经过基因改造的植物会产生性香水来诱骗害虫并取代杀虫剂

烟草植物经过基因改造，可以制造一种含有昆虫性信息素的诱人香水，这种香水可以用来迷惑寻找爱情的潜在害虫，并减少对有害农药的需求。

　　

通过使用精确的基因工程技术，诺维奇厄勒姆研究所的研究人员已经能够将烟草植物变成太阳能工厂，生产蛾性信息素。

关键是，他们已经展示了如何有效地管理这些分子的生产，从而不妨碍正常的植物生长。

信息素是一种复杂的化学物质，由生物体产生和释放，作为一种交流手段。它们允许同一物种的成员发送信号，其中包括让其他人知道它们在寻找爱情。

农民可以在作物中悬挂信息素分散剂，模仿雌性昆虫的信号，诱捕或分散雄性昆虫寻找配偶的注意力。其中一些分子可以通过化学过程产生，但化学合成通常很昂贵，而且会产生有毒的副产品。

领导这项新研究的尼古拉·Patron博士是厄勒姆研究所合成生物学小组的负责人，她利用尖端科学让植物产生这些有价值的天然产物。

合成生物学将工程学原理应用于生命的组成部分——DNA。通过创建带有构建新分子指令的基因模块，Patron博士和她的团队可以将烟草等植物变成只需要阳光和水的工厂。

Patron博士说:“合成生物学可以让我们改造植物，让它们制造更多已经生产的东西，或者我们可以提供基因指令，让它们制造新的生物分子，比如药物或信息素。”

在这项最新的工作中，该团队与巴伦西亚植物分子和细胞生物学研究所的科学家合作，改造了一种烟草，即benthamiana烟草，以产生蛾性信息素。该工厂此前曾被改造过，用于生产埃博拉抗体，甚至用于新冠疫苗的冠状病毒样颗粒。

该小组在实验室中建立了新的DNA序列来模拟飞蛾基因，并引入了一些分子开关来精确调节它们的表达，这有效地打开和关闭了制造过程。

这项新研究的一个重要组成部分是能够微调信息素的生产，因为强迫植物不断地制造这些分子有其缺点。

Patron博士解释说:“当我们提高效率时，太多的能量从正常的生长和发育中转移了。”

“这些植物产生了大量的信息素，但它们不能长得很大，这从根本上降低了我们生产线的产能。我们的新研究提供了一种更微妙地调节基因表达的方法。”

在实验室里，研究小组开始测试和改进基因的控制，这些基因负责产生特定分子的混合物，这些分子模拟了包括脐橙虫和棉铃虫在内的蛾类的性信息素。

他们发现硫酸铜可以用来微调基因的活性，使他们能够控制基因表达的时间和水平。这一点尤其重要，因为硫酸铜是一种廉价且易得的化合物，已被批准用于农业。

他们甚至能够小心地控制不同信息素成分的产生，使他们能够调整鸡尾酒，以更好地适应特定的蛾子物种。

Patron博士说:“我们已经证明，我们可以控制每个基因相对于其他基因的表达水平。”“这使我们能够控制产品的比例。

“正确的配方对蛾类信息素尤其重要，因为它们通常是两到三种分子按特定比例混合而成。我们在西班牙的合作者现在正在提取植物制造的费洛蒙，并在分发器中测试它们，看看它们与雌性蛾子相比如何。”

该团队希望他们的工作将为常规利用植物生产各种有价值的天然产品铺平道路。

Patron博士说:“利用植物的一个主要优势是，用化学过程制造复杂分子的成本要高得多。”“植物已经产生了一系列有用的分子，所以我们能够使用最新的技术来适应和改进现有的机器。

“在未来，我们可能会看到充满植物工厂的温室——提供一种更环保、更便宜、更可持续的方式来制造复杂分子。”

该研究是SUSPHIRE项目的一部分，该项目得到了由地平线2020研究和创新计划以及UKRI生物技术和生物科学研究委员会(BBSRC)资助的ERACoBiotech的支持。

文章标题

Tunable control of insect pheromone biosynthesis in Nicotiana benthamiana