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基因编辑技术能否用于减少园艺产品采后损失?
日期:2021-03-02 作者:未知 来源:园艺研究 点击:
 植物基因编辑技术可能是自绿色革命以来植物育种领域最伟大的创新。它已经被广泛应用于植物生物学方面的研究,并具有创造理想性状作物的巨大潜力。
    目前有进展表明基因编辑可以如预期般产生新的植物表型,从而促进农业生产。园艺产品富含营养物质和其他具有生物活性的化学物质,但同时具有易腐烂的特点。除田间环境造成的损失外,全世界生产的果蔬在采收后仍平均有33%从未被食用。在一些发展中国家这一数字甚至可能高达75%。直到近年来,减少园艺作物采后损失的需要才得到应有的重视。
    近日,Horticulture Research 发表了加州大学戴维斯分校 Emma N. Shipm an 等人题为 Can gene editing reduce postharvest waste and loss of frui t,vegetables and ornamentals?的综述文章,该综述介绍了基因编辑技术和园艺产品供应链的现状,分析了基因编辑技术应用于减少园艺产品采后损失的潜力和存在的障碍,旨在展望今后基因编辑在采后园艺产品领域上商业化和公开化 的应用。CRISPR-Cas9 技术可以使单个或多个基因的表达产生变化,从而作为一种工 具来研究调控成熟、衰老和园艺产品品质的生物通路网络。它有望帮助人们识别 未知的基因,从而使人们得到有利的采后表型。
    目前,已经有大量的工作表明某些基因的表达发生改变时,可能会产生有利 的表型。通过基因编辑来操纵这些生物过程是一种有希望降低采后浪费和损失的 新途径。然而,许多性状是由基因网络决定的,并且有些基因网络是重叠的,因此一个基因的改变可能会在另一个基因上产生意想不到的后果。所以了解这些通 路的复杂调控过程尤为重要。
    基因编辑的商业化和公开实施是偶然的和非系统性的。造成这种情况的原因 是多方面和相互关联的,但大多数都源于两个主要问题。首先,由于生命周期、基因组结构或无法通过组织培养再生,许多园艺作物一直处于研究不足的状态,以至于不具备使用功能基因组学研究方法的前提。这直接造成了第二个问题:许多导致采后浪费和损失问题的基因尚未被确定。
    目前,基因编辑技术在减少采后损失上应用的障碍有:植物转化与再生的技术难点、影响采后性状基因的不明确、专利对商业化生产的限制、监管限制。 单靠基因编辑并不能解决园艺产品采后损失和浪费,这一问题的解决需要跨学科的综合解决方案。在这样的背景下,作者探索了基因编辑的潜力,以提高园 艺产品在供应链中的抗逆性,并满足消费者的期望。作者认为基因编辑作物最终 将在全球广泛使用,因为有明确的证据表明,在全球农产品供应链稳定受到多重威胁的情况下,基因编辑作物有潜力最大限度地减少采后的浪费和损失。
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