近日，中國農業科學院生物技術研究所聯合國內科研單位首次提出一種植物智能免疫工程策略，賦予植物自主捕獲并記憶病毒核酸的能力，使植物獲得和細菌一樣的適應性免疫機制。相關研究成果發表在《植物生物技術（Plant Biotechnology Journal）》上。
目前利用CRISPR-Cas基因編輯系統實現植物抗病的途徑還主要通過設計一個或少數幾個特定的靶標位點來實現，抗病效率以及抗病毒的種類有限，也無法應對病毒快速變異或復合感染。受中國古語“授人以魚不如授人以漁”啟發，該科研團隊設想，若將細菌完整的CRISPR-Cas免疫系統改造后在植物細胞中表達，植物將能獲得細菌一樣的自主捕獲病毒核酸和免疫記憶的能力，實現動態廣譜抗病毒防御。
為盡快實現農業應用，科研團隊提出可控環境下的多病毒暴露的“人工加速訓練”策略，期望篩選出具備高抗性的基礎抗病植株進行育種。同時，該基礎抗病植株株系也支持植物在自然環境中“自我進化”——隨著田間病毒接觸增多，其CRISPR陣列將持續擴展，抗病能力動態增強，真正實現“授植物以漁”。未來，結合合成生物學與人工智能驅動的間隔序列設計，該技術有望在全球糧食安全與生態保護中發揮關鍵作用。
該研究得到了國家自然科學基金等項目的支持。（通訊員 崔艷）
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.70066
