英国率先投资，首个合成植物染色体项目启动

近日，英国高级研究与发明署（ARIA）通过其“合成植物”计划为世界首个从零开始构建植物人工染色体的项目提供了 1320 万澳元的资助。

该项目汇集了一个国际研究团队，包括西澳大利亚大学和澳大利亚研究理事会太空植物卓越中心的 Ryan Lister 教授和 James Lloyd 博士，将与剑桥大学、生物技术公司 Phytoform Labs 和麦考瑞大学澳大利亚基因组研究中心的合作者一起，开发设计、构建和安装植物合成染色体的技术。

其中，关键参与人物 Ryan Lister 是西澳大利亚大学表观遗传学和基因组学实验室主任。他的研究在多个系统揭示了表观基因组的组成与功能机制，取得系列突破性成果：首次绘制真核生物表观基因组与转录组整合图谱、构建人类首个 DNA 甲基化组、发现人类诱导多能干细胞中的表观遗传记忆机制，以及揭示大脑发育过程中广泛存在的表观基因组重构现象；James Lloyd 是西澳大利亚大学的遗传学家，目前正在构建用于植物工程的合成工具；Phytoform Labs 旨在利用人工智能和基因编辑技术可持续生产安全的作物。该公司基因编辑番茄可在垂直农场中多产 400% 的果实。

据新闻稿称，麦考瑞大学还将另外获得 Bioplatform Australia 的额外 45 万澳元资助，使其总资助额达到约 125 万澳元。

该项目将使用苔藓植物小立碗藓作为开发平台，构建和测试自下而上的合成染色体，然后将其转移到马铃薯植物中。藓类中的小立碗藓（Physcomitrium patens）因其形态复杂度低、同源重组频率高、耐逆能力强等特点，在半个多世纪以来一直被用作模式植物，而且，它是极具潜力的合成生物学植物底盘，可用来异源合成紫杉醇等重要植物天然产物。

根据 Ryan Lister 的透露，合成染色体将包含关键遗传元素，包括合成着丝粒和端粒，并被设计为植物细胞内独立的可遗传单位。“如果成功，它将开启强大的新方法，赋予作物复杂的新特性，例如气候适应性、提高弹性/生产力或生产有用材料的能力。”

ARIA 由英国议会于 2023 年 1 月成立，并由英国科学、创新与技术部赞助，是一家研发资助机构，旨在实现惠及所有人的技术突破。ARIA 合成植物项目由项目总监 Angie Burnett 领导，将催生更高产、更具韧性、更可持续的新一代主要作物。

该机构已资助九个研究团队，并分为两组。第一组（TA1）将专注于开发能够赋予植物有益特性和特征的合成基因单元。TA1 项目支持 7 个团队开发构建遗传指令并将其引入叶绿体和染色体的方法，从而赋予作物有益的特性和特征，例如更高的产量、更佳的光合作用以及更强的抗逆性。这项工作重点关注马铃薯；第二组（TA2）将引导公众参与，探讨新兴和先进技术的社会和伦理考量。

TA1 研究团队包括：伦敦大学学院，获资 890 万英镑，致力于研究陆生植物与藻类等光能捕获生物体，以可持续、低成本的方式生产医疗与制造业所需高价值化合物；剑桥大学，获资 660 万英镑，重点开发植物合成染色体技术；马克斯·普朗克分子植物生理研究所，获资 910 万英镑，将建立茄科作物叶绿体基因组快速组装平台；牛津大学，获资 670 万英镑，通过挖掘植物叶绿体基因组自然变异提升作物生产力。研究人员计划将精密设计的叶绿体基因组导入马铃薯、小麦等作物，有望实现产量与抗逆性的“跨越式提升”；生物科技公司 Syntato，获资 490 万英镑，探索使植物染色体工程更经济、精准、可持续的新方法；加拿大西安大略大学，获资 87 万英镑，专注于开发马铃薯工程化叶绿体基因组的快速构建与递送技术；曼彻斯特大学，获资 850 万英镑，用于建立合成植物染色体（SynPAC）技术体系。

TA2 获选团队包括：肯特大学，获资 190 万英镑，重点推动植物合成基因组学技术的公众对话，促进负责任创新；爱丁堡大学，获资 180 万英镑，通过实验性治理培育负责任的合成基因组学研究生态。

1.https://bioengineer.org/canadian-scientist-secures-aria-funding-to-unlock-plants-potential/

2.https://www.ox.ac.uk/news/2025-06-02-new-aria-award-will-aim-deliver-revolution-sustainable-agriculture

3.https://www.uwa.edu.au/news/article/2025/june/$12-million-grant-backs-global-team-to-create-first-synthetic-plant-chromosome

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