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基因编辑技术助力农作物精准育种 新兴技术为农业现代化保驾护航
2022年05月25日 09:26:24
来源：化工仪器网 作者：江鱼 点击量：5121
0余种作物的基因编辑体系，开展了百余项产品的储备布局。基因编辑技术在科研、农业、临床医学等领域显示出广阔前景，尤其在农业中愈演愈烈。
【化工仪器网 行业百态】 自古以来，我国就是农业大国，瓜果蔬菜、农作物丰富程度一度令人膛目结舌。迈入现代化以来，农业的水平不断提高，农作物产值不断持续增长，逐渐形成粮食平衡供应的良好局面。据农业部数据显示，我国粮食产量连续7年稳定在1.3万亿斤以上，粮食供给总量充足、库存充裕。
但随着人口数量再度提升，疫情反复等不多个不稳定情况出现，农产品保数量、保多样、保质量的任务越来越重。大量数据要求以粮食稳产保供的确定性来应对外部环境的不确定性。
海南省崖州湾种子实验室中，科研人员精准编辑生菜维生素C合成的限速酶的上游表达调控元件，使这些生菜的维生素C含量得到显著提高。基因编辑技术在科研、农业、临床医学等领域显示出广阔前景，尤其在农业中愈演愈烈。
基因是具有遗传效应的DNA(脱氧核糖核酸)片段，它能控制生物的性状，支持生命的基本构造和性能。生物的性状主要是由基因决定的，比如玉米的高矮、产量高低、能否抗倒伏等。
基因编辑与传统育种技术最终的结果是相似的，即引入人类需要的遗传变异。此前，为了提高农产品产量，人们往往会对这一物种进行长期驯化，将一些优质基因聚合在一起进行优中选优，经过漫长的育种阶段后形成优质品种。但杂交选择过程十分漫长，可多达10年。如何在有限时间内快速、精准进行作物驯化？基因编辑技术给出答案。
基因编辑可以精准定位作物的特定基因。定位基因并“剪断”后，细胞就会修复断口并产生变异。利用基因编辑技术，改良作物的某个基因只需很短的时间，一次最多可以调控多达几十个基因。
在基因编辑过程中，找到自带“导航系统”、能精准定位的基因编辑工具至关重要。也是因为精准定位的特点，凭借这一特点，基因编辑精确、快速地生成作物改良所需的基因突变，帮助培育出产量更高、更有营养、更耐受极端天气、需要更少化肥和农药的作物。从功能上来看，此前基因编辑主要是“做减法”，当基因被“剪断”后，细胞会修复断口并产生变异，让基因失活，从而不起作用。让不利于农作物自身的一些不利基因失活，培育出高产、优质、抗病的品种是基因编辑的原理。
近年来，随着基因技术的不断发展，目前，基因编辑工具不仅可以用于去除或减弱不利于农艺性状的基因，还可以增强农作物有益基因。
目前，基因编辑缓解了转基因技术的安全争议，且具可控性强、商用领域广、安全价值高等优点，成为当下种业发展焦点。如何从实验室走向更广泛的应用？这就需要将技术产业化，落地具体领域。
产学研用紧密结合是推动基因编辑育种向产业化迈进的关键。如今，舜丰生物等多家从事基因编辑的专业技术平台为了建立健全产学研用体系，与高校院所广泛开展合作，引进一批客座教授团队并联合培养研究生，形成科研合力，共同促进基因编辑的产业化应用。
另一方面，新技术的发展离不开政策支持。实际早在2016年，“基因编辑技术应用于农业生产”被纳入国务院印发的“十三五”国家科技创新规划。此举表明中国开始将基因农业技术纳入战略重点，进而增强中国育种产业的国际竞争力。2022年1月，农业农村部发布了《农业用基因编辑植物安全评价指南(试行)》(以下简称《指南》)，我国农作物基因编辑研发、应用有了更明确的规范，强化了我国基因编辑技术应用的制度保障。
《指南》明确，对未引入外源基因的基因编辑植物，依据可能产生的风险申报安全评价。在政策支持下，我国将构建起更加精准高效的生物育种技术体系，基因编辑育种技术研发与产业发展，也将迎来新的机遇。
(资料来源：科技日报、农村农业部)
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