美国北卡罗来纳州立大学研究人员运用CRISPR基因修改体系培养了木质素水平较低的杨树，一起改进了木材功能。木质素是木材纤维可继续出产的首要妨碍。宣布在14日《科学》杂志上的这一发现，或将使从纸张到尿布等各种产品的纤维出产更环保、更廉价、更高效。
通过基因修改的杨树与野生型对照组比较，木质素含量更低，而木质素是造纸工业中的制浆副产品,尽管无毒,但它是制浆造纸厂的首要的污染物。图片来自：《科学》网站
研究人员运用猜测建模设定了方针，以下降杨树中的木质素水平，添加碳水化合物与木质素的比率（C/L)，并添加杨树中两个重要的木质素构成单元——丁香基与愈创木基的比率（S/G)。研究人员标明，这些归纳化学特征代表了纤维出产的最佳点。
机器学习模型对近7万种不同的基因修改战略进行了猜测和分类，这些战略针对的是21个与木质素出产相关的重要基因。终究，模型得出了347种战略，其间99%以上的战略针对至少3个基因，即一次修改改动至少3个基因。
在此基础上，研究人员挑选了模型主张的7种最佳战略，这些战略将导致树木到达化学最佳点——木质素比野生或未经改造的树木少35%；C/L比野生树高出200%以上；S/G比野生树高出200%以上；以及树木的成长速度与野生树类似。
通过这7种战略，研究人员使用CRISPR基因修改培养出了174个杨树品系。在温室中栽培6个月后，一些种类的木质素含量下降了高达50%，而另一些种类的C/L比率添加了228%。
风趣的是，通过4—6个基因修改的树木质素削减得更显着。单基因修改未能显着下降木质素含量，这标明使用CRISPR进行多基因改造能够在纤维出产中发挥优势。
这些模型还标明，削减树木中的木质素含量可进步纸浆产值，削减所谓的黑液，这是制浆的首要副产品，还可协助工厂出产高达40%的可继续纤维。如果在工业规划的树木中削减木质素并进步C/L和S/G比，纤维出产的功率可削减高达20%与纸浆出产相关的温室气体。
