CRISPR编辑技术能“定制”农作物

科学日报，华盛顿，9月16日(记者刘海英)-基因编辑技术不仅可以用于疾病治疗，而且在农业育种中有很大的应用潜力。美国冷泉港实验室的研究人员最近进行的一项新实验表明，使用CRISPR-Cas9基因编辑技术(简称CRISPR编辑技术)编辑作物“产量”基因的启动子可以对作物的数量性状产生微妙的影响。研究人员表示，育种专家可以使用这种方法来“定制”作物以适应不同的环境，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。研究人员表示，使用基因编辑技术，通过基因启动子来微调作物的基因表达，而不是删除基因或使其失去编码蛋白质的能力，可以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不同“定制”作物，并选择最理想的变异来最大化作物产量。

发表在《细胞》杂志上的研究人员的论文称，他们在番茄上进行了实验，使用CRISPR“剪刀”多次剪切番茄基因组序列，并在三个基因启动子中创建了不同的突变群。这些突变会影响番茄果实的大小、分枝结构和整个植株的形态，这些性状与产量密切相关。研究人员说，这些特征可以被调整以增加番茄产量。

领导这项研究的扎卡里·李普曼教授指出，随着人口的增加，目前农作物产量的增长率将无法满足人类未来的需求。在作物的自然进化过程中，不会有太多的基因变异，也不会有足够的基因变异，尤其是那些可能涉及几十个基因且与产量密切相关的基因变异。育种专家无法培育高产作物种子。即使发现了有益的遗传变异，也需要很长时间才能转化成最好的作物品种，并使用传统的育种方法，而且每年都必须不断改进。利用基因编辑技术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，而且可以使结果更加可预测。

研究人员表示，他们的方法不仅能有效改善番茄品种，还能应用于包括水稻、玉米、高粱和小麦在内的多种作物。

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