CRISPR：受气候变化威胁的水稻作物的潜在"救星"

来源：cnBeta 　2023-03-08 05:42:49

根据对基因编辑技术的审查，CRISPR/Cas方法有可能成为面临气候变化和高粮食需求挑战的水稻作物的"救星"。发表在《CABI评论》上的这项研究强调，作为全世界数十亿人消费的谷物，水稻正面临着气候压力因素带来的生产和质量挑战。尽管大米为30亿人提供了生活保障，但它正受到由气候变化引起的生物和非生物压力的影响。

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CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)是一种革命性的基因编辑工具，它使科学家能够非常容易和准确地对生物体的DNA进行精确改变。通过使用一种由小RNA分子引导的称为Cas9的酶，CRISPR实现了对特定基因的定位和修改，为医学、农业和生物技术等领域的研究和应用带来了新的可能性。

巴西佩洛塔斯联邦大学的主要作者Antonio Costa de Oliveira博士和一个科学家团队发现，CRISPR/Cas工具在与产量、对生物和非生物压力的耐受性以及稻谷质量有关的研究中的基因编辑很有效。

一位科学家在中国研究水稻

然而，该评论试图描述不同的基因编辑技术及其各自在水稻育种中的应用，认为CRISPR/Cas方法在育种计划中的影响取决于在田间大规模栽培编辑过的植物。

科斯塔-德奥利维拉博士说："开发新的高产栽培品种对于确保全球粮食安全是必要的。尽管常规育种已经取得了巨大的进展，但生物技术工具，如转基因和基因组编辑，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。旨在提高编辑效率的多种Cas蛋白、碱基编辑和质点编辑等变体也被提出。被编辑的植物也更容易被接受，因为它们是无转基因的"。

该研究概述说，预计2050年的水稻消费量将比目前增加50%--这意味着需求量将高达11.25亿吨。

但生物压力（疾病--病毒、细菌、真菌、线虫、害虫和杂草）的发生加上非生物压力（干旱、淹没、盐度、热、冷和重金属）是限制水稻生产的因素。

科学家们说，气候变化也影响着这些压力的频率、强度和持续时间。因此，有必要开发具有抗压性和更高产量潜力的新水稻栽培品种，因为种植面积的扩大是有限的。

Costa de Oliveira博士补充说："例如，CRISPR/Cas9编辑的巨大潜力，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介导的基因组编辑使得在SWEET基因的三个启动子中引入突变成为可能，这些突变导致水稻品系对黄单胞菌pv.Oryzae具有广谱抗性"。

研究人员最后指出，尽管到目前为止常规育种是决定性的，但为了满足未来的需求和面对水稻种植的挑战，仍有很长的路要走。

Costa de Oliveira博士说："通过基因组编辑改进的植物和常规育种在对环境和人类健康的风险方面是相似的，这些风险实际上是不存在的。因此，预计编辑过的植物除了满足需求外，在消费者中也有良好的接受度"。

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