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    植物智能免疫新策略
    日期:2025-04-07  來(lái)源:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所
      近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所聯(lián)合國(guó)內(nèi)科研單位首次提出一種植物智能免疫工程策略,賦予植物自主捕獲并記憶病毒核酸的能力,使植物獲得和細(xì)菌一樣的適應(yīng)性免疫機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)(Plant Biotechnology Journal)》上。
     
      目前利用CRISPR-Cas基因編輯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)植物抗病的途徑還主要通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)特定的靶標(biāo)位點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn),抗病效率以及抗病毒的種類(lèi)有限,也無(wú)法應(yīng)對(duì)病毒快速變異或復(fù)合感染。受中國(guó)古語(yǔ)“授人以魚(yú)不如授人以漁”啟發(fā),該科研團(tuán)隊(duì)設(shè)想,若將細(xì)菌完整的CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)改造后在植物細(xì)胞中表達(dá),植物將能獲得細(xì)菌一樣的自主捕獲病毒核酸和免疫記憶的能力,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)廣譜抗病毒防御。
     
      為盡快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用,科研團(tuán)隊(duì)提出可控環(huán)境下的多病毒暴露的“人工加速訓(xùn)練”策略,期望篩選出具備高抗性的基礎(chǔ)抗病植株進(jìn)行育種。同時(shí),該基礎(chǔ)抗病植株株系也支持植物在自然環(huán)境中“自我進(jìn)化”——隨著田間病毒接觸增多,其CRISPR陣列將持續(xù)擴(kuò)展,抗病能力動(dòng)態(tài)增強(qiáng),真正實(shí)現(xiàn)“授植物以漁”。未來(lái),結(jié)合合成生物學(xué)與人工智能驅(qū)動(dòng)的間隔序列設(shè)計(jì),該技術(shù)有望在全球糧食安全與生態(tài)保護(hù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
     
      該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
     
      原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.70066
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