打破孟德尔遗传定律：在植物中开发基于CRISPR/Cas9的基因驱动

研究人员已经为植物设计了一种基于CRISPR-Cas9的基因驱动。这项新技术允许科学家切割和复制关键的基因元素，帮助科学家培育出抵御作物病害和抵御气候变化影响的植物。

　　

虽然基因驱动技术已经在昆虫身上开发出来，以帮助阻止疟疾等病媒传播疾病的传播，但Yunde Zhao教授实验室的研究人员以及索尔克生物研究所的同事们，展示了基于CRISPR-Cas9的基因驱动的成功设计，该基因驱动可以剪切和复制拟南芥植物的遗传元件。

打破了传统的遗传规则，即后代平等地从父母双方获得遗传物质(孟德尔遗传学)，这项新研究使用CRISPR-Cas9编辑技术，将单一父母的特定目标性状遗传给后代。这种基因工程可以用于农业，帮助植物抵御疾病，从而种植出更高产的作物。这项技术还可以帮助植物抵御气候变化的影响，比如全球变暖导致的干旱。

这项研究由博士后学者Tao Zhang和研究生Michael Mudgett领导，他们都在索尔克研究所Zhao教授实验室工作，文章发表在《Nature Communications》杂志上。

“这项工作打破了有性生殖的遗传限制，即后代从父母双方各继承50%的遗传物质，”Zhao说，他是细胞与发育生物学生物科学部的一名成员。他说:“这项工作使我们能够从一个父母那里继承所需基因的两个副本。这一发现可以大大减少植物育种所需的世代数。”

这项研究是加州大学圣地亚哥分校塔塔遗传与社会研究所(TIGS)研究人员的最新进展，该研究建立在一种名为“主动遗传学”的新技术的基础上，这种新技术有可能在各种应用中影响种群遗传。

通过传统基因遗传开发优良作物可能是昂贵和耗时的，因为基因要经过多代。研究人员说，使用基于CRISPR-Cas9的新型主动基因技术，可以更快地实现这种基因偏差。

TIGS全球主任Suresh Subramani说:“我很高兴这种基因驱动的成功，现在由植物TIGS的科学家取得，扩展了此前在加州大学圣地亚哥分校证明的这项工作的普遍性，适用于昆虫和哺乳动物。这一进展将彻底改变植物和作物育种，并有助于解决全球粮食安全问题。”

Tao Zhang, Michael Mudgett, Ratnala Rambabu, Bradley Abramson, Xinhua Dai, Todd P. Michael, Yunde Zhao. Selective inheritance of target genes from only one parent of sexually reproduced F1 progeny in Arabidopsis. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-24195-5