加州大學戴維斯分校的科學家利用CRISPR技術對具有高β-胡蘿蔔素（維生素A前體）的水稻進行基因工程改良 。他們採用的技術為基因改良水稻和其他作物提供了參考。這項研究發表在《 Nature Communications》雜誌上。
水稻是全世界一半以上人口的主食作物。黃金大米是一種轉基因水稻，其β-胡蘿蔔素含量高，已被批准在五個以上國家食用，包括菲律賓，那裡的兒童維生素A缺乏症普遍存在。由於黃金大米的社會影響，研究人員選擇了高β-胡蘿蔔素性狀作為例子。
傳統的植物基因工程使用細菌或粒子槍將編碼所需性狀的基因轉移到植物基因組中。在這種情況下，研究人員將用細菌攜帶β-胡蘿蔔素基因，並將其轉移到水稻基因組中。但是這些轉基因可以整合到基因組的隨機位置，有可能導致產量下降。
"相反，我們使用CRISPR將目的基因精確整合到到不會對宿主生物體造成任何不利影響的基因組“安全港”、或染色體區域。"第一作者、加州大學戴維斯分校植物病理學和基因組中心的博士後 Oliver Dong說。
此外，研究人員能夠精確插入一個非常大的DNA片段，其中不包含標記基因。相比之下，傳統的基因工程在插入的DNA片段中包含標記基因，當植物代代相傳時，這些標記基因被保留下來，這往往在轉基因產品進入市場之前引發公眾的關注和對轉基因產品的嚴格監管。
"科學家已經在沒有標記基因的情況下完成了靶向插入，但我們還不能用這麼大的DNA片段做到這一點，"Dong說。"DNA片段越大，我們能為植物提供的生物學功能或複雜性狀就越多。”
圖 .β-胡蘿蔔素基因片段插入流程圖
Dong說，這開啟了基因控制多種理想性狀的可能性，如β-胡蘿蔔素含量高以及抗病或耐旱性的基因，有可能在基因組中的單個位置聚集。這可以大大減少後續的育種工作。
https://www.nature.com/articles/s41467-020-14981-y
新聞報道：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/uoc--ges030420.php
譯文校稿：
LuL
閱讀更多 生命科學文獻追蹤 的文章
