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利用CRISPR做抗病毒研究,看完这个你可能要犹豫一阵了

植物病虫害 时间:2021-04-07 02:36:57 作者:莫敖坤
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利用CRISPR做抗病毒研究,看完这个你可能要犹豫一阵了

2019-06-22 00:07 来源:植物科学最前沿

原标题:利用CRISPR做抗病毒研究,看完这个你可能要犹豫一阵了

来源:Bioworld

双生病毒,是一类世界范围内广泛存在的单链环状DNA病毒,在全球小麦、玉米、木薯、番茄和棉花等重要的粮食和经济作物上造成毁灭性危害,已成为世界上记录最早、种类最多的植物病毒。

开发具有双生病毒抗性的作物品种,使解决病害、提高作物产量、保证粮食安全的重要手段,然而在这方面始终未能取得突破。

最近,有研究将CRISPR/Cas9基因编辑系统转移到植物中,以靶向双生病毒,并期望赋予植物对双生病毒的免疫力。

近日,苏黎世联邦理工大学的研究人员在Genome Biology 杂志发表了题为: Linking CRISPR-Cas9 interference in cassava to the evolution of editing-resistant geminiviruses的研究论文。

研究人员希望通过CRISPR/Cas9技术解决主要粮食作物非洲木薯中广泛存在的非洲木薯花叶病毒(ACMV)感染问题,非洲木薯花叶病毒是双生病毒的一种,而非洲木薯是非洲最重要的粮食作物。

通过CRISPR/Cas9靶向非洲木薯花叶病毒(ACMV),结果表明,CRISPR/Cas9转基因植物未能获得有效的双生病毒抗性,而且CRISPR/Cas9的使用导致出现了一种新的保守突变病毒,其不能被CRISPR/Cas9切割。

该研究表明,CRISPR/Cas9的应用反而加快了双生病毒的进化可能会带来重大生物安全风险

因此,应严格审核、谨慎对待CRISPR/Cas9进行植物病毒抗性的应用,以避免诱导进化出抗性病毒。

利用CRISPR做抗病毒研究,看完这个你可能要犹豫一阵了

双生病毒在全球小麦玉米木薯番茄棉花等重要的粮食和经济作物上造成毁灭性危害,已成为世界上记录最早、种类最多的植物病毒。然而,在开发对这些高度多样化的DNA病毒具有抗性的作物品种方面始终没有取得有效进展。

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源自细菌和古菌的CRISPR/Cas9系统,本是细菌和古菌对付病毒入侵的防御工具,因此,使用CRISPR/Cas9系统靶向双生病毒,赋予植物对双生病毒的免疫力,是一个很有希望的研究思路。

在这项研究中,研究人员选取了被双生病毒感染问题困扰已久的非洲木薯,希望获得抗病毒的非洲木薯。

非洲木薯产量巨大、种植方便,几乎不用管就能获得好收成,因此虽然不好吃,但逐渐成为非洲最主要的粮食作用。也成为解决非洲饥荒问题的法宝。

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感染木薯花叶病毒的木薯

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使用CRISPR/Cas9技术构建抗病毒非洲木薯的策略

然而,这项研究结果表明,在温室接种过程中,CRISPR/Cas9系统并没有如预期的那样赋予非洲木薯有效的病毒抗性。33%至48%的经过CRISPR/Cas9基因编辑后的病毒基因组进化出一个保守的单核苷酸突变,该突变赋予病毒对CRISPR/Cas9切割的抗性。

也就是说,非洲木薯花叶病毒在CRISPR/Cas9基因编辑的选择压力下,进化出了一种可遗传的突变病毒株,这种突变病毒可以逃过CRISPR/Cas9系统的切割作用

研究人员在模式植物本生烟Nicotiana benthamiana)中进一步研究了该突变病毒株,发现这一新型突变病毒的复制依赖于野生型病毒的存在。也就是该突变病毒还不能单独存在和传播。

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