玉米增产的秘密，都在这里

基因编辑技术对满足世界日益增长的粮食需求十分重要。然而，由于作物生长过程中涉及的复杂遗传因素，科学家们在促进弄作物增产方面却一直难有作为。尽管如此，科学家们也一直没有停止努力。从2000年左右开始，世界各地的公司就开始认真筛选可能提高作物产量的单个基因，但由于成功率太低，许多公司已经减少或停止了与作物产量相关的基因筛选。可喜的是，一家来自美国特拉华州威明顿市的化学和种子公司成功了，他们培育出了能够增产的玉米品种。

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基因编辑技术助力玉米增产

该公司的研究人员对那些影响作物生长和产量的基因进行了研究，他们锁定了MADS-box基因组，一种在许多作物中很常见、并且在作物生长发育过程中发挥着重要调节作用的基因，最后在其中选择了一个叫做zmm28的基因来进行玉米生长控制的研究。而利用这种基因也面临着很大挑战，因为必须得确保它们能在合适的时间以及正确的组织类型中适度发挥作用，参与领导这项研究的植物生理学家Jeff Habben表示，如果基因过于活跃，“很容易把作物’搞晕’”。

研究小组的目标是使zmm28与一个新的启动子融合，该启动子是控制基因激活时间的一段DNA。经过一番尝试之后，他们找到了一种可靠的方法。通常zmm28是在玉米开花时启动的，而增加的启动子能使zmm28启动得更早一点，并且在开花后还能继续增强zmm28的有益作用。“如果你能让基因作用得更好更久，作物就能表现出更好的性状，” 一位参与该项目的研究人员说。

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研究人员在48种商用玉米上测试了这种增强基因的性能（这些玉米被称为杂交玉米，通常用于饲养牲畜），并在《美国国家科学院院刊》杂志上发表报告称，在2014年至2017年美国玉米种植区的田间试验中，他们发现经过基因编辑后的作物产量整体都比对照组的产量多3%至5%，有些作物的产量甚至增加了8%至10%以上。而且不管生长条件是好是坏，增产都是一定的。“这是基因编辑作物在田间试验下展现其实力的最好例子之一，”英国哈彭登洛桑研究所的作物科学家Matthew Paul表示。

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这种基因编辑玉米还有什么独特之处？

除了可以实现产量的增加，这种经过基因编辑后的玉米还有一些其它的优良特性：

✔首先，这种基因编辑玉米的叶子会比普通玉米的稍大一些，有利于玉米进行光合作用，使得该品种的玉米将太阳光转化为糖分的效率能高8％至9％。

✔另外，在利用氮方面的效率也提高了16％至18％。氮作为一种非常重要的土壤营养物质，由于复杂的遗传因素，植物育种者也很难对其进行操纵。

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目前，这种高产的基因编辑玉米品种正在申请美国农业部的商业化审批，该项目的领导人 Habben估计，要获得正式批准，在全球范围内获得商业化，可能至少需要6到10年的时间。

Reference：

1、New genetically modified corn produces up to 10% more than similar types（Science）

https://www.sciencemag.org/news/2019/11/new-genetically-modified-corn-produces-10-more-similar-types