預防「斷種」風險,專家:基因編輯能提高我國種子競爭力

2021-01-08 騰訊網

【環球時報-環球網報導 記者 李司坤】種子被譽為農業的「晶片」,但就如同我國的晶片製造還被外國「卡著脖子」,我國的種業發展一直以來也面臨著受制於外國的風險。然而,情況正在發生著變化。在近日舉行的以「加快生物育種創新 保障國家糧食安全」為主題的第九屆全國媒體轉基因報導沙龍上,多位植物生物學領域專家表示,新的基因編輯技術能助力我國種業實現「彎道超車」,讓我國的種子更具競爭力。

生物育種事關「飯碗能否牢牢端在自己手裡」

近年來,國際種業巨頭持續加快在中國本土深耕布局,控制我國種業市場來勢兇猛。包括全球種業前十強在內的70多家國際種企進入中國,大批「洋種子」滲透到我國田間地頭。根據《2019年中國種業發展報告》,2018年我國進口農作物種子7200餘萬公斤,進口額4.75億美元,其中蔬菜種子進口額2.28億美元,來自近50個國家和地區。辣椒、洋蔥、胡蘿蔔、茄子、番茄、馬鈴薯、西蘭花這些老百姓餐桌上最常見的蔬菜,不少都是洋種子長成的,甚至有的基本上全部依賴進口。

在這樣的背景下,如果過度依賴進口,一旦發生「斷種」,後果將不堪設想。農業農村部科技教育司二級巡視員張文在29日舉行的報導沙龍的致辭中指出,我國是世界第二大種業市場,是種業大國,但還不是種業強國。張文稱,當前,以全基因組選擇育種、轉基因技術、基因編輯等為代表的生物育種技術已成為國際育種的前沿和核心,正在蓬勃迅猛發展。發達國家在加強生物育種技術創新、加大新品種研發力度上不斷加碼積極布局,搶佔國際市場先機,生物育種技術已經成為世界上許多國家搶佔科技制高點、增強國際競爭力的戰略重點。

12月16日至18日舉行的中央經濟工作會議指出,保障糧食安全,關鍵在於落實藏糧於地、藏糧於技戰略。要尊重科學、嚴格監管,有序推進生物育種產業化應用,開展種源「卡脖子」技術攻關,立志打一場種業翻身仗。「發展生物育種,事關種業翻身仗能不能打好,事關中國人的飯碗能不能牢牢端在自己手中,是加快農業現代化、推進農業高質量發展的必然選擇。」張文在致辭中說。

基因編輯是現代育種技術的「4.0版本」

今年10月7日,瑞典諾貝爾獎委員會宣布,將2020年的諾貝爾化學獎授予法國女科學家埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷和美國女科學家珍妮弗·道德納,以表彰她們研發了基因編輯技術CRISPR-Cas9。而在此次報導沙龍中,基因編輯技術也是參會專家主題發言中的焦點。

中國科學院上海植物逆境生物學研究中心主任、美國科學院院士朱健康在發言中以當下最新、最火的CRISPR-Cas9技術舉例,對基因編輯技術的基本原理做了介紹。他表示,CRISPR像一把「基因剪刀」,而Cas9及其他的Cas酶是能夠剪切DNA的內切酶。「這把『剪刀』最大的神奇之處在於,你讓它剪什麼地方就可以剪什麼地方,可以精準定位。當基因被『剪斷』後,細胞會修復斷口並產生變異,讓基因失活,從而不起作用。」朱健康說,99.9%的基因編輯都是以「做減法」的方式進行,簡單的做減法就培育出高產、優質、抗病的品種。

基因編輯與轉基因技術都對生物體的基因造成了改變,二者是不是一回事?對此,中國科學院院士、中國科學院遺傳與發育研究所研究員李家洋在發言中對基因編輯與轉基因技術的區別作了界定。他介紹說,基因編輯把轉基因育種技術中為大家所擔心的部分,即在基因組中插入外源基因這一環節給取消了,而是直接對生物體的基因進行一定的改變。他以修改文章作類比稱,一篇文章寫完後,需要有人幫忙修改把關,「在修改的時候,如果把一大段話插入文章,就是轉基因,而基因編輯相當於只對一個或少數詞做了修改。」李家洋說,這種修改對文章總體結構沒有大的影響,但文章關鍵部分的意義卻不一樣了。

李家洋稱,在生物育種技術中,誘變育種、雜交育種、分子標記輔助選擇育種以及轉基因育種都是2.0或3.0版本的技術,基因編輯技術才是當前最高的技術水平,也是全球育種業正在競爭的制高點,應該稱為現代育種技術的「4.0版本」。

「讓我國種子有競爭力,完全可能」

儘管CRISPR-Cas9技術非常強大,但這項技術的專利目前掌握在國外科學家手裡,今後我國的科研人員在使用這一技術進行基因編輯時,是否會有「卡脖子」的風險?對此,朱健康在發言中指出,這種可能性確實存在,但同時也是可以解決的。因為除了專利屬於國外的CRISPR-Cas9以外,還有Cas12a、Cas12b、Cas12i、Cas12j、Cas14等技術,這些技術都可以繞過Cas9。「特別是Cas12i、Cas12j,這兩項中國的技術很快會有專利授權,這樣就不需要依靠國外的Cas9專利, 為解決生命科學領域的『卡脖子』問題奠定了穩固的基礎。」朱健康說。

洋種子之所以能夠在我國種業市場「大行其道」,很大一部分原因在於用洋種子種出來的作物,在產量、抗病性、品相、口感等方面確實比國產種子更「能打」。但近年來,國產種子已經奮起直追,提升自己的「核心競爭力」。

朱健康介紹道,近年來我們國家在基因編輯技術的研究和產業化應用方面都做了大量的工作,有很多非常好的積累。他所在的團隊就通過基因編輯技術,培育出了「高產水稻」、「香味玉米」、「超高維生素C生菜」、「高油酸油菜」、「高花青素含量的番茄」、「抗褐化馬鈴薯」等一系列新品種。

朱健康在接受《環球時報》記者採訪時談到,如果靠傳統育種,要趕上國外種業的技術水平需要很多年,但新的基因編輯技術可以讓我們更快做到。「用這個技術,我們真正做到種業彎道超車,讓我國的種子有競爭力,是完全有可能的。」

李家洋也表示,中國在植物科學和作物科學的基礎研究方面的實力是非常強的,很多方面跟國際上先進水平差距不大,水稻方面更是世界領先。儘管在一些有控制性的關鍵技術,如基因編輯領域,最核心的技術還掌握在歐美國家手裡,但我國的發展也很快,特別是在植物基因編輯技術方面有很多專利,這在一定程度上能給予我們支撐。

對於我國種業發展的未來展望,朱健康對《環球時報》記者表示,未來在基因編輯技術產業化領域,一旦有了明確的政策支持,我們就可以把基因編輯技術應用到農業育種當中,「幾年以後,我國的很多種子不但不需要依賴國外,還能夠反向輸出到國外去。「

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