敲除病虫害基因 讓棉花高產又“綠色”

看起來深奧的基因，對研究人員們來說，則是一序列具體可觀、實在可操作的明確標的。

近日，華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室棉花團隊傳來喜訊，該團隊在棉花基因編輯系統研究方面取得系列突破，通過實施精准打靶，他們的新系統能成功敲除棉花基因中的“奸細”，為高品質棉花生產保駕護航。

4套棉花基因編輯系統走向全球

“在棉花基因編輯領域，我們處於國際領先地位。”團隊教授金雙俠說，目前團隊已研發出4套棉花基因編輯系統，在全球廣泛應用。

早在2013年，團隊嘗試將水稻、擬南芥的CRISPR編輯體系引入棉花，沒有獲得成功。后經不斷嘗試，團隊根據棉花的生物學特性，把調控元件改為棉花自身元件，第一套棉花基因編輯系統於2017年創建，編輯效率達85%。

科研攻關持續進行，棉花基因編輯系統第二套、第三套和第四套相繼成功。脫靶效應測試証明，團隊創建的基因編輯系統精准度高、脫靶率極低。“打靶精准是基因編輯成功與否的關鍵。”金雙俠稱。

國際知名學術期刊《植物科學趨勢》今年還邀約金雙俠團隊撰寫研究成果綜述並在線發表。近期，該團隊在棉花中首次建立高效CPF1和單鹼基編輯系統，進一步充實了棉花基因編輯工具庫。

農作物裡存在病虫害誘導基因

基因編輯技術以生物體內特定基因為干涉目標，或阻礙其產生不良特征，或對其修改使之朝積極方向變化。

“可以媲美甚至超越克隆技術。”金雙俠如是說，基因編輯技術可在基因組水平上對DNA序列進行定點改造，與以往物理和化學誘變相比，更精准、更便捷，可以做到“指哪打哪”，對人類醫療、遺傳疾病治療和改良動植物農藝性狀及生命科學眾多基礎研究意義重大。

金雙俠說，水稻、棉花、小麥等作物病虫害的發生，正是作物基因和病毒“裡應外合”導致。作物基因裡存在病虫害誘導基因，平時處在沉默狀態，一旦病毒來襲，這些“奸細”就活躍起來，造成作物病害，現在通常採取外界藥物噴洒或生物抵抗方式防治。

若應用基因編輯技術，就能准確找到基因中的“奸細”並精准出擊，將“奸細”基因敲除，作物自然不會染病。