日本研生物活性分子喷雾 不改基因提升农作物品质

加拿大都市网

【加拿大都市网】日本理化学研究所可持续资源科学中心(CSRS)的研究人员已经开发出一种毋须创造特殊转基因植物就能提高农作物质量的方法。这种新技术不是改变植物基因组,而是依靠一种喷雾,通过植物的叶片将生物活性分子引入植物细胞,帮助作物抵抗害虫或变得更耐旱,与制造转基因作物相比,时间更短,成本更低。

制造转基因植物需要时间、金钱,并且仍然没有获得广泛的公众支持。由Masaki Odahara领导的理化学研究所CSRS研究人员已经开发出一种可以克服这些问题的转基因食品的替代方案,通过在植物中“插入”一种特定的生物活性化合物是,这种生物活性化合物被一种能够穿透植物细胞壁的载体带入植物的细胞。

“这个概念可能很简单,但要实现它却是一个挑战。”Masaki Odahara说:“除了设计一种将生物活性分子引入植物的方法外,我们还必须考虑一种在实际农业条件下对栽培作物实用的‘输送’方法。该团队的结论是,最好的方法是通过喷雾,可以相对容易地在大面积农田里实行。

许多类型的纳米粒子可以穿透植物细胞。研究人员专注于细胞穿透肽(CPPs),因为它们也可以针对植物细胞内的特定结构,如叶绿体。第一个挑战是确定哪些CPPs在使用喷雾时是最好的,他们发现有几种天然CPPs能够渗透到叶片的外层,在某些情况下甚至更深。

进一步的实验表明,当质粒DNA附着在CPPs上时,这种技术效果很好,分析表明,基因通过水基喷雾被带入细胞后,在A. thaliana和大豆的叶片中得到有效表达。

Masaki Odahara说:“线粒体和叶绿体调节植物的大部分代谢活动。用通过喷雾传递的生物活性分子瞄准这些结构,可以有效地改善农作物经济上理想的质量特征。”

图片:ACS Nano

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