基因编辑技术被认为可能是气候变化的“救世主”

【字体: 时间:2023年03月04日 来源:AAAS

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  一项对基因编辑技术的综述表明,CRISPR/Cas(聚集规律间隔短回文重复序列/Cas)方法可能成为受气候变化和高粮食需求威胁的水稻作物的“救世主”。这项发表在《CABI评论》上的研究强调,虽然水稻是全球消费量最大的谷物之一,养活了大约30亿人,但气候引起的非生物和生物压力已经影响了水稻作物的产量和质量。

  

一项对基因编辑技术的综述表明,CRISPR/Cas(聚集规律间隔短回文重复序列/Cas)方法可能成为受气候变化和高粮食需求威胁的水稻作物的“救世主”。

这项发表在《CABI评论》上的研究强调,虽然水稻是全球消费量最大的谷物之一,养活了大约30亿人,但气候引起的非生物和生物压力已经影响了水稻作物的产量和质量。

巴西佩洛塔斯联邦大学的主要作者Antonio Costa de Oliveira博士和一组科学家发现,CRISPR/Cas工具在与产量、对生物和非生物胁迫的耐受性以及稻米品质相关的研究中是有效的基因编辑。

然而,这篇试图描述不同基因编辑技术及其在水稻育种中的应用的综述认为,CRISPR/Cas方法在育种计划中的影响取决于在田间大规模培育编辑过的植物。

Costa de Oliveira博士说:“开发新的高产品种对于确保全球粮食安全是必要的。

“尽管传统育种已经取得了巨大进展,但转基因和基因组编辑等生物技术工具可以帮助满足未来的需求。

“基因编辑的特点是切割和修改目标基因。在基因组编辑技术中,CRISPR/Cas因其易于操作而被提出。

“还提出了多种Cas蛋白、碱基编辑和启动编辑等旨在提高编辑效率的变体。经过基因编辑的植物也更容易被接受,因为它们不含转基因。”

该研究指出,预计到2050年,目前的大米消费量将增加50%,这意味着需求将高达11.25亿吨。

但是生物胁迫(疾病——病毒、细菌、真菌、线虫、害虫和杂草)的发生加上非生物胁迫(干旱、淹水、盐度、热、冷和重金属)是水稻生产的限制因素。

科学家们说,气候变化也会影响这些压力的频率、强度和持续时间。因此,在水稻种植面积扩大有限的情况下,有必要培育耐胁迫、产量潜力大的水稻新品种。

Costa de Oliveira博士补充说:“例如,CRISPR/Cas9编辑的高潜力,通过沉默易感基因和插入抗性基因,帮助开发了对细菌、真菌和病毒的广谱抗性。

“在这个意义上,CRISPR/ cas9介导的基因组编辑已经使得在SWEET基因的三个启动子中引入突变成为可能,从而导致水稻系对水稻白枯病菌具有广谱抗性。Oryzae。”

研究人员总结说,尽管到目前为止,传统育种已经起了决定性作用,但要满足未来的需求并面对水稻种植的挑战,还有很长的路要走。

科斯塔·德·奥利维拉博士说:“从对环境和人类健康的风险来看,通过基因组编辑和传统育种改良的植物是相似的,而这几乎是不存在的。”“因此,预计经过编辑的植物除了能满足需求外,还能得到消费者的良好接受。”

文章标题

Gene editing techniques in rice: new paths for an old crop


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