傳變異。

為了使用CRISPR向作物植物引入有用的性狀,我們需要知道控制特定性狀的基因。例如,先前的研究表明,一種叫做赤霉素的天然植物激素對植物高度至關重要。GA20-ox基因控制植物中產生的赤霉素的量。例如,為了創造一種“低割草頻率”草坪草,我們正在編輯DNA - 改變構成該植物基因的DNA序列 - 以減少所選草坪中GA20-ox基因的產量草。使用較低的赤霉素,草不會長得高,不需要經常割草。

CRISPR系統源自細菌。它由兩部分組成:Cas9,一種可以剪斷DNA的小蛋白質,以及一種RNA分子,可作為編碼植物DNA中新特性的模板。

為了在植物中使用CRISPR,標準方法是將編碼CRISPR-Cas9“編輯機”的CRISPR基因插入植物細胞的DNA中。當CRISPR-Cas9基因活躍時,它將定位并重寫植物基因組的相關部分,從而產生新的性狀。

但這是一個捕獲22。因為要用CRISPR / Cas9進行DNA編輯,首先必須用外源CRISPR基因改造植物 - 這將使它成為GMO。

非轉基因作物的新戰略

對于玉米,水稻和番茄等一年生作物,它們在一年內完成從發芽到種子生產的生命周期,可以很容易地從編輯的植物中消除CRISPR基因。那是因為這些植物產生的一些種子不攜帶CRISPR基因,只是新的特征。

但對于需要長達10年才能達到花卉和種子生產階段的多年生作物而言,這個問題要復雜得多。等待沒有CRISPR基因的種子需要很長時間。

我在康涅狄格大學的團隊和南京農業大學,江蘇省農業科學院,佛羅里達大學,湖南農業大學和加州大學圣地亞哥分校的合作者最近開發了一種方便的新技術,使用CRISPR可靠地創造了理想的產品。在沒有引入任何外來細菌基因的作物植物中的特征。

我們首先用CRIPSR基因改造了一種天然存在的土壤微生物,土壤桿菌。然后我們從植物中取出嫩葉或拍攝材料,將它們與培養皿中的細菌混合,讓它們一起孵育幾天。這使細菌有時間感染細胞并傳遞基因編輯機器,然后改變植物的遺傳密碼。




上一篇:郎平國慶節發文:奪冠幸福但短暫 東京是終極目標
下一篇:基因編輯的作物是轉基因生物
贵州快3开奖结果