基因编辑为什么可以助大豆在南方丰产？基因编辑技术究竟是什么？

百战网 2019-07-03 14:20:22

根据中国农科院最新消息，该院团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，对控制大豆开花的关键基因GmFT2a和GmFT5a进行基因编辑，制造出了更适合低纬度种植的大豆。同时解析了两个基因在大豆花期的遗传效应，为大豆品种的区域适应性改良提供了新技术、新材料。

基因编辑,基因编辑技术

团队首席、中国农科院作科所研究员韩天富介绍，大豆对光周期反应敏感，绝大多数品种只有在日照长度缩短到一定限度后，才能从营养生长转入生殖生长，进而开花结荚;导致大豆品种北移种植时往往晚花晚熟、生长期延长，甚至不能开花或正常成熟;南移种植时则一般表现为过早开花、生长期缩短，产量降低甚至不能正常生长。这种光周期反应特性使得大豆品种适宜种植区域普遍比较狭小。已有研究表明，GmFT2a和GmFT5a基因是大豆的重要开花促进因子。

团队通过构建GmFT2a和GmFT5a基因的过表达植株，并利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术对GmFT2a和GmFT5a进行定点敲除，结合杂交手段，创制出单基因和双基因突变体材料。研究表明，GmFT2a和GmFT5a虽然在大豆的花期调控中存在功能互补，但在长、短日照条件下的开花促进效应差异较大。在短日照条件下，GmFT2a的开花促进效应比GmFT5a强，而GmFT5a在长日照条件下的开花促进效应更强。临界光周期对GmFT5a参与的大豆花期调控影响很大，超过品种临界光周期日长的条件下，GmFT5a基因是主要的开花促进基因，是使大豆能够适应长日照环境的关键基因。研究还发现，创制的双基因突变体在短日照条件下平均57.4天开花，比野生型晚花约31.3天，株高和节数较野生型显著提高，单株荚数和粒数也显著增加，这为适合低纬度地区种植的大豆品种改良提供了新的基础材料。

基因编辑,基因编辑技术

基因编辑是什么？

基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现对特定DNA片段的敲除、加入等的一项技术。而CRISPR/Cas9技术自问世以来，就有着其它基因编辑技术无可比拟的优势，技术不断改进后，更被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。

基因编辑技术中，以ZFN (zinc-finger nucleases)和TALEN (transcription activator-like effector nucleases)为代表的序列特异性核酸酶技术以其能够高效率地进行定点基因组编辑，在基因研究、基因治疗和遗传改良等方面展示出了巨大的潜力。

CRISPR/Cas9是继“锌指核酸内切酶(ZFN)”、“类转录激活因子效应物核酸酶(TALEN)”之后出现的第三代“基因组定点编辑技术”。与前两代技术相比，其成本低、制作简便、快捷高效的优点，让它迅速风靡于世界各地的实验室，成为科研、医疗等领域的有效工具。CRISPR/Cas9技术被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。