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重新布线植物防御基因以减少作物浪费

根据华威大学对合成生物学的最新研究,植物可以进行基因重新布线以抵抗疾病的破坏性影响 - 显着减少全球作物的浪费。

重新布线植物防御基因以减少作物浪费

由华威综合合成生物学中心(WISB)的Declan Bates教授和约克大学的Katherine Denby教授领导,他们也是WISB的准会员,研究人员开发了一种遗传控制系统,使植物能够加强其防御反应对致命的病原体 - 所以他们可以保持健康和富有成效。

当病原体攻击农作物时,它们从植物中获取能量和营养,但也针对植物的免疫反应,削弱防御,并使植物更加脆弱。

在Denby教授生成的实验数据的基础上,贝茨教授的小组模拟了拟南芥植物中的病原体攻击,并模拟了一种重新连接植物基因网络的方法,创建了一种防御反馈控制系统来对抗疾病 - 大致相同作为飞机自动驾驶仪的方式。

就像飞机的自动驾驶仪控制系统检测到阵风或湍流等干扰并拒绝它们一样,这种新的植物控制系统会检测病原体的攻击,并防止病原体削弱植物的防御反应。

这种方法可以使作物更有抵抗疾病的能力,有助于减轻全世界的作物浪费。由于该系统可以通过重新布线植物的自然防御机制来实现,因此不需要添加外部遗传电路。

华威大学工程学院生物工程教授Declan Bates评论道:

“疾病,干旱和极端温度导致全球农作物大量减产,威胁着世界粮食安全。因此,探索新的方法来开发具有抗病原体侵袭能力的作物并在具有挑战性的环境中保持产量至关重要。研究显示了利用反馈控制来加强植物自然防御机制的巨大潜力。“

Katherine Denby,可持续作物生产教授,约克大学N8农业食品抵御能力项目主任评论说:

“尽量减少作物浪费显然是创造更可持续的食物系统的重要组成部分。这里令人兴奋的是将植物生物学的工程原理应用于预测如何重新设计植物基因调控以增强抗病性。我们使用现有的重新布线植物中的基因,以防止病原体操纵“。

这项研究的下一步将是把理论进入实验室,并通过实验实现防守反馈控制系统工厂。

该研究“使用遗传反馈控制和调节网络重新布线的工程应力弹性植物框架”发表在ACS合成生物学中。

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