人工智能引导基因编辑提高豆油产量

结构预测 AlphaFold 可以通过人工智能引导的精确基因编辑帮助彻底改变大豆作物育种。人工智能引导的基因编辑提高大豆油产量的文章首先出现在《先进科学新闻》上。

来源:Advanced Science News

结构预测 AlphaFold 可以通过人工智能引导的精确基因编辑,帮助彻底改变大豆作物育种。

突破性技术 AlphaFold 可以帮助科学家通过精确基因编辑彻底改变作物育种。中美合作的团队利用人工智能程序 AlphaFold 的蛋白质结构预测来指导基于 CRISPR-Cas9 的两个大豆糖转运蛋白基因 GmSWEET10a 和 GmSWEET10b 的基因编辑。

含有更多油的大豆很有用,因为它们有助于生产更多的食品、燃料和其他材料(例如,请参阅此处它如何在能源行业中使用)。它们较高的含油量还可以提高种子质量和发芽率。 GmSWEET10a 在大豆驯化过程中因其在增加种子大小和含油量方面的作用而被自然选择,被发现具有影响其糖运输效率的 C 末端变异。在王杰和关岳峰的带领下,研究人员使用 AlphaFold 识别了高油(HO 型)和低油(LO 型)变体之间的结构差异。然后,他们在 GmSWEET10a 中设计了 HO 模拟突变,导致温室试验中的油含量增加。

值得注意的是,该团队能够为 GmSWEET10b(一种功能相似但自然未选择的基因)创建具有增强糖转运能力的新型单倍型。 HO型突变促进了更多的糖分配给胚胎,支撑了观察到的油增加。然而,GmSWEET10b 的工程 LO 型变体导致蛋白质含量增加,证实了这些基因的这两个性状之间的权衡。

多年、多地点的田间试验证实,经过编辑的大豆始终显示出更高的油和蛋白质含量,而不会影响产量。

参考文献:Jia Wang 等人,AlphaFold 引导的定制基因编辑增强田间种植的大豆油含量,先进科学 (2025)。 DOI:10.1002/advs.202500290

特色图片:Melquizedeque Sousa,来自 Pixabay