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基因學家保護病原體肆虐美國桔園

時間:2017/5/25閱讀:341
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柑桔黃龍病襲擊美國南部桔園。

轉基因檢測試劑供應商-齊一生物

一直以來,美國果農都擔心桔樹根枯病會“襲擊”自己的果園。但現在,這種毀滅性病原體或許成了他們戰(zhàn)勝另一種更嚴重柑桔疾病的zui大希望。后者橫掃了該國南部桔園,讓大量果園荒蕪。

位于佛羅里達州的農業(yè)公司——南方花園柑桔,已經向美國農業(yè)部(USDA)申請使用一種經基因改良的桔樹根枯病病毒(CTV),攻擊引發(fā)柑桔黃龍病的細菌。在過去 10 年間,柑桔黃龍病已經導致美國柑桔產量減半,并對該國 33 億美元市值的整個柑桔產業(yè)造成嚴重威脅。

近日,相關申請已經進入采集公眾意見階段,并且,USDA 將評估這種轉基因的病毒的環(huán)境影響。

轉基因的CTV 病毒的田間實驗已在進行中。如果相關申請獲得通過,將是該方法商業(yè)化應用。這也將為回避針對轉基因作物的管理和攻擊提供機會。

“現在,我們正在進行一場拯救柑桔的比賽。”加州大學戴維斯分校食品學家 Carolyn Slupsky 說,“柑桔黃龍病無處不在,十分可怕。”

實際上,轉基因的病毒只是科學家正在研發(fā)的抗擊柑桔黃龍病工具之一。還有研究者計劃使用 CRISPR–Cas9 編輯柑桔樹的基因,以便讓其對蟲害更有抵抗力,或者轉基因樹能表達防御基因或有更短的 RNA 分子,以便防止感染柑桔黃龍病。

當地種植者也幫助投資了一個跨國項目。該項目旨在測序柑桔樹基因,以便尋找更多抗擊柑桔黃龍病的基因。“該領域有很多科學機會。”加州大學戴維斯分校植物病理學家 Bryce Falk 說,“我們需要借助新技術。”

柑桔黃龍病是柑桔生產上毀滅性的病害, 主要分布于巴西、美國、非洲南部以及東南亞各國、印度洋地區(qū),染病果樹的果實常表現為青果,病果的果汁味酸、淡。該病的病原是韌皮部桿菌屬,主要通過以樹液為食的柑桔木虱傳播。

2005 年,邁阿密報道了該國首棵感染這種疾病的柑桔樹。“瞬間我們覺得‘糟了’。”佛羅里達大學專門培育柑桔新品種的 Fred Gmitter 說。

實際上,一些研究者已經在對抗柑桔黃龍病中取得了偶然勝利。就在疫情暴發(fā)時,Gmitter 團隊發(fā)布了一個名為 Sugarbell 的柑桔品種。盡管那些樹也開始感染韌皮部桿菌,但如果種植者進行適當地剪枝和施肥,那么也能收獲合理數量的甜桔子。

但這個成功難以復制:為何這種柑桔能抵抗該疾病依然成謎。

數年后,南方花園柑桔公司培育了轉基因柑桔,其能表達取自菠菜的基因,從而抵抗柑桔黃龍病。該公司表示,田間實驗結果顯示,該柑桔能在一定程度上抵御柑桔黃龍病。

但該方法將需要數年時間才能迎合相關部門轉基因作物上市規(guī)定。而且,消費者也可能不接受來自轉基因桔樹上的果實或果汁。

因此,南方花園柑桔公司又提出一個不同的方法,并且在今年 2 月將轉基因 CTV 申請?zhí)峤?USDA。與轉基因桔樹不同,該公司希望改變有害菌株 CTV 的基因,以便其產生菠菜的防御基因。該公司計劃將感染轉基因 CTV 的樹枝嫁接的果樹上。

4 月,USDA 宣布將開始針對該申請的環(huán)境評估工作,該過程將需時 2 年,而且是該部門允許轉基因的病毒上市前的必須步驟。

由于該轉基因的病毒不會改變果實,因此該方法將允許農民證明其桔子不是轉基因產品,以避免相關條例限制,并減少言論質疑。

此外,這些項目還有一個目標,就是找到關閉后能幫助柑桔產生抗病性的基因。如果研究人員能找到這些基因,就能使用 CRISPR 使其失活。佛羅里達大學植物病理學家 Nian Wang 正使用該方法編輯桔樹,并希望弄清到 2019 年這些樹能否產生抗性。也有人在對柑桔木虱使用 RNA 干擾,以關閉讓該昆蟲傳播韌皮部桿菌的基因。

現在,一個主要問題是:柑桔產業(yè)能否等到相關解決方法付諸實踐?“這是一種令人難以置信的毀滅性疾病,10 年前種植者就已經在等待答案了。”Gmitter 說

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