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，使植物獲得和細菌一樣的適應(yīng)性免疫機制。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)實現(xiàn)植物抗病的途徑還主要通過設(shè)計一個或少數(shù)幾個特定的靶標位點來實現(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)，該科研團隊設(shè)想，若將細菌完整的CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)改造后在植物細胞中表達，植物將能獲得細菌一樣的自主捕獲病毒核酸和免疫記憶的能力，實現(xiàn)動態(tài)廣譜抗病毒防御。
為盡快實現(xiàn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用，科研團隊提出可控環(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)抗病植株進行育種。同時，該基礎(chǔ)抗病植株株系也支持植物在自然環(huán)境中“自我進化”——隨著田間病毒接觸增多，其CRISPR陣列將持續(xù)擴展，抗病能力動態(tài)增強，真正實現(xiàn)“授植物以漁”。未來，結(jié)合合成生物學(xué)與人工智能驅(qū)動的間隔序列設(shè)計，該技術(shù)有望在全球糧食安全與生態(tài)保護中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金等項目的支持。（通訊員 崔艷）
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.70066
