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基于CRISPR/dCas9 表观基因组编辑的作物抗除草剂技术:可持续农业的新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:TRENDS IN Plant Science 17.3
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为解决传统抗除草剂(HR)作物依赖基因编辑的局限性,研究人员探索了CRISPR/dCas9 表观基因组编辑技术。该技术通过精准调控除草剂敏感性与解毒基因的启动子区,实现了时空特异性表达控制和可遗传的HR性状,为可持续农业提供了非转基因解决方案。这项创新将人工智能(AI)与表观编辑结合,显著提升了作物抗性管理的生态兼容性。
全球粮食安全正面临杂草治理的严峻挑战,而抗除草剂(Herbicide Resistance, HR)作物的培育成为可持续农业的关键。传统CRISPR/Cas9
虽已成功应用于HR作物开发,但会永久改变DNA序列。最新研究将目光投向CRISPR/dCas9
介导的表观基因组编辑——这项技术像精准的"基因开关",通过甲基化或乙酰化修饰靶向调控除草剂敏感基因(如解毒酶基因启动子区),在不改变遗传密码的前提下实现时空特异性表达调控。
研究亮点揭示:通过表观编辑可逆调控HR性状,犹如为作物安装"智能响应系统";针对谷胱甘肽-S-转移酶(GST)等解毒通路进行表观重编程,能显著提升作物代谢除草剂的能力;更巧妙的是,该方法可选择性沉默敏感性基因而不影响作物正常生理功能。结合人工智能(AI)筛选关键表观标记,该技术将加速新一代"生态友好型HR作物"的诞生,为减少除草剂用量、延缓抗性进化提供创新解决方案。
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