玉米-或玉米-几千年来已经从杂草丛生,这些杂草丛生的穗不到十二粒,到如今在农场上看到的装有数百粒多汁粒的穗轴。 CRISPR等强大的DNA编辑技术可以加快该过程。冷泉港实验室(CSHL)的David David教授和他的博士后研究员Liu Lei与麻省大学的Amherst副教授Madelaine Bartlett一起使用了这种高度特定的技术来修补玉米粒的数量。杰克逊实验室是第一个将CRISPR用于玉米非常复杂的基因组的实验室之一。 DNA分为两部分:基因和促进或抑制基因活性的调节区。杰克逊说:
"许多人以非常简单的方式使用CRISPR只是为了完全破坏基因,敲除基因。但是我们想出了一个新的想法,将启动该基因的启动子区域进行CRISPR修饰。这就是产生非常有趣的结果的原因,我们可以在其中获得农业所需的性状差异。"
杰克逊想增加每个玉米芯的粒数。玉米籽粒发育途径包括促进干细胞生长和分化成不同植物器官的基因。杰克逊(Jackson)和刘(Liu)专注于CLE,CLE是阻止干细胞生长的刹车基因。但是玉米基因组很复杂。 CLE家族包含近50个相关的启动子区域,每个基因的启动子区域各不相同。哪些零件对生产最重要?刘说:
"因此,我们基本上随机地靶向启动子区域:我们不知道启动子的哪一部分是重要的。因此,可能下一步,我们将更多地集中于确定启动子的哪一部分至关重要。然后,我们可能会使我们的CRISPR更高效。我们可以获得更好的等位基因,可以产生更多的籽粒产量或耳朵大小。"
谷物作物(如玉米)是人类食物和牲畜饲料的主要来源。杰克逊和刘希望他们的新CRISPR策略将增加每英亩的农作物产量,并使农业更具可持续性。
该研究发表在《自然植物》上。更多信息:通过玉米CLE基因的CRISPR–Cas9启动子编辑增强谷物产量相关性状,《自然植物》(2021年)。 DOI:10.1038 / s41477-021-00858-5,www.nature.com / articles / 10.1038 / s41477-021-00858-5