促进植物基因组编辑：创新三元载体突破转化障碍

　　

生物技术最近的一项突破有望改变植物基因工程的格局。想象一个持久的入侵者——农杆菌——长期以来被用来向植物传递基因。

尽管它在历史上取得了成功，但这一过程充满了挫折，特别是对于那些能够发起强烈免疫防御的作物。但是现在，科学家们已经为这种细菌“入侵者”配备了强大的工具来克服植物的抗性，为农业和基因研究开辟了新的可能性。几十年来，农杆菌介导的植物转化一直至关重要，促进了作物工程和分子遗传学的重大进展。然而，许多作物仍然具有抗性，它们用一系列化学物质和免疫反应来保护自己。

水杨酸、乙烯和其他分子阻碍了农杆菌传递遗传物质的努力。面对这些障碍，研究人员长期以来一直在寻找一种更有效的方法来提高转化效率，并确保在更广泛的植物中成功进行基因编辑。

2024年7月10日，纽拉生物公司和庆尚大学的研究人员在《Horticulture Research》上发表了一项研究成果（DOI: 10.1093/hr/uhae187）。他们开发了一系列“超传染性”三元载体系统，使农杆菌具备分解植物防御分子的酶。通过中和水杨酸、乙烯和GABA，这些载体将敌对的植物环境转变为基因传递的欢迎场所。这种方法已经大大提高了基因转移和编辑效率。

研究小组设计了六种不同的载体变体，每一种都经过微调，以一种独特的方式解除植物的防御。他们在大麻和番茄等作物上进行了测试，看到了前所未有的结果：一种变异，Tv-VS，将基因组编辑效率提高了18倍，稳定转换率提高了2.5倍。它改变了游戏规则。其秘密在于将具有组成活性的毒力基因与破坏植物防御的酶结合起来，确保农杆菌能够不受干扰地完成其工作。

“这代表了植物生物技术的一个变革性步骤，”主要研究人员之一Jin-hee Jeong博士解释说。“通过克服植物免疫系统，我们可以更有效地进行基因改造，即使是在最具挑战性的作物中。农业和生物技术的潜在应用是巨大的。”这一进步的影响可能会重塑可持续农业。有了更高效的基因编辑，农民可能很快就会看到产量更高、抗环境压力、营养价值更高的作物。由于该技术是为不同的植物物种量身定制的，它可能成为解决全球粮食安全挑战的基石，为更具弹性和效率的农业未来铺平道路。

Development of super-infective ternary vector systems for enhancing the Agrobacterium-mediated plant transformation and genome editing efficiency