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基因編輯技術助力農作物精準育種 新興技術為農業現代化保駕護航
2022年05月25日 09:26:24
來源：化工儀器網 作者：江魚 點擊量：4908
0余種作物的基因編輯體系，開展了百余項產品的儲備布局。基因編輯技術在科研、農業、臨床醫學等領域顯示出廣闊前景，尤其在農業中愈演愈烈。
【化工儀器網 行業百態】 自古以來，我國就是農業大國，瓜果蔬菜、農作物豐富程度一度令人膛目結舌。邁入現代化以來，農業的水平不斷提高，農作物產值不斷持續增長，逐漸形成糧食平衡供應的良好局面。據農業部數據顯示，我國糧食產量連續7年穩定在1.3萬億斤以上，糧食供給總量充足、庫存充裕。
但隨著人口數量再度提升，疫情反復等不多個不穩定情況出現，農產品保數量、保多樣、保質量的任務越來越重。大量數據要求以糧食穩產保供的確定性來應對外部環境的不確定性。
海南省崖州灣種子實驗室中，科研人員精準編輯生菜維生素C合成的限速酶的上游表達調控元件，使這些生菜的維生素C含量得到顯著提高。基因編輯技術在科研、農業、臨床醫學等領域顯示出廣闊前景，尤其在農業中愈演愈烈。
基因是具有遺傳效應的DNA(脫氧核糖核酸)片段，它能控制生物的性狀，支持生命的基本構造和性能。生物的性狀主要是由基因決定的，比如玉米的高矮、產量高低、能否抗倒伏等。
基因編輯與傳統育種技術最終的結果是相似的，即引入人類需要的遺傳變異。此前，為了提高農產品產量，人們往往會對這一物種進行長期馴化，將一些優質基因聚合在一起進行優中選優，經過漫長的育種階段后形成優質品種。但雜交選擇過程十分漫長，可多達10年。如何在有限時間內快速、精準進行作物馴化？基因編輯技術給出答案。
基因編輯可以精準定位作物的特定基因。定位基因并“剪斷”后，細胞就會修復斷口并產生變異。利用基因編輯技術，改良作物的某個基因只需很短的時間，一次最多可以調控多達幾十個基因。
在基因編輯過程中，找到自帶“導航系統”、能精準定位的基因編輯工具至關重要。也是因為精準定位的特點，憑借這一特點，基因編輯精確、快速地生成作物改良所需的基因突變，幫助培育出產量更高、更有營養、更耐受極端天氣、需要更少化肥和農藥的作物。從功能上來看，此前基因編輯主要是“做減法”，當基因被“剪斷”后，細胞會修復斷口并產生變異，讓基因失活，從而不起作用。讓不利于農作物自身的一些不利基因失活，培育出高產、優質、抗病的品種是基因編輯的原理。
近年來，隨著基因技術的不斷發展，目前，基因編輯工具不僅可以用于去除或減弱不利于農藝性狀的基因，還可以增強農作物有益基因。
目前，基因編輯緩解了轉基因技術的安全爭議，且具可控性強、商用領域廣、安全價值高等優點，成為當下種業發展焦點。如何從實驗室走向更廣泛的應用？這就需要將技術產業化，落地具體領域。
產學研用緊密結合是推動基因編輯育種向產業化邁進的關鍵。如今，舜豐生物等多家從事基因編輯的專業技術平臺為了建立健全產學研用體系，與高校院所廣泛開展合作，引進一批客座教授團隊并聯合培養研究生，形成科研合力，共同促進基因編輯的產業化應用。
另一方面，新技術的發展離不開政策支持。實際早在2016年，“基因編輯技術應用于農業生產”被納入國務院印發的“十三五”國家科技創新規劃。此舉表明中國開始將基因農業技術納入戰略重點，進而增強中國育種產業的國際競爭力。2022年1月，農業農村部發布了《農業用基因編輯植物安全評價指南(試行)》(以下簡稱《指南》)，我國農作物基因編輯研發、應用有了更明確的規范，強化了我國基因編輯技術應用的制度保障。
《指南》明確，對未引入外源基因的基因編輯植物，依據可能產生的風險申報安全評價。在政策支持下，我國將構建起更加精準高效的生物育種技術體系，基因編輯育種技術研發與產業發展，也將迎來新的機遇。
(資料來源：科技日報、農村農業部)
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