自從冷泉港實(shí)驗(yàn)室 (CSHL) 幫助對(duì)第一個(gè)植物基因組進(jìn)行測(cè)序以來(lái)，植物基因組學(xué)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但從很多方面來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)完美作物仍然是一場(chǎng)機(jī)會(huì)游戲。在兩種不同的植物中產(chǎn)生相同的 DNA 突變并不總能賦予我們想要的作物性狀。問(wèn)題是為什么不呢?CSHL 植物生物學(xué)家剛剛找到了一個(gè)原因。
CSHL 教授兼 HHMI 研究員 Zachary Lippman 和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)番茄和擬南芥植物可以使用非常不同的調(diào)控系統(tǒng)來(lái)控制相同的基因。令人難以置信的是，他們將這種行為與 1.25 億年進(jìn)化中發(fā)生的極端基因改造聯(lián)系起來(lái)。
科學(xué)家們利用基因組編輯技術(shù)創(chuàng)造了 70 多種番茄和擬南芥植物突變株。每個(gè)突變都會(huì)刪除 CLV3 基因周?chē)囊欢握{(diào)控 DNA。然后他們分析了每種突變對(duì)植物生長(zhǎng)和發(fā)育的影響。當(dāng)控制 CLV3 的 DNA 突變過(guò)多時(shí)，果實(shí)就會(huì)爆炸性地生長(zhǎng)。他們?cè)赑LoS Genetics上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的 CSHL 生物科學(xué)學(xué)院應(yīng)屆畢業(yè)生 Danielle Ciren 解釋說(shuō)：“CLV3 有助于植物正常發(fā)育。如果它沒(méi)有在準(zhǔn)確的時(shí)間打開(kāi)，那么植物看起來(lái)會(huì)非常不同。所有的水果會(huì)很大而且不理想。你必須平衡生長(zhǎng)和產(chǎn)量。如果一株植物有巨大的西紅柿，但只有兩個(gè)，那么這與降低產(chǎn)量一樣有益嗎?沒(méi)有簡(jiǎn)單的解決方案。當(dāng)你嘗試時(shí)，你總是會(huì)犧牲一些東西以獲得改進(jìn)。”
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