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【48812】基因修改棉花:温暖你的身填满你的胃
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【48812】基因修改棉花:温暖你的身填满你的胃
2024-07-20 00:51:54新闻中心

  作者:金双侠 华中农业大学植物科学技能学院作物遗传育种专业博士,教授,博士生导师

  日常日子中,咱们的餐桌上运用的是哪种食用油呢?或许你会提到大豆油、花生油、菜籽油等等。但是你听说过棉花籽榨出的可食用棉籽油吗?

  作为重要的农作物,棉花千百年来一向是人类抵挡酷寒的重要质料。更特别的是,籽棉中有60%都是棉籽,即棉花在出产1公斤纤维的一起,还能出产1.65公斤富含蛋白质的棉籽。棉籽中丰厚的蛋白质和油脂,是食用蛋白质和食用油的极佳来历。因此在食物界,棉花一向被认为是响当当的潜力股。

  但是为什么棉籽油在咱们的餐桌上却如此生疏呢?究其原因竟是棉花中存在的一种次生代谢物——棉酚。作为植物保护本身的生化武器,棉酚在植株地上部分的腺体和根的表皮层中许多堆集,协助棉花抵挡病菌侵染和下降被害虫取食的危险。提到这儿想必你现已猜到了:棉酚对人类和单胃动物(如猪,鸟,鱼)、啮齿动物都是有毒的。

  食用含棉酚较多的毛棉油会引起中毒,患者皮肤会发生剧烈的灼烧感,并伴有头晕、气喘、心慌和无力等症状。这样听起来,白白软软的棉花变成了让各种生物退避三舍的“用毒高手”。

  但人类就这样畏缩了吗?当然不,棉籽这么棒的油料作物怎么能糟蹋呢!已然有毒,那咱们对棉籽进行“脱毒”不就好了嘛——

  棉籽油的传统脱毒方法有许多,如物理脱毒法、化学脱毒法、生物脱毒法及溶剂浸出法等。物理脱毒法使用棉酚色腺体的密度与其他组分比较较小的特色将其脱毒;化学脱毒法是通过化学试剂使游离棉酚变性或转化为结合棉酚;生物脱毒法,是使用某些酶和微生物将棉酚转化为其他物质来完成脱毒;溶剂浸出法则是使用棉酚极易溶于有机溶剂的特色来提取棉酚,如双液相萃取工艺。

  但上述方法不只工艺分外杂乱,还耗时耗力、功率低下。莫非没什么更简略、方便、高效的方法来完成棉籽“脱毒”吗?有的,那就是基因修改技能!

  基因修改技能是对作物内部存在的基因进行润饰的一种生物技能,比方敲除一些有毒的“不良基因”。现在使用最为广泛的基因修改技能非CRISPR-Cas9莫属了,研究人员使用该技能来调控棉花中棉酚组成通路中的要害基因,下降棉酚含量,在源头上完成了“脱毒”。通过基因修改的棉花再也不是“用毒高手”,而能够剥削香馥馥棉籽油的经济作物!

  这项技能成果离不开我国科研人员的研究、斗争:2019年12月,Plant Biotechnology Journal在线宣布了河南大学宋纯鹏教授团队克隆首个棉花色素腺体定位基因CGP1并对其进行基因修改的研究成果。研究人员发现在有腺体棉花种类中,RNAi干与和CRISPR敲除CGP1基因后棉花都表现出无腺体表型。进一步剖析成果为,在cgp1突变体中,棉酚组成途径相关基因表达量下调,棉酚的含量显着下降。近期华中农大棉花遗传改进团队金双侠课题组也使用CRISPR-Cas12 a 体系成功敲除棉花腺体组成基因,取得无腺体、无棉酚的棉花,其棉籽油能够直接食用(见下图)。

  总结来说,咱们的科学家破译了棉花基因的“天然暗码”。信任在不远的未来就能够打造出棉花界的“创收达人”—— 既抗虫灾又产出无酚棉籽的特种棉。