新方法有望加快植物新品种的开发

明尼苏达大学的一个研究小组最近开发了新的方法，将大大加快生产基因编辑植物的速度。他们希望减轻基因编辑方面的长期瓶颈，并在此过程中，利用《自然生物技术》最近发表的一篇论文中介绍的两种新方法，使开发和测试新的农作物品种变得更加轻松快捷。

尽管科学家使用CRISPR和TALENs等基因编辑工具来编辑植物基因组的能力有了显着进步，但研究人员仍采用过时的方法- 组织培养来解决问题。它已经使用了数十年，并且成本高昂，劳动强度大并且需要在无菌环境中进行精确的工作。研究人员使用组织培养物将基因和基因编辑试剂或驱动反应的化学物质传递给植物。

“几年前，美国国家科学院召开了一次植物科学家会议，呼吁社区解决组织培养瓶颈，并帮助实现植物中基因编辑的潜力，”细胞生物学遗传学教授Dan Voytas说生物科学学院的研究与发展和该论文的高级作者。“我们拥有先进的基因组编辑技术，但是我们需要一种新颖的方法来有效地将基因编辑试剂传递给植物。本文中的方法提出了一种全新的经商方式。”

新方法将：

大大减少了编辑植物基因所需的时间，从9个月缩短到了几周;

与组织培养相比，它可以在更多的植物物种中工作，而组织培养仅限于特定的物种和品种。

使研究人员无需无菌实验室即可生产经过基因编辑的植物，这使其成为小型实验室和公司利用的可行方法。

为了消除通过组织培养进行基因编辑的艰巨工作，共同第一作者Ryan Nasti和Michael Maher开发了新的方法，利用了负责植物发育的重要植物生长调节剂。

研究人员使用生长调节剂和基因编辑试剂，触发幼苗，培育出含有已编辑基因的新芽。研究人员从这些经过基因编辑的新芽中收集种子，并继续进行实验。无需细胞培养。

这些方法的不同之处在于如何应用增长调节器以及以何种规模应用。Nasti开发的方法允许对不同组合的生长调节剂进行小规模的快速测试，结果只需数周而不是数月或数年。他说：“这种方法可以进行快速测试，以便研究人员可以优化生长调节剂的组合并提高其功效。”

Maher使用相同的基本原理，通过消除对无菌实验室环境的需求，使过程更易于访问。他说：“有了这种方法，您就不需要无菌技术了。您可以在车库里这样做。” 他补充说，这项技术为资源较少的小型研究小组提供了对植物进行基因编辑并测试其表现的可能性。

Voytas说：“ Nasti和Maher使植物基因编辑民主化。在一个无菌实验室中，几十个人在组织培养罩中，它将不再需要几个月的时间。”

研究人员使用一种烟草作为模型，但是已经证明了该方法在葡萄，番茄和马铃薯植物中的有效性。他们认为研究结果可能会跨许多物种转移。植物遗传学家和农业生物技术专家致力于在气候变暖和虫害暴发和极端天气事件司空见惯的全球气候中，为不断增长的全球人口提供稳定的食物来源。这些新方法将使它们更有效地工作。

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