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基因编辑技术将带动我国农作物育种进入“精准调控时代”

“如果说种子是农业的‘芯片’,那么,基因编辑便是生物育种所必需的‘光刻机’。”在6月20日举行的“中国生物育种产业发展高峰论坛”上,朱健康院士的这句话指明了此次会议的重要性。记者从会议上了解到,我国生物育种“光刻机”研发领域取得了重大突破,两个新型基因编辑核心工具——CRISPR-Cas12i、CRISPR-Cas12j已获得授权,打破了我国在基因编辑核心工具领域的空白。

生物学家许智宏院士、生物学家邓兴旺院士、植物生理学家谢道昕等4位院士现场参与此次论坛。与会专家认为:与优异核心种质、现代育种技术、转基因技术等领域相比,我们在基因编辑技术水平上处于国际领先地位。

基因编辑能为作物育种做些什么?院士指出,其可提高作物产量、改善品质、提高抗逆性、抗病性、肥料利用率;同时,可增加作物遗传多样性,大规模创制育种资源。一句话,基因编辑后的作物,可以达到“毛病少、品质好、产量高”的完美统一。

如何理解基因编辑在生物育种领域内的优势?

一直以来,香味为一些作物特有,比如香米。但玉米却没有。在位于济南高新区的山东舜丰基因编辑研究院,有了不一样的发现。

在这里,科学家们利用基因编辑技术对掌管甜、糯两个酶的基因进行了“小手术”,阻断了糖转化成淀粉的通路,同时,改变了淀粉组成,这样,玉米棒就变得既甜又糯、可口无比。

这是基因编辑技术神奇的一个方面。在论坛现场,有院士提到基因编辑技术与转基因的不同:

转基因插入的是外源基因,监管严格,审批复杂,成本高,周期长,专利被跨国公司垄断;而基因编辑技术是对自身基因进行精准修饰,等同于传统诱变育种,不含外源基因。

种子位于农业产业链的最前端,被称为农业“芯片”。生物育种是指利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理,培育生物新品种的过程,是育种领域科技含量最高的细分行业。

目前,作为生命科学领域的革命性技术,基因编辑技术将带动农作物育种进入“精准调控时代”。

环顾国内,从事基因编辑的科研机构不少。中国种子协会副会长马淑萍拿出的一份名单显示,有中国农科院作物科研所、中国农业大学、中科院遗传与发育生物学研究所、浙江大学,以及隆平高科、先正达(中国)、中国种子集团等近20家机构。

上文提到的山东舜丰基因编辑研究院是山东济南乃至国内极具前瞻性布局基因编辑技术的应用研究以及相关成果的产业化项目机构。作为国内首家拥有基因编辑底层核心技术(CRISPR酶)的机构,这里围绕该技术系统布局了80多项专利,其中包括PCT国际专利申请18项。

穗多、粒大、少肥,这是记者在舜丰基因编辑研究院高产水稻组培室的发现。通过基因编辑技术编辑水稻高产相关基因,上述水稻新特征的出现“水到渠成”。

在这里,他们建立了包括水稻、玉米、小麦等主粮作物,大豆、番茄、生菜、马铃薯等经济作物在内的近20种作物高效基因编辑体系,并瞄准营养健康和轻简化这两大方向开展精准育种工作,目前已经创制成功包括高油酸大豆、高VC生菜、香味玉米、耐除草剂水稻等在内的多项一代产品。

“基因编辑是一种精准而灵活的技术,可使育种者对植物基因组特定目标性状进行编辑改进。”作为业内专家,马淑萍在论坛上表示,“基因编辑技术实现了靶向定点诱变,极大地提高了植物育种的效率。”

不过,与会专家还表示,眼下国内尚未出台基因编辑产品管理政策,使我国出现了基因编辑技术研究领先、管理滞后、应用空白的局面。

马淑萍认为,基因编辑技术是具有重大战略意义的新技术,我们应大力促进基因编辑技术的研发和应用,占领战略制高点。

“基因编辑植物安全,如何管?如何分?如何看?”农业农村部科技发展中心焦悦认为,“我们高度重视基因编辑技术的研究与应用,国家农业转基因生物安全委员会积极开展研究,形成了‘个案分析、分类管理’的评价思路。”她透露,“基因编辑植物评价规范还在制定过程中。”

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