根據(jù)華威大學(xué)對(duì)合成生物學(xué)的最新研究，植物可以進(jìn)行基因重新布線以抵抗疾病的破壞性影響 - 顯著減少全球作物的浪費(fèi)。

由華威綜合合成生物學(xué)中心(WISB)的Declan Bates教授和約克大學(xué)的Katherine Denby教授領(lǐng)導(dǎo)，他們也是WISB的準(zhǔn)會(huì)員，研究人員開發(fā)了一種遺傳控制系統(tǒng)，使植物能夠加強(qiáng)其防御反應(yīng)對(duì)抗致命的病原體 - 這樣他們就能保持健康和富有成效。

當(dāng)病原體攻擊農(nóng)作物時(shí)，它們從植物中獲取能量和營養(yǎng)，但也針對(duì)植物的免疫反應(yīng)，削弱防御，并使植物更加脆弱。

基于Denby教授生成的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，Bates教授的小組模擬了擬南芥植物中的病原體攻擊，并模擬了一種重新連接植物基因網(wǎng)絡(luò)的方法，創(chuàng)建了一種防御反饋控制系統(tǒng)來對(duì)抗疾病 - 與飛機(jī)自動(dòng)駕駛儀相同。

就像飛機(jī)的自動(dòng)駕駛儀控制系統(tǒng)檢測(cè)到陣風(fēng)或湍流等干擾并拒絕它們一樣，這種新的植物控制系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)病原體的攻擊，并防止病原體削弱植物的防御反應(yīng)。

這種方法可以使作物更有抵抗疾病的能力，有助于減輕全世界的作物浪費(fèi)。由于該系統(tǒng)可以通過重新布線植物的自然防御機(jī)制來實(shí)現(xiàn)，因此不需要添加外部遺傳電路。

華威大學(xué)工程學(xué)院生物工程教授Declan Bates評(píng)論道：

“疾病，干旱和極端溫度導(dǎo)致全球農(nóng)作物大量減產(chǎn)，威脅著世界糧食安全。因此，探索新的方法來開發(fā)具有抗病原體侵襲能力的作物并在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中保持產(chǎn)量至關(guān)重要。研究顯示了利用反饋控制來加強(qiáng)植物自然防御機(jī)制的巨大潛力。“

Katherine Denby，可持續(xù)作物生產(chǎn)教授，約克大學(xué)N8農(nóng)業(yè)食品抵御能力項(xiàng)目主任評(píng)論說：

“盡量減少作物浪費(fèi)顯然是創(chuàng)造更可持續(xù)的食物系統(tǒng)的重要組成部分。這里令人興奮的是將植物生物學(xué)的工程原理應(yīng)用于預(yù)測(cè)如何重新設(shè)計(jì)植物基因調(diào)控以增強(qiáng)抗病性。我們使用現(xiàn)有的重新布線植物中的基因，以防止病原體操縱。“

研究的下一步是將理論引入實(shí)驗(yàn)室，并在實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)防御反饋控制系統(tǒng)。