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啤酒会更好喝!科学家利用基因编辑改善大麦生产

时间:2021-11-16 2:12:46

【中国国际啤酒网】如果在丰收季节之前,来了一场大雨,农民可能会面临大麦不合时宜地发芽,导致不可预测的问题。发芽的大麦,其市场价格要低得多,这样给“听天由命”的农民和企业带来了沉重的经济负担。而且,气候变化的加剧让这种情况变得更加不乐观。

因此,丰收季前大麦发芽的问题一直困扰着农业研究人员。通过基因操作延长谷物休眠期,可以避免丰收季前发芽。然而,休眠会干扰麦芽生产,还会导致播种时发芽不均匀。解决这些问题对于高质量大麦生产是非常重要的。

近日,日本的一组科学家为这个问题提供了解决方案。为了获得完美的大麦,他们采用了最新的基因操作技术——基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术。

研究人员表示,之前的研究已经确定了大麦中特定的谷物和种子休眠基因,称为Qsd1和 Qsd2。因此,研究的方法就非常明确了。

使用CRISPR/Cas9靶向诱变,研究团队对大麦的样本进行基因操作,使其成为单突变体(qsd1或qsd2)或双突变体(qsd1和qsd2)。然后,继续对所有突变体和非突变样品进行发芽测定。

随后,与非突变体相比,所有突变体均表现出延迟萌发,但具有突变体特异性或条件特性。

3%过氧化氢处理促进了突变体的萌发;所有突变体暴露于寒冷的温度,这在很大程度上促进了发芽,表明谷物的突变体并没有死亡,而是休眠了更长时间。

由于qsd2,单突变体中的qsd1突变部分降低了长粒休眠;和qsd2突变体可以在黑暗中发芽,但不能在光中发芽。此外,所有突变体都显示脱落酸积聚,与观察到的延迟萌发条件一致。值得注意的是,这种脱落酸积累本身并不能维持长期的谷物休眠,后者对于高质量的大麦生产很重要。

研究者表示,使用CRISPR/Cas9技术成功地生产了对丰收季前发芽具有抗性的突变大麦。此外,研究不仅阐明了qsd1和qsd2在谷物萌发或休眠中的作用,而且还显示qsd2发挥了更重要的作用。

总体而言,这项研究是通过有效基因操作进行作物改良研究的里程碑。研究人员希望能够使用增强的生物技术来解决食品和环境问题。

题为Regulation of germination by targeted mutagenesis of grain dormancy genes in barley的相关研究论文发表在《植物生物技术杂志》上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13692


作者:前瞻经济学人 来源:腾讯
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