基因编辑技术在农业上的应用

作者: 刘奕等

来源: 知识分子

发布日期: 2018-04-20

基因编辑技术在农业上的应用,主要包括优化西红柿品种、改良水稻、防止虫害以及美化观赏植物等方面。通过CRISPR技术,科学家能够有目的地修改和编辑基因,从而提高农作物的产量和质量,保护农作物免受病虫害的侵害,并使观赏植物的颜色更加丰富多彩。

基因编辑技术不仅在医学上有很大的用途,在农业应用中也能大显身手,基因编辑技术不仅能让我们吃饱,而且还能够吃得更好。

很多人都吃过西红柿。有人喜欢切片沾糖凉拌,有人喜欢西红柿炒蛋。但大家有没有注意过,市场上能买到的西红柿分好几个品种,有的又大又甜,有的又小又酸,还长得歪瓜裂枣的。这些差异源于西红柿不同的基因调控。基因就像一本教科书,告诉西红柿应该怎么长。既然西红柿不是生来就注定被人类吃掉,它们的基因教科书自然也不会教它们怎么更容易地被人吃掉。

水稻是中国人的重要主食,科学家也不懈地进行水稻品种改良。家喻户晓的袁隆平院士致力于通过水稻杂交技术得到了超级水稻,解决了亿万人口的吃饭问题。现在有了CRISPR技术,新型水稻品种的研发也如虎添翼。

CRISPR不仅能直接修改基因,来优化农作物的果实,还能通过其他的方式保护农作物的茁壮成长。很多昆虫会将农作物作为食物,影响农作物的正常生长。

由于昆虫会自己分泌抗菌肽而抵抗各种病原菌的感染,所以在自然条件下的昆虫对周围环境有很强的抵抗力,法国的科学家Emmanuelle Jacquin-Joly将CRISPR技术用于防止虫害。他们将一种鳞翅目害虫的特定气味感受分子从基因组中敲除,并发现70%的后代可以遗传这种突变。

CRISPR也能让一些观赏植物变得更加丰富多彩。牵牛花颜色由一个色素催化相关基因(DFR-B)控制,相当于对应基因教科书中的一行,把它删掉后,牵牛花花瓣就从高贵的紫色变成了纯洁的白色。而通过进一步的基因修饰,可通过精确控制色素酶表达量的多少,来决定牵牛花的颜色,或者通过基因改造来达到不同的颜色,这是多么神奇。

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