陳根：操縱植物RNA，實現產量大跨越_風聞

文/陳根

在氣候條件迅速變化的情況下，糧食安全是一個重大的潛在問題。儘管由於綠色革命和植物育種技術的進步，目前的農作物產量可以為大多數人口提供充足的糧食，但由於氣候變化和耕地有限，農作物產量似乎處於停滯甚至下降的狀態。要養活100億全球人口，就需要將產量提高60％。

因此，提高農業生產率和可持續性對整個世界至關重要。這就需要提高植物對生物或非生物脅迫的抗逆性，改善品質性狀，提高作物的產量和營養價值，需要作物生產中的科學突破和技術創新，以確保未來的全球糧食安全。基因編輯將徹底改變植物育種，並有助於確保全球糧食供應。

今年6月24日，《細胞》曾在線發表了中國農業科學院深圳農業基因組研究所（以下簡稱基因組所）研究員黃三文團隊的雜交馬鈴薯基因組設計成果。研究人員依靠基因組設計育種，從本質上徹底改造了馬鈴薯，培育出第一代雜交馬鈴薯“優薯1號”，讓它也可以像水稻、玉米、小麥那樣用種子繁殖後代。

現在，有研究人員稱，他們發現操縱植物中的RNA**，可以大大增加它們的產量，**並讓它們變得更加耐旱——研究小組在最基本的水平上將一種叫做FTO的單一基因插入到土豆和水稻植株中，結果顯示，土豆和水稻植株長得更大、產量也更高。

事實上，該研究小組此前就****發現，由FTO基因編碼的FTO蛋白抹去了RNA上的化學標記，而這反過來又可以調節DNA的表達。在這些植物的例子中，清除這些RNA標記可以減少從它們發育的早期階段就開始告訴植物放慢生長的信號。因此，轉基因植物能比對照植物產生更多的RNA，進而轉化為更高的生物量。

更****重要的是，這項技術在水稻和馬鈴薯植株上取得了相似的結果，這兩種作物並不是特別密切相關。實驗中，土豆和水稻植株在實驗室中產量提高了3倍，在田間產量提高了50%。另外，它們還能長出更長的根系，而這有助於它們更好地忍受乾旱。

這意味着，它可以在廣泛的植物中發揮作用並提高它們對氣候變化挑戰的抵抗力。目前，這一過程涉及將動物的FTO基因插入到植物。但研究人員表示，未來的版本可能會繞過這一步從而避免有爭議的轉基因標籤，成為一種不同於轉基因和CRISPR基因編輯的全新的方法。