木薯是热带地区最重要的作物之一，为 <> 多个国家的五亿人提供食物。木薯白枯病(CBB)是一种毁灭性的疾病，导致全球作物损失。由唐纳德·丹福斯植物科学中心成员Rebecca Bart博士以及她在加州大学洛杉矶分校和夏威夷大学马诺阿分校的合作者领导的开创性研究表明，一项新技术，表观基因组编辑，可以减少木薯植物的CBB症状，同时保持正常的生长和发育。这些发现不仅将增加木薯对CBB的抗性，有可能提高农民的产量，而且还为使用表观基因组编辑来改善其他作物奠定基础。他们的工作，通过编辑表观基因组提高木薯细菌枯萎病的抵抗力，最近发表在科学杂志Nature Communications上。
“这是第一次使用靶向甲基化将农艺性状引入重要作物，”Danforth高级研究科学家和第一作者Kira Veley博士说。研究小组部署该技术有意识地提高对CBB的抗病性，由此产生的木薯植物的叶子上有更小，更不强烈的疾病症状。
表观遗传学是细胞用来控制基因表达而不改变DNA序列本身的自然过程，甲基化就是这样一种类型的DNA“装饰”。“靶向表观基因组中特定位点的甲基化是一件非常新鲜的事情，”丹福斯中心总裁，首席执行官和合著者Jim Carrington博士说。
这项研究是丹福斯中心科学家和加州大学洛杉矶分校史蒂夫·雅各布森实验室长期合作的结果。雅各布森实验室进行甲基化和表观遗传学的基础研究。他们的工作有力地证明了将新技术应用于资源不足的作物物种的价值，他们的方法有可能在未来在许多其他植物系统中成功复制。“这个项目的奇妙之处之一是在模型植物系统拟南芥和重要的粮食安全作物木薯之间成功转移了知识。像木薯这样的作物在涉及新的技术前沿时经常被抛在后面。这是我们特别兴奋地首先在木薯中应用这些工具的原因之一，“巴特说。
巴特实验室正在继续研究木薯细菌枯萎病，包括确定导致疫情爆发的环境因素以及全球气候变化将如何影响这种疾病。研究人员还对他们的新CBB抗性状的遗传性感兴趣，目前正在夏威夷种植植物以测试代际遗传。除了CBB，几种病毒限制了木薯的产量，因此该团队很高兴继续他们的工作，并有可能为其他疾病开发新的控制策略。
这项工作得到了比尔和梅琳达·盖茨基金会(投资INV-008213)的资助，国家科学基金会研究生研究奖学金计划的资助，以及圣路易斯华盛顿大学通过威廉·H·丹福斯植物科学奖学金资助的支持。
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