科學家開發生物活性噴霧來改變正常植物或是轉基因作物的替代品
據New Atlas報導,儘管轉基因作物與普通作物相比有一些很大的優勢,但最初創造轉基因植物可能是相當具有挑戰性的。科學家們現在已經開發出一種更簡單的方法,即用噴灑在農作物上的噴霧來改變正常植物。
農業植物通常是經過基因改造的,以提高產量,需要更少的水,或對病蟲害有更強的抵抗力。然而,成功地實施這種改造需要相當多的時間和金錢,再加上許多人對食用收穫的植物(或用它們製作的食品)感到疑慮。
在研究員Masaki Odahara的領導下,日本理化學研究所(RIKEN)可持續資源科學中心的一個團隊著手開發一種更容易的替代品,以達到同樣的效果。更具體地說,科學家們希望創造出可以噴灑在作物上的生物活性分子,在那裡它們將進入植物的細胞並抑製或觸發特定基因的活動。
科學家們首先尋找的候選物之一是被稱為細胞穿透肽(CPPs)的氨基酸鏈。以前的研究表明,這種肽能夠將分子送入植物細胞內的結構,如進行光合作用的葉綠體。
為了看看哪種肽的效果最好,研究人員用黃色熒光信號標記了多種天然和合成的CPPs,然後將這些CPPs噴灑在羽衣甘藍、大豆和番茄的葉片上。當隨後使用共焦激光掃描顯微鏡對葉片進行成像時,發現有幾種肽特別成功地滲入了它們的細胞,使它們發出黃色的熒光。
其他實驗顯示,被稱為質粒的DNA片段(經常被用來將外來基因轉移到植物等生物體中)在附著到噴灑的CPPs上後,可以被帶入植物的葉片中。其他附著的生物大分子使葉片暫時形成更多的孔隙,使更多的噴霧被吸入。
最後,科學家們將注意力轉向了一種經過基因改造(以傳統方式)的植物,使其葉片過度表達黃色熒光。通過將乾擾該活動的RNA連接到CPPs上,然後將該CPPs噴灑到該植物的葉子上,研究人員成功地使黃色熒光靜止。
Odahara說:“通過噴霧傳遞的生物活性分子可以有效地改善農作物經濟上理想的質量特徵。我們的下一步是提高該傳遞系統的效率。最終,我們希望這個系統能夠被用來安全地保護作物免受寄生蟲或其他有害因素的侵害。”
關於這項研究的論文最近發表在《ACS Nano》雜誌上。