点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:动画|基因编辑如何让玉米甜又糯?
首页> 科普频道> 光明动科普 > 正文

动画|基因编辑如何让玉米甜又糯?

来源:光明网2020-05-26 17:52

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  大家好,我是玉米“棒棒”!

  我是中国第一大作物,用途广泛,产区遍布全国,年播种面积6亿亩以上,占全国耕地面积的三分之一。

  我的祖先生活在中南美洲热带地区,懒懒的又怕冷,喜欢短短的白天。换个地方就很容易”水土不服”,如果把它们种到哈尔滨,夏天温度合适,可白昼太长,祖先们就光长个不结玉米粒啦。

  为了改变祖先在温带的”水土不服”,古印第安人、玛雅人、阿兹特克人花了数千年时间把它们驯化,就有了现在的我——玉米“棒棒”! 可是我积习难改,费了那么大的力气,也只能让不到1%的玉米可以在温带生长。如今,在温带生产的这1%的玉米占了全世界玉米的70%。

  不过,遗憾的是,产量上来了,可祖先的遗传多样性也丢失了99%。热带玉米起源中心有好多抗病、抗虫、耐热、耐干旱的优质玉米,它们到了北方还是”水土不服”。

  为了改变这一困境,科学家们用基因编辑工具对我的基因做了小手术,修改了我感受日照长短的基因。我热带老家那些优质多抗的七姑八姨、三叔四舅现在也都可以在北半球的夏天生长结籽粒啦!

  我们棒棒家族的籽粒里含有淀粉、脂质、蛋白质等很多营养成分,口味多样,其中最受大众喜爱的当属甜玉米和糯玉米。不过,你知道么,以前的棒棒口味可没现在这么“棒”,实际上籽粒一点都不甜或不粘。如今的我之所以美味可口,是因为我的籽粒中占据主导地位的成分——淀粉发生了很大变化。

  淀粉这个小伙伴可不能小觑,我的口味可和它有着莫大的关系。如甜玉米棒棒吃起来甜甜的,还有点水果的爽脆,是因为它的籽粒中含有较多的糖和少量的淀粉;而糯玉米棒棒则不同,口味不甜但口感却很软糯,这是因为它的籽粒中淀粉多而糖少,且其淀粉里只含有支链淀粉。

  那,到底是谁掌握了甜糯的密码呢?以前,我们利用自然界基因突变,通过常规育种来选育甜玉米或糯玉米品种,品种选育时间需要4-5年。现在,科学家们利用基因编辑技术对我的基因进行了修改,打破了一个叫淀粉合酶的“媒婆”的生存之道,阻断了糖转化成淀粉的通路,棒棒就变得香甜无比了。

  同样的道理,科学家利用基因编辑技术改变我的另外一个酶,就能成功地使淀粉组成发生了变化,全部变成支链淀粉,这样我就变成了软软的、粘粘的糯玉米了。糯玉米可是东南亚人民的最爱哦。

  那,有没有一种玉米是又糯又甜呢?没错,如果你把掌管甜糯这两个酶的基因都进行编辑,就能变出一个既甜又糯的玉米棒棒。

  除了产量和口味,科学家们还在想着法子为我塑型瘦身,这样一来,一块地里就可以有更多的棒棒们站在一起接受阳光雨露而又不拥挤,生产更多的粮食,而瘦身的背后,同样是基因编辑“魔剪””在起作用,如今的我一改往日披散慵懒的外形,苗条又精神!

  如今,棒棒家族在科学家们的帮助下茁壮成长,被制造出很多不同的风味、品质和身形,如果被更广泛的应用推广,人类的生活将越来越美好啦!

