利用基因編輯技術-CRISPR系統調整甘蔗葉片角度提高生物質產量
2024/07/19 @國際
摘要
利用基因編輯技術-CRISPR系統調整甘蔗葉片角度，提高生物質產量，減少肥料添加並為作物改良方法提供新思考方向。
示意圖
甘蔗是全球最重要的生物質來源之一，提供全球80%的糖及40%的生物燃料產量，它的水和光高效能利用率使其成為可再生產品和生物燃料的理想候選者。美國佛羅里達大學的高級生物能源和生物產品中心的研究人員發現，利用CRISPR/Cas9系統微調甘蔗葉片角度，有助於甘蔗捕捉更多陽光，增加生物質含量，促進在植物莖內直接合成生物燃料和高價值生物產品。然而，由於甘蔗的基因組極其複雜，傳統育種方法難以進行改良。因此，研究人員改以基因編輯工具，如CRISPR/Cas9系統，精準調整甘蔗基因組。
甘蔗基因的複雜性主要來自於每個基因擁有多個複製體，使得基因表現型常依賴於多個複製體累積的表現，CRISPR/Cas9系統可一次性編輯多個基因複製體，適合處理這種複雜基因組。在這項研究中，研究人員聚焦於一個名為LIGULELESS1（LG1）的基因，該基因對決定甘蔗葉片角度有關鍵作用，角度直接增加植物的光捕獲能力及生物質的產量。
在田間試驗中，研究人員發現，當甘蔗葉片呈現直立狀態時，可使更多光線穿透樹冠，顯著提高了生物質產量。以一個經過編輯的甘蔗品系為例，當其中約12%基因經過編輯後，葉片傾斜角度降低65%，生物質產量提高了18%。【延伸閱讀】- 將甘蔗副產物做為第二代生質酒精以外的另一種利用
藉此研究可得知，改變甘蔗葉片角度可增加光捕獲能力，有效提高生物質產量，在種植時可無需額外添加肥料。另外，對複雜遺傳學和基因組編輯進行深入了解，為未來改良作物的方法提供寶貴參考資料及新思考方向，有助於改善未來作物改良方法，推動農業生產的持續性發展。【延伸閱讀】- 新興基因編輯CRISPR/Cas9之最新應用
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