Nature Food:高彩霞发表观点文章,利用CRISPR加速作物改良

Nature Food:高彩霞发表观点文章,利用CRISPR加速作物改良

来源:BioWorld

随着世界人口的不断增长和耕地环境的持续恶化,当前农业正面临着粮食短缺的严峻考验,预计到2050年,全球人口将达到100亿,而传统的育种手段将不能满足全球人口的粮食需求。CRISPR介导的植物基因组编辑技术可以对作物进行定点改造,进而实现作物的精准育种,因此,利用CRISPR加速作物的遗传改良有望成为解决粮食短缺问题的重要方法高彩霞,中国科学院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室研究员,博士生导师。高彩霞研究组一直致力于植物基因组编辑技术的创新及其在作物精准育种中的应用。近日 Nature 杂志新子刊 Nature Food 在线发表了高彩霞Michael Palmgren为通讯作者的题为:A CRISPR way for accelerating improvement of food crops 的观点文章。

Nature Food:高彩霞发表观点文章,利用CRISPR加速作物改良

文章简述了CRISPR及其相关衍生技术的发展,回顾了CRISPR技术在作物改良中的重要应用,介绍了CRISPR相关的最新技术突破。同时,文章预测了CRISPR技术将在作物合成生物学及作物驯化中发挥重要作用,文章最后还讨论了当前各国针对基因组编辑作物的监管政策。

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图:加速野生植物(如多年生牧草和树木)的驯化可以扩大粮食作物的多样性
本项工作得到国家自然科学基金及中国科学院战略性先导科技专项的资助。哥本哈根大学博士后张毅为该论文的第一作者,中科院遗传发育所高彩霞研究员、哥本哈根大学Michael Palmgren教授为共同作者。高彩霞年轻时高彩霞并没有梦想成为一名植物学家,高彩霞本想学医,但是高考成绩不理想的她,不想重新参加高考的她选择去了甘肃农业大学。高彩霞说,她对农学一点也不感兴趣,但她的信条一直都是:只要干这一行,就要尽力而为。中国农业大学完成关于草原生态学的博士研究后,高彩霞再次转行,在丹麦的丹农种子公司(DLF)从事植物基因工程工作,而后回到中国开始植物育种的研究。2013年8月8日,高彩霞课题组在 Nature Biotechnology 杂志发表论文,使用CRISPR基因编辑修改了水稻的DNA,这是高彩霞第一次发表CRISPR基因编辑植物的研究也是世界第一篇基因编辑植物的论文,如今高彩霞已经发表了超过30篇论文,在各种农作物上使用基因组编辑器。

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水稻的基因组只有人类的八分之一,因此获得成功相对容易,而普通小麦是异源六倍体,小麦染色体几乎是人类的六倍,但是,高彩霞很快在小麦上成功进行了CRISPR基因编辑。2014年7月20日,高彩霞课题组在 Nature Biotechnology 杂志发表论文,使用CRISPR基因编辑修改了六倍体小麦的DNA,成功使编辑后的小麦不再受小麦白粉病的影响。使用传统的育种方法,想要获得这一成果,几乎是不可能的,因为小麦有六个关键基因拷贝,想淘汰所有这些拷贝需要漫长的时间传代。

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至此,CRISPR基因编辑成功应用到了中国最主要的两种粮食作物——水稻小麦

文章链接:

https://www.nature.com/articles/s43016-020-0051-8

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