RNA 突破创造了高产、耐旱的水稻和马铃薯

7 月 22 日（UPI）——由于 RNA 操作的突破，作物科学家开发了新的马铃薯和水稻品种，它们具有更高的产量和更高的耐旱性。通过插入一个负责生产一种叫做 FTO 的蛋白质的基因，科学家们生产出更大的水稻和马铃薯植物，其根系更广。周四发表在《自然生物技术》杂志上的测试结果显示，RNA 操纵的植物还提高了光合作用的速度，将产量提高了 50%。 “这种变化确实是巨大的，”研究合著者、芝加哥大学化学生物学教授 Chuan He 在一份新闻稿中说。 “更重要的是，到目前为止，它几乎适用于我们尝试过的所有类型的植物，而且这是一个非常简单的修改，”他说。由于预计气候变化将使许多农业地区面临更高的温度和更频繁的干旱，科学家们希望他们的突破将有助于缓冲脆弱的农业系统——以及依赖它们的社区——抵御气候压力。据该研究的作者称，产量的增加有助于防止森林被砍伐用于粮食生产。

“随着全球变暖的进行，这确实为工程植物提供了潜在改善生态系统的可能性，”何说。 “我们在很多方面都依赖植物——从木材、食物和药物到花卉和石油——这可能提供了一种增加我们可以从大多数植物中获得的库存材料的方法。”植物和动物中的基因操作通常涉及 DNA，这是生物体许多生物过程的主要蓝图。 RNA 就像一个信使，在细胞内翻译和传递指令。但是 RNA 不会盲目地转录 DNA。研究表明，这些信使具有代理权——通过在转录的遗传密码上放置化学标记，RNA 可以操纵哪些基因被表达，哪些基因被沉默。对于这项新研究，他和前芝加哥大学博士后研究员、现北京大学副教授贾桂芳将注意力转向了 FTO，一种可以从 RNA 中去除化学标签的蛋白质。当研究人员将 FTO 基因拼接到水稻植株中时，植株几乎立即开始加速生长。 “我认为那时我们所有人都意识到我们正在做一些特别的事情，”他说。在实验室中，受操纵的水稻植株的生长速度是正常速度的三倍。在田间，水稻植株的质量增加了 50%。它们还发芽了更长的根，提高了光合作用速率并产生了更大的产量。

当他们用马铃薯植物重复实验时，研究人员得到了类似的结果，表明新的基因操作方法可用于支持多种作物。科学家们怀疑 FTO 增强了一种称为 m6A 的 RNA 修饰途径，有效地删除了化学标记，否则这些化学标记会指导植物减缓其生长。这一突破有效地使州长远离了作物生长。研究人员估计，可能还有其他方法可以在没有 RNA 帮助的情况下操纵植物的生长调节系统。 “似乎植物已经有了这层监管，我们所做的就是利用它，”他说。 “所以下一步将是发现如何利用植物现有的遗传学来做到这一点。”