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在玉米是玉米之前,它是一种瘦的草,在每根茎上只产生一排玉米粒。长达数个世纪的繁殖将它变成了一种快速生长的植物,具有大而甜,核心密集的耳朵。事实上,我们现在熟悉的大部分产品都需要数代才能成为现在的产品。但现在,拥有强大的CRISPR-Cas9基因编辑技术的科学家正在将驯化过程缩短到几年。他们的第一个实验是地面樱桃 - 以前是野生的,现在美味的水果,拥有成为下一个草莓所需的一切。
在该杂志周一发表的一篇论文中 自然植物 ,一组研究人员概述了他们如何使用CRISPR制作地面樱桃( 酸浆pruinosa )更适合农业。甜味的,热带风味的水果,大约相当于樱桃的大小,坐落在保护纸质外壳中,被称为“孤儿作物” - 具有一些理想的特性,但不足以让农民想要种植它们。在野外,地面樱桃是野生的 - 它生长在整个地方,并且在它们成熟时会有小而稀疏的果实从藤蔓上掉下来。
但是,通过使用CRISPR编辑其缺乏吸引力的元素,科学家们认为它最终可能会出现在超市的产品部分。
“随着一些改进,也许它可能成为美国的特产水果作物,并为农民种植另一种水果作物,而不是一棵树,”Boyce Thompson研究所植物生物技术专家Joyce Van Eck博士和该论文的共同作者之一告诉我们 逆.
在过去,Van Eck实验室研究了如何使用基因编辑来调整番茄的生产力,果实大小和其他品质。对于他们的新实验,该团队选择了地面樱桃,因为作为茄科的一部分,它们与番茄(以及马铃薯,烟草,茄子和辣椒)有关 - 因此它们的DNA相对良好地绘制并且很好了解。 Van Eck想知道她的团队之前的工作是否可以用来快速跟踪地面樱桃的驯化。
与康奈尔大学和冷泉港实验室的同事一起,范埃克和她的团队发现它确实是可能的。通过编辑与不确定生长相关的基因,并使植物的枝条在生产花后停止生长,它们成功地改变了樱桃生长的方式,使葡萄藤不那么漫无边际。
“我们已经采取了一些非常狂野和无法管理的东西,并将其驯服,使其更紧凑,更容易应对,”Van Eck说。
这对农民来说是一个非常重要的特征,对他们来说,有效利用空间至关重要。 “我们也得到更多的鲜花和更多的水果,所以我们在某种意义上提高了产量。”他们也使水果明显变大。将来,他们希望靶向与糖含量相关的基因,使果实更甜,这已经在番茄基因编辑中完成。
Van Eck预计未来五年我们不会在杂货店购买一品脱樱桃,但她乐观地认为最终会发生这种情况。一旦他们将改良的地面樱桃从实验室中取出,他们就需要将它们交到农民手中,他们对种植水果的实际经验的反馈将决定接下来需要修复的特性。 Van Eck说,名单上的下一个是植物在地上放下成熟果实的习惯,这既产生了收获挑战,也造成了食品安全危害。鉴于他们在塑造水果的其他特征方面取得了成功,很难想象这将成为一个问题。
具有讽刺意味的是,可能是将樱桃变成杂货篮的最大障碍可能是使这项研究成为可能的遗传工具。由于CRISPR获得Broad研究所的专利,因此使用它生产的任何产品都不能出售,除非它背后的科学家支付数十万美元的使用权。
“作为研究人员,我们受益于这样一个事实:我们不需要预先付费使用这项技术,这很棒,它是如此强大的工具,但是一旦我们开始讨论商业化,许可的成本就会让我失去理智。椅子,“范埃克说。
她和她的同事们并没有被吓倒,因为他们可以组建自己的公司或与现有公司合作,帮助将其他改良作物和新改良的地面樱桃推向市场 - 可能还有更具吸引力的名称。