基因活性|恰到好处的玉米增产策略( 二 )
刘磊介绍,在这项研究中,一些通过启动子编辑获得的弱突变体,可在一定程度上让花序分生组织变大,进而显著提升数个产量相关性状及单穗的籽粒产量,例如果穗增粗、穗行数增加、单穗粒数增加,从而显著提升产量 。
可借鉴的新策略
此外,他们还发现了第二种提高产量的策略 。玉米CLV基因的同源基因有50个,往往具有功能冗余的特性,即一个同源基因无效了,另一个互补的同源基因表达量上调,可以弥补前者的功能 。“对一些关键基因的互补基因进行同时敲除,也可以获得提高产量的等位基因 。”吴庆钰说 。
刘磊打了一个比方,通俗地讲,启动子编辑策略就像是篮球比赛中干扰对手的主力球员,例如让其体能不足;而遗传补偿策略更像是干扰对手主力球员的替补,让其不能上场替换主力球员 。
由于玉米基因组很复杂,CLV家族有50个相关基因,启动子区域因基因而异,哪些部分对于基因表达最重要尚不清楚 。
刘磊说:“我们基本上随机地靶向启动子区域 。我们不知道启动子的哪一部分很重要 。因此,下一步,可能将更多集中于确定启动子的哪部分至关重要 。这将使启动子编辑更高效,从而获得更好的等位基因,产生更多的穗粒或更大的穗 。”
张祖新说,这项工作的结论可以给包括小麦和水稻在内的作物产量改良提供可借鉴的思路 。
Jackson认为,他们的策略可广泛应用于其他作物 。控制作物产量、抗性等重要性状的等位基因往往是在数量上改变基因表达,因此编辑启动子区域可以人为优化目标基因的表达量,优化其对产量、抗性等的遗传效应,达到提升产量、抗性等目标 。(李晨)
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