研究人員開發(fā)植物基因驅(qū)動系統(tǒng)以增強性狀遺傳

一個合作研究小組開發(fā)了一種名為“利用 NPG1(CAIN)的 CRISPR 輔助遺傳”的植物基因驅(qū)動系統(tǒng)，據(jù)研究人員稱，該系統(tǒng)利用雄性生殖系中的毒素解毒機制來超越植物的孟德爾遺傳。

他們的研究成果發(fā)表在《自然植物》雜志上。

在自然界中，基因遺傳通常遵循孟德爾定律，即等位基因有平等的機會傳遞給下一代——這是達爾文自然選擇的基石。然而，超孟德爾遺傳允許某些基因以高于預(yù)期 50% 的比率遺傳，從而有可能讓這些基因在人群中傳播，即使它們對生物體有害。

這種機制為通過引入對人類有益的等位基因(即使這些基因會損害植物本身)來操縱自然種群，或者消滅那些被認為對人類有害的物種打開了大門。

這些進步為全球挑戰(zhàn)提供了創(chuàng)新解決方案，包括防治植物疾病、確保糧食安全免受農(nóng)業(yè)害蟲或雜草的侵害、以及應(yīng)對生物多樣性喪失造成的環(huán)境危機。

在這項研究中，CAIN 系統(tǒng)通過雄性生殖系內(nèi)的毒素解毒劑機制發(fā)揮作用，繞過了傳統(tǒng)的孟德爾遺傳。它使用 CRISPR-Cas9 構(gòu)建體來破壞負責(zé)花粉發(fā)芽的關(guān)鍵基因 (NPG1)，從而充當(dāng)“毒素”。“解毒劑”是一種重新編碼的、CRISPR 抗性的 NPG1 基因，它可以挽救功能，但僅限于含有基因驅(qū)動的花粉細胞。

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