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看起來深奧的基因，對研究人員們來說，則是一序列具體可觀、實在可操作的明確標的。

近日，華中農業(yè)大學作物遺傳改良國家重點實驗室棉花團隊傳來喜訊，該團隊在棉花基因編輯系統(tǒng)研究方面取得系列突破，通過實施精準打靶，他們的新系統(tǒng)能成功敲除棉花基因中的“奸細”，為高品質棉花生產保駕護航。

4套棉花基因編輯系統(tǒng)走向全球

“在棉花基因編輯領域，我們處于國際領先地位?！眻F隊教授金雙俠說，目前團隊已研發(fā)出4套棉花基因編輯系統(tǒng)，在全球廣泛應用。

早在2013年，團隊嘗試將水稻、擬南芥的CRISPR編輯體系引入棉花，沒有獲得成功。后經(jīng)不斷嘗試，團隊根據(jù)棉花的生物學特性，把調控元件改為棉花自身元件，第一套棉花基因編輯系統(tǒng)于2017年創(chuàng)建，編輯效率達85%。

科研攻關持續(xù)進行，棉花基因編輯系統(tǒng)第二套、第三套和第四套相繼成功。脫靶效應測試證明，團隊創(chuàng)建的基因編輯系統(tǒng)精準度高、脫靶率極低。“打靶精準是基因編輯成功與否的關鍵。”金雙俠稱。

國際知名學術期刊《植物科學趨勢》今年還邀約金雙俠團隊撰寫研究成果綜述并在線發(fā)表。近期該團隊在棉花中首次建立高效CPF1和單堿基編輯系統(tǒng)，進一步充實棉花基因編輯工具庫。

農作物里存在病蟲害誘導基因

基因編輯技術以生物體內特定基因為干涉目標，或阻礙其產生不良特征，或對其修改使之朝積極方向變化。

“可以媲美甚至超越克隆技術?！苯痣p俠如是說，基因編輯技術可在基因組水平上對DNA序列進行定點改造，與以往物理和化學誘變相比，更精準、更便捷，可以做到“指哪打哪”，對人類醫(yī)療、遺傳疾病治療和改良動植物農藝性狀及生命科學眾多基礎研究意義重大。

金雙俠說，水稻、棉花、小麥等作物病蟲害的發(fā)生，正是作物基因和病毒“里應外合”導致。作物基因里存在病蟲害誘導基因，平時處在沉默狀態(tài)，一旦病毒來襲，這些“奸細”就活躍起來，造成作物病害，現(xiàn)在通常采取外界藥物噴灑或生物抵抗方式防治。

若應用基因編輯技術，就能準確找到基因中的“奸細”并精準出擊，將“奸細”基因敲除，作物自然不會染病。

利用豐富遺傳材料培育“綠色”棉花

蘋果切開后容易變色，難看、不好吃。蘋果不能左右科技，但科技可以改變蘋果。

當前國外農業(yè)公司已研制出非褐變蘋果品種，并在美國上市銷售。這種蘋果通過基因編輯技術，將其導致褐變的基因敲除，切開后在空氣中就不會再被氧化變色。

這只是基因編輯技術在作物育種上的一次小試牛刀?；蚓庉嫅脠鼍皵?shù)不勝數(shù)。金雙俠介紹，除不變色的蘋果，該技術還可更快、更高效地培育新品種，大大增加作物產量，提升農作物抗旱、抗病蟲害能力，增加營養(yǎng)價值。

目前金雙俠團隊用基因編輯技術，研發(fā)出棉花除草劑抗性材料，實現(xiàn)對除草劑的抗性，已在小范圍實驗中取得成功。同時該團隊利用高通量基因編輯技術對數(shù)以千計棉花基因進行飽和突變，以期創(chuàng)造出豐富的遺傳材料，培育更多抗病蟲、產量高、品質好的“綠色”棉花。

金雙俠認為，雖基因編輯技術源頭在國外，但國內一大批科研工作者正在水稻、玉米、小麥、油菜等重要作物中開發(fā)原創(chuàng)性基因編輯系統(tǒng)，搶占農作物基因編輯制高點。