近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所聯(lián)合國內(nèi)科研單位首次提出一種植物智能免疫工程策略，賦予植物自主捕獲并記憶病毒核酸的能力，使植物獲得和細(xì)菌一樣的適應(yīng)性免疫機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物生物技術(shù)（Plant Biotechnology Journal）》上。

 

　　目前利用CRISPR-Cas基因編輯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)植物抗病的途徑還主要通過設(shè)計(jì)一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)特定的靶標(biāo)位點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，抗病效率以及抗病毒的種類有限，也無法應(yīng)對病毒快速變異或復(fù)合感染。受中國古語“授人以魚不如授人以漁”啟發(fā)，該科研團(tuán)隊(duì)設(shè)想，若將細(xì)菌完整的CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)改造后在植物細(xì)胞中表達(dá)，植物將能獲得細(xì)菌一樣的自主捕獲病毒核酸和免疫記憶的能力，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)廣譜抗病毒防御。

 

　　為盡快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用，科研團(tuán)隊(duì)提出可控環(huán)境下的多病毒暴露的“人工加速訓(xùn)練”策略，期望篩選出具備高抗性的基礎(chǔ)抗病植株進(jìn)行育種。同時(shí)，該基礎(chǔ)抗病植株株系也支持植物在自然環(huán)境中“自我進(jìn)化”——隨著田間病毒接觸增多，其CRISPR陣列將持續(xù)擴(kuò)展，抗病能力動(dòng)態(tài)增強(qiáng)，真正實(shí)現(xiàn)“授植物以漁”。未來，結(jié)合合成生物學(xué)與人工智能驅(qū)動(dòng)的間隔序列設(shè)計(jì)，該技術(shù)有望在全球糧食安全與生態(tài)保護(hù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

 

　　該研究得到了國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

 

　　原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.70066