  更多信息,请关注作物学报英文版 the Crop Journal 作物基因编辑专辑。

  联合出品:中国科协、中国作物学会、光明网

  科学文本:谢传晓、邢瑞霞、孙善秋、曾建琪

  监制:程维红

  统筹:徐琴、战钊

  策划文案:宋雅娟、张佳兴

  动画导演:宋雅娟

  动画制作:橙子、周家妮

  声音设计:吴玉婷

  动画合成:何康

[ 责编:赵清建 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 南海影像日志丨驰骋蔚蓝 破浪护疆

  • 荷风十里东湖夏 碧水长天入画来

独家策划

推荐阅读
这就是“管中窥豹”的困境,也是当前AI辅助荧光成像面临的核心难题。团队的解决思路颇具巧思:提出了一种全新的通用型荧光成像复原网络LargePNet。
2026-06-22 09:45
6月20日,中技船舶首批9艘新能源船舶集中试航仪式在广西南宁港举行。9艘船舶包含无人驾驶智慧船、商用作业船、民用休闲船,适配执法巡逻、景区观光等各类场景,助力内河航运绿色转型。新华社发
2026-06-22 09:44
法国“科技万岁”科技创新展6月20日在巴黎闭幕。法国“科技万岁”科技创新展创立于2016年,是科技创新和初创企业的重要展示平台。图为一名男子在“科技万岁”科技创新展上体验VR设备。新华社发
2026-06-22 09:44
英国《新科学家》周刊网站在近日的报道中指出,科学家正奋力探索多条有望恢复听力的道路,新一代治疗技术正在集中爆发。对于重度或极重度听力损失者,人工耳蜗植入也能极大改善他们的生活质量。
2026-06-22 09:44
在全球产业链、供应链面临复杂性和不确定性的背景下,第四届中国国际供应链促进博览会(以下简称“链博会”)如期而至。本届链博会首次设立人工智能专区以及升级的“数智科技链”,让联合国贸易和发展会议资深经济学家梁国勇高度期待。
2026-06-22 09:44
历时8年、由全球多个机构38位科学家共同完成的一项国际研究发现,线粒体并非通过简单扩散为细胞核提供能量,而是铺设“专线”供能,即通过一种此前未知的直接物理连接将能量分子定向输送至细胞核。
2026-06-18 10:33
近日,2026年上海国际养老、辅具及康复医疗博览会落幕。本次展会直观印证,人工智能既是夯实基础养老保障的务实抓手,更是释放银发经济增长潜力的核心引擎。
2026-06-18 10:32
奇索姆不会中文,叶子不会英文,但这并没有妨碍两人在短短几分钟内就交上了朋友,她们的“秘密武器”正是人工智能(AI)。
2026-06-18 10:29
高精度感知技术如何打破实验室的“围墙”,深度融入我们的日常生活?答案,就藏在量子科技与芯片工程的交汇点——让量子“住”进芯片。
2026-06-18 10:28
如各大顶尖研究型高校一样,数学学科的全球竞争力需要长期稳定的支持,时间会证明数学研究和人才培养的后劲十足。
2026-06-18 10:24
与依赖相对固定会话管理结构的传统5G核心网络不同,新技术引入AI驱动的预测与控制能力,可根据不同业务需求实时优化会话管理、数据传输路径和服务质量,实现网络资源的动态调度。未来,团队还计划开发支持低轨卫星通信的核心网与传输网融合技术,构建融合业务、计算和网络的新一代6G核心架构。
2026-06-17 09:32
荷兰阿姆斯特丹大学医疗中心研究人员宣布,他们开展的全球首例针对遗传性疾病的体内CRISPR疗法三期临床试验取得成功。这把“剪刀”,为许多遗传性疾病患者剪开了新天地,预示着遗传病治疗或将从“延缓病情”迈向“治愈疾病”的新时代。
2026-06-17 09:28
交通运输是维系国民经济运行的重要基础,在碳排放总量中,交通运输领域占比高、减排难度大。针对水路运输降碳难题,我国正聚焦核心技术攻坚、示范船舶落地、配套体系完善,多措并举突破行业绿色转型壁垒。
2026-06-17 09:23
未来产业培育周期长、市场风险大,单一政策工具难以奏效,必须构建覆盖全生命周期、多元主体协同发力的政策矩阵。未来产业发展涉及面广、风险点多、迭代速度快,必须突破条块分割,构建集中统一、协同高效、安全可控的现代化治理体系。
2026-06-17 09:18
深海水虱是一种生活在深海的巨型甲壳动物,在缺乏稳定食物供给的情况下可存活五年之久。深海环境黑暗、寒冷、食物极度匮乏,如何克服寡营养环境对生存的威胁是深海生物面临的最大挑战。
2026-06-17 09:15
韩国首尔国立大学工程学院科学家研制出一款高性能有机发光二极管,集成了高导电性透明金属电极,透光率超过93%,有望在先进显示器等众多领域大显身手。所得器件兼具优异的透明度与电致发光性能,底层的有机层也安然无恙,充分彰显出该技术在下一代透明显示应用中的巨大潜力。
2026-06-16 09:27
《自然·医学》杂志15日报道了一种皮质内脑机接口(BCI)突破。该参与者累计使用该系统超过3800小时,共发出183060个句子(近200万词),平均每分钟56词,其中92%的句子被评定为“基本正确”或更佳。
2026-06-16 09:26
未来产业是科技创新和产业创新深度融合的产物,是技术突破催生的全新赛道,对于发展新质生产力具有先导性、引领性作用。未来产业的根基在于创新,没有源头创新,就没有未来产业的萌芽;没有持续创新,就没有未来产业的壮大。统筹科技自立自强与全球创新合作是夯实未来产业发展根基的关键。
2026-06-16 09:25
随着高密度发射成为常态,力箭一号火箭控制系统逐步实现软、硬件产品全链路自主可控。“目前,箭上配套设备缩减50%,地面设备削减80%,火箭电测周期由原来的1个月压缩到1周以内。
2026-06-16 09:23
作者:尚俊杰、王淑文(分别系北京大学教育学院副院长兼学习科学实验室执行主任、中国高等教育学会学习科学研究分会常务副理事长兼秘书长;将学习科学的研究成果深度融入AI教育系统的设计、开发与应用全过程,是提升教育质量、避免技术滥用的关键。
2026-06-16 09:22
加载更多