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当基因工程是环保选择时

哪一个对植物更具破坏性:基因工程还是传统育种?

它经常让人感到惊讶地学习GE通常导致更少的破坏植物而不是常规的育种技术。但同样深刻的是实现最新的GE技术,加上迅速扩张的分析大量遗传物质的能力,使我们能够在作物植物基因中进行超级适度的变化,使农民能够产生更多的食物,而不利的环境更少影响。这种超级谦虚的变化是可以使用基于CRISPR的基因组编辑,这是一组强大的新遗传工具领导了一场生物学革命

我对转基因作物的兴趣源于我想为全世界的农民提供更有效和可持续的植物疾病控制。疾病通常会破坏10%到15%的潜在作物产量,导致全球每年损失数十亿美元。与疾病相关损失的风险为农民使用诸如杀虫剂等疾病控制产品提供了激励。

我最擅长的领域之一是在疾病控制中使用杀虫剂。农药当然可以在全球的农业系统中发挥作用,但从可持续发展的角度来看,它们有显著的缺点。竞彩足球app怎么下载如果使用不当,它们会污染食物。它们会给农场工人带来风险。而且它们必须在制造、运输和应用过程中都有可测量的环境足迹。因此,我一直在寻求通过向农民提供更可持续的疾病管理方法来减少农药的使用。

人们常意让人们感到惊讶的是,葛国通常会对植物产生更少的破坏而不是常规的繁殖技术。

以下是如何应用GE变化的示例,以通过保护来自疾病的农作物来使农业更加环保。它们只代表了一个小的抽样广泛的机遇景观为了提高粮食安全和农业可持续性,即今天分子生物学的创新。竞彩足球app怎么下载

基因改变作物这些例子展示的方式创造了对植物或人的关注的原因。每次植物都会种子时,突变自然发生;事实上,它们是进化的基础。我们吃的所有食物都有各种各样的突变,并且用突变吃植物不会导致我们的突变。

淘汰易感性

一种引人注目的遗传变化如何对植物健康产生大的差异是“淘汰”微生物可以受益的植物基因的策略。入侵微生物有时劫持某些植物分子以帮助自己感染植物。产生这种植物分子的基因被称为易感基因。

我们可以使用基于CRISPR的基因组编辑创造一个“目标突变”在易感基因中。植物遗传物质中一个核苷酸的微小变化——可能发生的最小的基因变化赋予抗病抵抗在某种程度上,它与自然突变完全没有区别,自然突变可以自发发生。然而,如果仔细选择目标基因和突变位点,一个单核苷酸突变可能就足以达到重要的结果。

一个大量的研究显示概念证据,即易感性基因的敲除可以将植物中的抗性增加到各种疾病的微生物。一个引起了引起注意的一个例子小麦的粉状霉菌,因为杀菌剂(控制真菌的农药)通常用于这种疾病。虽然这种特殊的遗传淘汰赛尚未商业化,但我个人宁愿通过遗传学中的品种来食用小麦产品而不是用杀菌剂处理的作物来控制疾病。

病毒片段的力量

植物病毒在易感作物品种中往往难以控制。传统育种可以帮助植物抵抗病毒,但有时并不成功。

在植物中改造病毒抗性的早期方法包括将病毒的一个基因插入植物的遗传物质中。例如,感染植物的病毒被一层蛋白质保护层包围,称为“外壳蛋白”。一种叫做木瓜环斑病毒的外壳蛋白基因被插入到木瓜中。通过一种叫做RNAi的过程,当病毒入侵时,植物能够灭活病毒。通用木瓜在很大程度上取得了惊人的成功拯救了夏威夷木瓜产业

每次植物都会种子时,突变自然发生;事实上,它们是进化的基础。

通过时间,研究人员发现了这一点甚至只是一个非常小的片段如果将一个病毒基因精确地放置在植物DNA的特定位置,就可以刺激基于rnai的抗性。更好的是,他们发现我们可以“堆栈”抗性基因设计具有极其温和的变化,以创建对多种病毒具有高度抗性的植物。这是重要的,因为在该领域,作物通常暴露于几种病毒感染。

吃这种微小的病毒基因序列是否关注我?绝对不是,有很多原因,包括:

  • 早在基因工程发明之前,这些片段和它们引发的植物防御就已经是我们饮食的一部分了。
  • 插入的遗传物质来自感染植物的病毒,而不是哺乳动物。
  • 我们正在插入极其有限的、不完整的病毒基因组片段。
  • 这些病毒——以及这些分子——在自然感染的作物(我们经常吃的)中比在转基因作物中要丰富得多。

调整哨兵分子

微生物通常可以通过产生叫做这些防御的效果的分子来克服植物的生化防御。植物通过演化蛋白质来响应才能识别和禁用这些效应分子。这些识别蛋白称为“R”蛋白(“R”驻扎为“抗性”)。他们的工作是识别入侵效应分子并触发额外的防御。然后,为了帮助植物抵抗侵袭微生物的第三个有趣的方法是为R蛋白制造,使其识别除了它进化以检测的效应分子以外的效应分子。然后,我们可以使用CrispR来提供一种植物,其中少量DNA需要赋予该蛋白质。

这种方法,就像敏感性淘汰,是非常可行的,基于发表的研究。商业实施将需要一些愿意的私人或公共部门实体来进行发展工作,并面对监管程序的巨大和昂贵挑战。

设计可持续性竞彩足球app怎么下载

这里的三个例子表明,极其微小的植物基因工程改变可以带来非常重要的好处。这三个例子都涉及到工程改变,触发植物的自然防御。在这些研究项目中没有引入新的防御机制,这可能会吸引一些消费者。明智地使用先进的转基因技术,以及在其他地方描述的其他方法,有可能提高我们的粮食生产系统的可持续性,特别是考虑到竞彩足球app怎么下载确实安全葛作比及其产品为消费。

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