在 CRISPR Made Simple 的这一部分中,了解 CRISPR 如何被用于帮助养活地球。
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关键精华
传统上,农民使用选择性育种来生产他们想要的作物和农场动物,但 CRISPR 可以更快、更准确地添加和移除特征,以帮助养活不断增长、不断变化的世界。
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词汇
选择性育种、作物、害虫、杀虫剂、人口增长、气候变化
什么是选择性育种?
这是野生香蕉! 里面装满了种子,看起来和你在商店里买到的完全不同。 这是因为,数百年来,人们将最美味的香蕉——果肉最甜、种子最少的香蕉——种植起来。 他们一遍又一遍地这样做,每次都采摘最美味的香蕉。 随着时间的推移,这将香蕉从图中的野生香蕉变成了你今天吃的那种。 这个过程叫做 选育.
选择性育种之所以有效,是因为农民可以挑选具有他们想要的特征的生物。 这些特性,比如一根香蕉有多少种子,是自然基因变异的结果。 几代人以来,他们一直在挑选具有他们想要的特征和基因变异的生物体。
选择性育种与 CRISPR
基因编辑让我们可以做一些类似于选择性育种的事情。 我们可以使用基因编辑来制造具有我们想要的特定基因变体的植物和动物。 我们可以使用基因编辑来摆脱我们不想要的基因变异。 基因编辑与选择性育种相比有一些优势:
- 它要快得多!
- 您可以添加新特征,而不仅仅是从自然变体中挑选。
作物 是我们种植的食物的植物。 许多 作物 和食用动物已被选择性地培育成:
- 更容易成长
- 成长得更快更大
- 味道更好
科学家和农民正在寻求基因编辑来帮助养活世界。 继续阅读以了解他们是如何做到这一点的!
让植物和动物更有营养
营养丰富的饮食是保持健康的关键部分! 基因编辑可用于种植食用更健康的植物和动物。 科学家们正在研究:
- 番茄中含有更多番茄红素,一种对心脏和皮肤有益的营养素
- 含有大量维生素 A 的大米,一种帮助你看清的营养素
- 增加抗癌化合物的数量 在西兰花
- 制作不含麸质的小麦,这是一种有些人无法消化的蛋白质
- 非过敏性鸡蛋和花生
- 拥有更多瘦肌肉和更少脂肪的猪
- 还有更多!
让害虫远离
植物害虫是农民的主要压力! 害虫 通常是指以植物的叶子、果实或其他部分为食的昆虫。 一些害虫会吃掉农民为人们种植的庄稼。 其他人吃植物的根或叶,使植物生病或死亡。 您在食物中发现过害虫吗?
大多数时候,农民用杀虫剂喷洒植物。 农药 是杀死害虫的化学物质。 农药 可以很好地保护植物免受害虫侵害,但有 一些大的缺点。 有时农药对农民和农场工人是危险的。 有时农药会污染水和土壤。 有时杀虫剂会伤害“好”昆虫,比如蜜蜂!
植物也会因细菌而生病,就像我们一样。 生病的植物产生更少的食物,有时甚至死亡。 保护植物免受细菌侵害是农民面临的另一个挑战。
基因编辑可用于对抗害虫和病菌! 科学家可以将基因变体或新基因放入植物中以保护它们。 您认为哪些特性有助于保持植物健康?
你怎么喂一个又大又热的, 饿 世界?
每个人都值得拥有健康美味的食物。 但是我们如何确保每个人都能得到这些食物呢? 目前,存在着巨大的挑战和巨大的机遇。
两大挑战是人口增长和气候变化。 人口增长 意味着我们星球上的人口越来越多。 今天活着的人比以往任何时候都多。 他们都需要食物!
因此,农民需要种植更多的粮食。 基因编辑可以帮助科学家种植以下作物:
- 成长更快
- 做大
- 种植更多可食用部分(例如每棵苹果树上种植更多苹果)
- 更有营养
- 需要更少的水、肥料或杀虫剂
气候变化 意味着温度、雨、风和风暴等事物的巨大变化。 这并不意味着只有一天的异常天气,而是整体天气正在发生变化。 而且它发生得很快! 气候变化影响植物和动物的生活和生长方式。
在许多地方,气候变化意味着天气变暖。 因此,农民需要种植在炎热条件下更健康的植物和动物。 另一个影响是一些地方的降雨量较少,而另一些地方的降雨量则较多。 科学家们正在使用基因编辑来制作:
- 能在洪水中存活的水稻
- 可以抗旱的西红柿
- 可以耐热的牛、鸡和火鸡
- 还有更多!
确保编辑过的植物和动物健康安全食用
通常,新闻标题听起来像是科学发现会立即在杂货店中产生新产品。 实际上,从新研究到农场和杂货店的新产品需要很多年。
当科学家有了对植物或动物进行基因编辑的想法时,他们会进行大量实验室实验以对其进行测试并使其变得更好。 然后,在产品到达杂货店之前,重要的是要确保它可以安全食用。 执行此操作的几种方法包括:
- 查看基因编辑的植物或动物的 DNA 序列
- 查看基因编辑的植物或动物的营养成分
- 在一小块土地上种植植物或动物,看看它们是否对环境造成危害
你能想出更多方法来确保植物或动物可以安全食用吗?
总结
农作物是我们为食用而种植的植物。 几千年来,人类通过一种称为选择性育种的过程改变了农作物和食用动物。 选择性育种使作物拥有更多我们想要的性状,减少我们不想要的性状。 CRISPR 是一种快速编辑作物和动物基因的方法,为它们提供我们想要的特征的基因变体,并改变基因变体以去除我们不想要的特征。 CRISPR 基因编辑可用于抵御害虫,或使作物或动物长得更大、更快。 气候变化对我们的食物来源构成威胁。 基因编辑可以帮助我们制造能够抵御气候变化的植物和动物。