科学家使用CRISPR技术编辑作物基因

CRISPR基因编辑允许在包括人类健康在内的许多领域中快速科学进步，现在已经表明，作物研究也可以受益于这种最新的令人兴奋的技术。来自John Innes中心和The Sainsbury实验室(英国)的科学家团队已经证明，最新的基因编辑技术CRISPR可以用于对两种英国作物中的特定基因进行有针对性的改变或编辑，类似西兰花芸苔和大麦，这些编辑在后代保存。不仅如此，还可以分离和去除在编辑过程中使用的转基因，使得后代植物在其组成中与通常繁殖的植物无法区分。

到目前为止，关于CRISPR技术在作物中的效率以及对作物中基因的编辑是否存活到后代的信息很少。也很少有研究分析植物中发生脱靶编辑的可能性。

今天发表在基因组生物学研究中的研究目的是研究CRISPR技术的使用是否会在两种植物类型中产生DNA靶向区段的变化：单子叶植物和双子叶植物，后代是否包括编辑，以及是否和如何通常偏离目标的编辑是作为过程的一部分发生的。

在大麦中，编辑的基因被认为会影响谷物休眠，这是一个重要的农业特性。在芸苔属中，编辑的基因影响了种子荚破碎的容易程度。在两种情况下，产生的植物在靶基因中具有小变化，仅涉及DNA序列的1-6个碱基。这些变化足以阻止靶基因起作用。编辑过程包括引入一些转基因以靶向特定基因并切割其DNA序列。当使用植物自身的修复过程修复切割时，序列发生微小变化。在研究过程中，科学家们确定了后代的植物，这些植物含有编辑但不包含导致编辑的转基因。

除了对大麦和芸苔属的目标基因的编辑外，有时也会在非常密切相关的基因中发现脱靶编辑。这在基因家族中通常存在几个密切相关基因成员的作物中是有用的，并且可能需要编辑不止一个基因家族。该工作还提供了有关如何使用CRISPR系统的信息，以确保只有目标基因被编辑，如果这是必需的结果。

温迪·哈伍德教授是John Innes中心基因编辑的主要作者和科学家之一，他说：

“CRISPR技术的优点在于它可以在特定基因中产生微小变化;足以阻止它们起作用。阻止特定基因工作是开发抗病作物的一种方法，例如具有抗霉性或无需多余的作物即可生产作物包含毒素的化合物。以这种方式生产的最终植物没有插入额外的DNA，因此它们与使用常规突变育种方法培育的基因或植物的天然变化的植物基本相同。

气候变暖，不断适应和恶化的植物病害对世界上许多其他地区的粮食安全构成威胁。在贫困和收成不佳可能导致饥饿和营养不良的最不发达国家，威胁甚至更大。最近John Innes中心的工作表明，使用CRISPR方法进行基因编辑是另一种非常有用且可能非常有效的方法，可以使我们的作物适应气候和疾病变化等挑战。