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科学家提出利用CRISPR加快植物驯化

转载 来源: 生物谷 2017/3/6 9:59:58

在存在的30多万种植物物种中,仅三种物种---水稻、小麦和玉米---占据着人们消费的大多数植物食物,这部分上是因为在农业历史上,让这些农作物#!容易收割的突变产生了。但是来自丹麦哥本哈根大学的研究人员声称利用CRISPR技术,人们不必等待大自然协助植物驯化。在于2017年3月2日在线发表在Trends in Plant Science期刊上的一篇综述论文中,他们描述了基因编辑如何可能能够让有营养的可持续种植的野生豆科植物、藜麦或苋属植物更适合种植。这篇综述论文的标题为“Accelerating the Domestication of New Crops: Feasibility and approaches”。

论文通信作者、哥本哈根大学植物学家Michael Palmgren说,“在理论上,你如今能够获得这些在几千年农作物驯化中挑选出来的性状,如苦味下降和那些促进容易收割的性状,并且诱导从不能栽培的植物发生具有这些性状的突变。”Palmgren领导哥本哈根大学的一个被称作“植物改变世界”的跨学科智库。

利用不那么精确的基因编辑技术,这种方法已被成功地用于加快驯化被低估的农作物。比如,科学家们利用化学突变诱导垂枝的水稻植物发生随机突变,从而使得它在成熟后更可能紧紧抓住它的种子。这种垂枝的水稻植物是一种与驯化水稻存在亲缘关系的澳大利亚野生水稻物种。在野外的一种被称作水芹的杂草中,科学家们利用RNA干扰沉默参与脂肪酸合成的基因,从而导致种子油质量改善。

Palmgren说,“我们如今吃的所有植物都是突变体,但是这些农作物是人类经过几千年挑选出来的,而且它们的突变是随机产生的。利用基因编辑,我们能够培育出‘生物启发的有机体(biologically inspired organisms)’,即我们不想要改进大自然,我们想要从大自然已制造出的东西中获得启发培育出所需的有机体。”

这种策略也有潜力解决与杀虫剂使用和大规模农业生产对环境的影响相关的问题。比如,在化肥中,过量氮元素的流失部分是一种常见的污染物;然而,野生豆科植物通过与细菌共生,能够将大气中获得的氮气转化为它们自己的肥料。Palmgren说,“为何不试着驯化更多的这些植物呢?”

在加快植物驯化时,只要涉及对农作物进行基因编辑,就可能产生类似的伦理问题、经济问题和法律问题。然而,公众意见在一定程度上可能存在差异,这是因为这种方法并不从另一种有机体中获得基因,而是剔除现存的基因。对农民和培育者而言,添加未被充分利用的植物品种可能不会立即产生吸引力,这是因为不存在那么大的需求,而且让消费者偏好它们的努力将是必不可少的。然而,实现这种转变的公共物品可能最终是一个卖点。

(责编:叶圻 )

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相关问答
Q:阻止乳腺癌扩散的方法?

据《独立报》报道,科学家已经找到一种能防止乳腺癌扩散的方法,为预防肿瘤在体内扩散提供新途径。
  大部分癌症患者会因为肿瘤从最初生长点发生扩散而死亡。
  研究者认为,他们已经发现一种可有效控制一系列基因的方法,这些基因似乎能控制乳腺癌细胞的致命运动过程,防止它们转移到骨骼和肺内。这些科学家希望能通过分析患者体内此类控制肿瘤细胞转移的基因的活性,确定他们的健康风险。以后或许还能通过直接控制患者体内的这些基因,来防止肿瘤扩散。
  到目前为止,这项试验仅在实验室老鼠身上进行过,但是科学家已经对真正患者的乳腺癌细胞进行了分析,认为这项发现将为预防癌细胞扩散提供新的治疗方法。
  纽约纪念斯隆-凯特灵癌症研究中心的琼·马萨尔表示,这项研究主要是分析核糖核酸的小片断,核糖核酸是控制细胞中的基因活性的分子。
  科学家在人类癌细胞中发现的小核糖核酸片断似乎控制着这些细胞,决定是否乳腺癌细胞开始从最初地点——乳房向身体其他部位转移。这些小核糖核酸分子似乎能通过切断这些决定扩散的基因,有效阻止癌细胞扩散。马萨尔博士表示,当这种核糖核酸的水平下降时,乳腺癌开始从乳房中扩散到肺和骨骼内。他说:“现在我们对这些分子有了更好的了解,它们能抑制乳腺癌扩散到骨骼和肺内,我们已经鉴别出涉及到这个过程的基因。这些发现或许能提高我们研发药物的能力,帮助我们更加有效地预防或治疗癌细胞扩散。”
  这些科学家在一篇发表在《自然》杂志的论文中说,当特定类型的核糖核酸分子水平较低时,老鼠体内的人类乳腺癌细胞扩散地更快。科学家通过人工方法提高这些核糖核酸的水平后,老鼠体内的这种癌细胞没有扩散。当这些科学家对20名患者的乳腺癌细胞进行分析时,他们发现此类核糖核酸的水平和准备就绪的肿瘤扩散间也存在相似的、直接关系。

Q:我是报社的编辑,长期从事文字编辑,最近坐久了就觉得腰酸腿麻的

您好,长期坐办公室人员,容易出现腰肌劳损,伴有腰椎部位韧带韧性下降,导致腰椎间盘突出,目前腰酸腿麻考虑是腰椎不好引起的,可以服用腰痛宁胶囊治疗,该药物具有消肿止痛、疏散寒邪、温经通络的作用,对于缓解腰酸腿麻有一定效果。用药请按药品说明书或遵医嘱。

Q:我母亲曾经是医学编辑,退休了,病也来了,经常感觉肩部酸痛,抬

您好,编辑需要长期低头工作,久而久之会引起颈部肌肉疲劳,影响了颈椎稳定性,从而引起颈椎病,从症状看你母亲应该是神经根型颈椎病,颈椎压迫了臂丛发出的神经根。可以先使用颈复康颗粒进行治疗,该药物可以改善颈椎病患者伴有的头晕、颈项僵硬、肩背酸痛、手臂麻木等症状,用药谨遵医嘱。

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