目前，一些基因编辑植物造福于人们。 科学家通过改善作物的安全性等在这个领域取得了突破。 作为应对气候变化的方法，索尔克研究所的研究人员正在以希望编辑人类最频繁播种的作物的基因，以便在地下储存更多二氧化碳的全球看法研究这一技术。 在上周发表的论文中，他们阐述了他们的第一个重大突破。
加州索尔克研究所的科学家团队提出了Harnessing Plants Initiative计划，希望利用基因编辑技术帮助植物抑制全球变暖。 玉米、大豆、水稻、小麦、棉花、油菜籽是科学家们研究植物生命分子奥秘的物种。 正如团队成员Wolfgang Busch所解释的，他们有充分的理由。
“我对实现对土壤中碳储存的最大影响感兴趣，”分子生物学家和新研究作者Busch告诉New Atlas。 “有意义地影响大气中的二氧化碳水平是一个巨大的挑战。 农业是最大规模的人类活动之一，范围广泛。 这六种物种是最普遍的作物之一，在世界约8亿公顷的土地上种植。 这意味着在种植这些作物的土地上种植这些作物的碳封存强化品种，关注这六种作物可能能实现的影响很大。 ”
Harnessing Plants Initiative计划的科学家们从三个不同但密切相关的角度解决了这个问题。 他们的目标之一是增加植物中被称为木栓质的物质的量，它是自然产生的，对碳有很好的吸收。 另一个目标是培育能产生更多根的植物物种。 另一个是让这些根深入土壤。
“大多数根干物质都是碳，”Busch告诉我们。 “这种碳通常会被土壤微生物分解。 随着土壤深度的增加，根系生长越深，其分解速度越慢。 随着土壤深度的增加，微生物活动减少。 因此，深层土壤中碳的赋存时间长于近地表土壤。 ”
通过追求更深的根，Busch和同事们获得了生长素这种植物激素，在根系结构中起着重要的作用。 科学家们对此了解很多，但其影响的确切机制相对未知。 通过将拟南芥植物切成两半作为研究模型，团队随后可以更清楚地了解如何调整某些基因以产生不同的结果。
Busch说：“我知道最重要的植物激素之一生长素参与了根系生长的形成。” “这包括根向下延伸的倾向。 因此，我们寻找了在破坏生长素平衡时改变根系生长的基因及其突变体。 当它们没有向下生长时，我们发现的基因及其突变体会导致更快纠正生长。 也发现影响了土壤中的整个根系。 ”
小组解释了这个发现，他们说可以改变一个基因产生更深的根，“非常兴奋”，是实现这个目标的第一步。 这一突破似乎围绕一个名为EXOCYST70A3的基因，该基因通过形成生长素运输中重要蛋白质的分布直接关系到植物根系的发育。
该研究的第一作者Takehiko Ogura说：“生物系统非常复杂，很难将植物的分子机制和环境响应联系起来。” “通过联系该基因如何影响根系行为，明确了植物如何适应生长因子途径变化的环境的重要一步。 ”
这个奇怪的基因只代表了Harnessing Plants Initiative想要解决的一小部分课题，在气候变化的总体情况下更小。 但是，由于植物在封存二氧化碳、保持地球气候平衡方面发挥了很大的作用，如果小规模的通用调整能够大规模应用，肯定会带来变化。
科学家们乐观地认为，这里学到的教训也可以应用到其他地方。 结果，团队被称为索尔克理想植物，拥有更深、更强的根系，可以将碳在地下保存更长时间。 据说这些改良后的根系也能在气候变化时使植物更顽强，土壤更丰富。 由于他们研究中使用的模型和大多数植物物种的相似之处，团队认为它是朝着正确的方向迈出了一小步，但也是重要的一步。
Busch说：“我们的目标是找到与本研究发现的功能相同的相似基因，以增加作物植物生根的深度。” “这是因为，我们的研究中发现的基因和高度类似的基因很可能发生在包括作物物种在内的所有植物物种中。 我们还系统地寻找了其他基因和基因变异，使根生长得更深。 ”
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