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前沿趋势
[国际趋势]美国(纽约):适用于城市花园甚至外太空的新型番茄
农民们可能很快就会在储藏室、摩天大楼的屋顶上,甚至在太空中种植像葡萄一样的西红柿。如果这批经过基因编辑的新作物被证明和第一批作物一样富有成果的话。
冷泉港实验室教授、HHMI研究员扎克·利普曼说:“这项新研究的主要目标是设计更多品种的作物,这些作物可以在城市环境或者不适合植物生长的其他地方种植。”同时他也是"都市农业番茄"实验室的负责人。
这些经过基因编辑的番茄植物看起来与在后院花园或农田中生长的长藤完全不同。最显著的特点是它们成束的,紧凑的水果。它们就像一束玫瑰花被成熟的樱桃西红柿所取代。它们成熟的很快,在40天内就可以收获。
利普曼说:"它们的形状和尺寸都很小,味道很好,当然,这完全取决于个人喜好。
最重要的是,它们是环保的。
利普曼说:"这证明了我们如何能够以新的方式生产农作物,而不必过多地破坏土地,或者添加过多的肥料,使其流入河流和溪流。"这是一种互补的方法,可以帮助当地居民减少碳足迹。
这对任何关心气候变化的人来说都是个好消息。今年早些时候,联合国政府气候变化专门委员会(IPCC)警告说,超过5亿人生活在因森林砍伐、气候模式改变和过度使用可行耕地而退化的土地上。希望通过将世界上一些农作物种植的重担转移到其他城市或地区来缓和土地管理不善的问题。
城市农业系统通常需要株型紧凑的植物,这些植物可以插槽或堆放在狭小的空间,例如在仓库里分层耕作或移植在改装后的储存容器中。为了弥补受有限空间限制的作物产量,城市农场可以在气候控制的条件下全年经营。这就是为什么使用能够快速生长和收获的植物是有很多益处的。每年可以在占用很小空间的情况下生产收获更多的粮食。
利普曼和他的同事通过微调两个基因创造了这种新的西红柿,这两个基因控制着繁殖生长和植物大小的转换,即SELF PRUNING(SP)和SP5G基因,这使得植物更早停止生长,早早开花和结出果实。但利普曼的实验室知道,它只能通过修改SP姐妹基因,来获取更小的品种和更好的产品风味。
利普曼说:"当你在研究植物是如何成熟到时候,你研究的是整个系统,这个系统包括糖分、叶子和果实,它们在哪里制造,又是如何分配的。”
为了寻找第三个球员,利普曼的团队最近发现了控制茎长的基因SIER。利用CRISPR基因编辑工具对SIER基因进行编辑,并将其与其他两个开花的突变基因相结合,创造出更短的茎和更紧凑的植株。
利普曼正在完善这项技术,最新成果发表在最新一期《自然生物技术》杂志上,希望其他人能由此受到启发,可以在奇异果等其他水果作物上尝试这项技术。利普曼相信,通过缩短农作物的收成时间,农业生产可以达到新的高度。
"我可以告诉你,美国宇航局的科学家已经对我们的新西红柿表示了一些兴趣,"他说。
虽然第一艘飞往火星的飞船可能还没有自己的农场,但宇航员们仍然可以用都市化的太空番茄来测试他们的绿色拇指。