富含锌和铁的转基因木薯问世

2019-02-15 | 作者: 权泽尚 | 标签: 木薯

基因农业网(权泽尚)编译报道,最近发表在《自然-生物技术》杂志上的一篇论文中,科学家通过铁转运蛋白和铁蛋白的基因工程表达对木薯进行了生物强化,基因改造后,这种木薯含有比非转基因品种更高水平的铁和锌。

这个项目有着非凡的意义。微量营养素缺乏导致的“隐性饥饿”威胁着全人类,这对于非洲尤为凸显。在贫困的地区,人们一般依赖某一种主食作物来满足主要的能量需求。比如非洲的许多居民依赖就是依赖木薯,大约三分之一撒哈拉以南的非洲人靠木薯来获取超过一半的热量。

然而,以木薯为主食会带来营养不均衡,铁和锌的缺乏在非洲很常见。在尼日利亚,75%的学龄前儿童和67%的孕妇患有贫血症,20%的5岁以下儿童患有缺锌症。缺铁导致贫血,影响免疫系统,缺锌容易导致腹泻引起的死亡,而且锌和铁都与认知发育有关。但在农业育种中,由于缺乏遗传多样性,很难培育出更好的木薯品种来提高锌铁含量。因此,科学家们转向了生物技术。

转基因木薯在尼日利亚

科学家们使用了两个来自拟南芥的基因,第一个基因是IRT1的衍生物,编码铁转运蛋白;第二个基因是FER1,编码铁蛋白,一种铁的储存蛋白。

用这两个基因改造的植物不仅增加了铁含量,而且还增加了锌含量。(见下图。左图表显示铁水平;右图表显示锌水平。对照组位于每个图表的左侧;其他为实验组。)

木薯不能生吃,它经常被加工处理成加里(非洲尼日利亚人的主食,用木薯粉制成)或福父(木薯糍粑)。科学家发现,加工后的转基因木薯食品仍然富含铁和锌,并且可以消化吸收。估计转基因木薯可以为1至6岁的儿童以及非哺乳期、非孕期的妇女提供高达50%铁和70%锌的饮食需求。

某种意义上,这个项目是对黄金大米项目的致敬。黄金大米经过基因改造富含维生素A的前体物质,是一种可以防治失明的大米。黄金大米反对势力重重阻扰,如今只有孟加拉宣布将很快种植黄金大米。科学家正在把这种技术推广到尼日利亚的木薯品种中,预期在今年进行更多评估。希望这种转基因转基因木薯不再有如此命运。


原始文献:
Narayanan Narayanan, et al. "Biofortification of field-grown cassava by engineering expression of an iron transporter and ferritin." Nature Biotechnology 37: 144-151. Published: 28-Jan-2019. DOI: 10.1038/s41587-018-0002-1

参考:
https://www.acsh.org/news/2019/02/11/gmo-cassava-can-provide-iron-zinc-malnourished-african-children-13805
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190128122239.htm

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来源:基因农业网

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