桉树可以通过基因改造来防止入侵当地的生态系统

【字体: 时间:2021年04月08日 来源:Plant Biotechnology Journal

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  桉树是一种抗虫害的常青树,因其耐久的木材和促进健康的油而备受重视,可以通过基因改造使其不再有性繁殖,这是防止全球植树主要作物入侵当地生态系统的关键一步。

  

俄勒冈州科瓦利斯市——桉树是一种抗虫害的常青树,因其耐旱的木材和促进健康的油而备受重视,可以通过基因改造使其不再有性繁殖,这是防止全球植树主要作物入侵当地生态系统的关键一步。

俄勒冈州立大学(Oregon State University)的史蒂夫·施特劳斯(Steve Strauss)领导的一项国际合作表明,CRISPR Cas9基因编辑技术可以以近乎100%的效率来敲掉叶基因,叶基因是形成花的主要基因。

施特劳斯说:“这些花从来没有发育到可以观察到胚珠、花粉或可育种子的程度。”“对树木的生长或形态没有明显的负面影响。下一步应该是实地研究,以更仔细地观察营养和花的不育特性的稳定性,但通过物理基因突变,我们希望树的寿命具有很高的可靠性。”

研究结果发表在《植物生物技术杂志》上。

Strauss博士、博士生Estefania Elorriaga和研究助理Cathleen Ma与科罗拉多大学、北京林业大学和比勒陀利亚大学的科学家合作进行了这项研究。温室研究涉及两种杂交物种,巨桉和尾叶桉,它们广泛种植在南半球;桉树有700多种,其中大多数原产于澳大利亚。

“世界上大约7%的森林是人工林,其中25%的人工林面积含有外来物种和杂交物种,”Elorriaga说,他现在是北卡罗来纳州的博士后研究员。“桉树是最广泛种植的森林树木属之一,特别是巴西的570万公顷桉树,中国的450万公顷和印度的390万公顷。”

科学家们指出,这些种植会导致与当地生态系统的不良混合。因此,消除这些树木在不影响其他特征的情况下有性繁殖的能力,将是一种有效的方法,在被认为是一个重要的生态或经济问题的地区,大大减少入侵性传播的潜力。

“这是CRISPR首次成功应用于解决森林树木的商业问题,”Elorriaga说。“用CRISPR在森林树木上修改不同性状的研究正在世界各地的许多实验室进行。全球变暖正在对各种森林产生巨大影响,基因编辑可能是一种重要的新的育种工具,以补充传统方法。”

施特劳斯指出,尽管有了这些很有希望的发现,但在巴西种植转基因树木是不合法的,因为巴西是桉树种植带来最大经济价值的国家之一。

他说:“由于法律禁止用重组DNA方法修改植物繁殖,这种性状不能在那里使用。”“在世界许多地方,它也将被禁止在获得可持续森林管理认证的情况下进行实地研究或商业使用。近年来,科学家们对这一点提出了严厉的批评。”

两年多以前,Strauss是林业研究人员联盟的一员,该联盟呼吁对他们认为过度限制生物技术研究的政策进行审查。

他说:“希望,像这样的研究,显示了这种技术在改变性状方面是多么精确和安全,并有助于促进生态安全,将有助于改变法规和认证规则。”“令人高兴的是,这样的讨论在许多国家都在顺利进行。”

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