冷泉港实验室 籽粒发育所需的干细胞生长在玉米中由一组称为CLEs的基因控制
但是这些基因如何改变玉米是复杂的
利用CRISPR基因组编辑技术，CSHL的研究人员发现他们可以通过微调CLE基因ZmCLE7的活性来改变籽粒产量和穗大小
在图片中:一个未经修饰的玉米芯，具有正常的ZmCLE7基因活性(1)，里面有规则排列的玉米粒
关闭ZmCLE7 (2)缩短了穗轴，破坏了行模式，降低了籽粒产量
然而，降低相同基因的活性(3)导致籽粒产量增加，而增加基因的活性(4)降低籽粒产量
信用:杰克森实验室/CSHL，2021 几千年来，玉米已经发生了变化，从长着不到12粒麦粒的杂草植物，变成了我们今天在农场看到的装满数百粒多汁麦粒的玉米棒子
像CRISPR这样强大的脱氧核糖核酸编辑技术可以加速这一过程
冷泉港实验室(CSHL)教授大卫·杰克逊和他的博士后研究员刘磊与麻省大学阿默斯特副教授马德莱娜·巴特尔·TT合作，使用这种高度特异的技术来修改玉米籽粒的数量
杰克逊的实验室是第一批将CRISPR应用于玉米非常复杂的基因组的实验室之一
脱氧核糖核酸分为两部分:基因和促进或抑制基因活性的调节区
杰克逊说: “很多人在非常简单的意义上使用CRISPR只是为了彻底破坏基因，敲除基因
但是我们想出了一个新主意，让启动基因的启动子区域CRISPR
这就是为什么会产生这个非常有趣的结果，在这个结果中，我们可以得到农业中所需要的性状的变异
" 杰克逊想增加每穗玉米芯的数量
玉米粒发育途径包括促进干细胞生长和分化为不同植物器官的基因
杰克逊和刘关注的是CLEs，一个阻止干细胞生长的基因家族
但是玉米基因组很复杂
CLE家族包含近50个相关基因，启动子区域因基因而异
内核生产哪些部分最重要？刘说: “所以我们基本上随机定位启动子区域:我们不知道启动子的哪个部分是重要的
所以可能下一步，我们将更加关注找出启动子的哪一部分是关键的
然后，我们可能会让我们的推广CRISPR更有效率
我们可以得到一个更好的等位基因，它可以产生更多的籽粒产量或穗大小
" 玉米等谷类作物是人类食物和牲畜饲料的主要来源
杰克逊和刘希望他们新的CRISPR战略将提高每英亩的作物产量，使农业更加可持续
这项研究发表在《自然植物》杂志上
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