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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關鍵核心技術,努力搶占科技制高點,為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現科學技術跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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科學家利用介孔二氧化硅納米顆粒助力野生稻抗落粒

2024-09-25 國家納米科學中心
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近日,中國科學院國家納米科學中心曹宇虹團隊與遺傳與發(fā)育生物學研究所李家洋團隊,利用納米技術提高了高稈野生稻抗種子落粒性,為未來水稻育種帶來了新希望。相關研究成果以Improving Seed Shattering Resistance in Wild?O. alta?Rice with Mesoporous Silica Nanoparticle Delivery Systems為題,發(fā)表在《納米快報》(Nano Letters)上。

高稈野生稻是多倍體野生水稻,擁有CCDD基因組,具有生物量大、抗逆性強的特點,如耐旱、耐鹽和抗病蟲害等。而這種野生稻存在種子易脫落的缺陷。這意味著,在成熟期,稻穗上的種子易掉落,導致收成減少。這限制了高稈野生稻在農業(yè)生產中的應用。

此前,科學家嘗試通過基因工程手段如基因敲除和基因編輯,來抑制控制種子脫落的關鍵基因。然而,這些方法往往影響植物的其他重要功能。

為解決這一難題,該團隊轉而利用納米技術開展研究??蒲腥藛T使用介孔二氧化硅納米顆粒(MSNs)作為載體,將小干擾RNA(siRNA)傳遞到高稈野生稻的細胞中。研究顯示,siRNA可以特異性地沉默與種子脫落相關的基因,而不對植物的其他功能產生永久性影響。

通過葉面噴灑的方式,MSNs穿透了水稻葉片的蠟質層,將siRNA送入植物細胞。實驗結果顯示,目標基因的表達降低,種子脫落現象得到改善。這一方法可以同時針對多個基因,實現多重基因的調控。

這一成果為改良野生水稻的種子脫落性提供了全新策略,有望為提高水稻產量和穩(wěn)定性作出貢獻。這一方法展示了納米技術在植物生物技術領域的潛力,并為其他作物的改良提供了新思路。

研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和中國科學院相關項目的支持。

論文鏈接

MSN遞送siRNA抑制水稻落粒工作模式圖

打印 責任編輯:侯茜

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