當(dāng)前，具有敲掉病害基因并補上高產(chǎn)基因等優(yōu)點的農(nóng)業(yè)用基因編輯技術(shù)備受世界各國重視，其憑借較強的改良育種能力被譽為神奇“剪刀”。為規(guī)范農(nóng)業(yè)用基因編輯植物安全評價工作，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部前不久發(fā)布了《農(nóng)業(yè)用基因編輯植物安全評價指南（試行）》（下稱《指南》），對不引入外源基因的基因編輯植物的安全評價申報程序等進行規(guī)范。

　　如何打好種業(yè)翻身仗，培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病的農(nóng)作物品種，是擺在科研人員面前的一道課題。業(yè)內(nèi)人士表示，相關(guān)政策的出臺和落地，將助力我國農(nóng)作物植物方面的技術(shù)創(chuàng)新，同時也有助于農(nóng)業(yè)用基因編輯植物向商業(yè)化邁進。

　　政策落地助研發(fā)

　　人們在提到農(nóng)業(yè)用基因編輯技術(shù)時，往往會想到轉(zhuǎn)基因技術(shù)，那么這兩者有何區(qū)別？基因編輯技術(shù)的優(yōu)勢又在哪里呢？

　　就這些疑問，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（下稱中國農(nóng)科院基因組所）研究員張春芝給出了答案。“農(nóng)業(yè)用基因編輯技術(shù)是在生物自身基因組上進行改造，通過定向敲除或增加替換DNA序列，使生物體獲得新的性狀；而轉(zhuǎn)基因技術(shù)則是引入其它個體或其它物種的外源DNA序列。與轉(zhuǎn)基因技術(shù)相比，農(nóng)業(yè)用基因編輯可以準(zhǔn)確快速創(chuàng)造優(yōu)良變異，而且不含有外源的DNA序列，是重要的新型育種技術(shù)。”張春芝介紹，如今，《指南》合理簡化了未引入外源基因的基因編輯產(chǎn)品監(jiān)管體系，有助于加快新型育種技術(shù)的發(fā)展。

　　“《指南》的政策措施非常好，將對植物品種審定、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化等產(chǎn)生積極影響。”中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所（下稱中科院遺傳發(fā)育所）研究員謝旗表示，此前，美國、加拿大、日本等國也推出了類似的政策，并將農(nóng)業(yè)用基因編輯技術(shù)應(yīng)用于蘋果、土豆、蘑菇等農(nóng)作物上，培育出了許多優(yōu)良品種。如今，我國相關(guān)《指南》的出臺，為基因編輯的研究人員吃下了“定心丸”，使他們放開手腳，大膽探索。

　　技術(shù)改良育新種

　　得益于國家政策的支持，基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中得到了廣泛的應(yīng)用。中科院遺傳發(fā)育所謝旗團隊多年來致力于高粱新品種的培育，已擁有中科甜438、中科甜968等6個國家登記品種，并在我國新疆、寧夏、甘肅等地實現(xiàn)了50萬畝的推廣種植。如今，該團隊研發(fā)的農(nóng)業(yè)用基因編輯技術(shù)實現(xiàn)突破，形成了最新的研發(fā)成果——新型香高粱，已提交“Tannin1基因及其參與合成的次級代謝產(chǎn)物在抗雀科鳥類危害上的應(yīng)用”“創(chuàng)制香味高粱的方法及其所用生物材料”等多件專利申請。

　　謝旗表示，團隊采用農(nóng)業(yè)用基因編輯技術(shù)，在高粱中首次敲除了一種酶的基因，不僅高粱米清香四溢，就連莖葉都有香味，可以作為草食性動物的營養(yǎng)飼料。此外，團隊通過喂食實驗發(fā)現(xiàn)：相比于野生型高粱，添加新型香高粱植株干粉的飼料對兔子更具吸引力，兔子的采食量顯著提高，更健康且生長速度更快。

　　“一方水土養(yǎng)一方人，一方原糧釀一壺好酒。”考慮到高粱是釀制白酒的絕佳原料，謝旗團隊與中國科學(xué)院微生物研究所合作，嘗試用新型香高粱釀酒，改善風(fēng)味提高品質(zhì)。“《指南》的出臺加速了我國農(nóng)業(yè)用基因編輯品種審定工作，為新品種相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化帶來了革命性的變化。我們正按照《指南》要求準(zhǔn)備相關(guān)文件及科學(xué)數(shù)據(jù)，爭取早日拿到品種審定證書。”謝旗表示，下一步，團隊將持續(xù)研發(fā)，增強知識產(chǎn)權(quán)布局能力，讓高粱在膳食纖維食品、釀酒、釀醋、飼草動物飼料等產(chǎn)業(yè)發(fā)揮更大作用。

　　“敲除”病害增品質(zhì)

　　馬鈴薯是老百姓日常生活中的常見食材，主要依靠薯塊無性繁殖，易攜帶病蟲害，儲運成本較高。為解決這個問題，中國農(nóng)科院基因組所牽頭組建團隊，應(yīng)用基因組設(shè)計理論和方法體系培育出了雜交馬鈴薯，使得馬鈴薯“一代更比一代強”。

　　“通過基因組研究，我們弄清了有害突變的分布特征，提出了鑒定和淘汰有害突變的方法論，成功解決了這一難題。”團隊成員趙婀姿表示，目前，團隊圍繞相關(guān)技術(shù)提交了“一種馬鈴薯雜交育種親本的選擇方法”等發(fā)明專利申請，構(gòu)建了基因組設(shè)計育種體系。

　　“原先種一畝地需要200公斤種薯，現(xiàn)在一畝地只需要2克馬鈴薯種子。而且種子基本不攜帶病蟲害，既降低了成本又提高了產(chǎn)量，品質(zhì)也更好了。”趙婀姿介紹，目前，“優(yōu)薯1號”已在試驗田進行了試種，結(jié)果顯示，其肉質(zhì)金黃，口感軟糯，產(chǎn)量接近每畝3噸。

　　“除了通過農(nóng)業(yè)用基因組設(shè)計育種技術(shù)培育雜交馬鈴薯，我們還將基因組育種技術(shù)應(yīng)用到了黃瓜、番茄等果蔬上。”趙婀姿介紹，在“黃瓜基因組和重要農(nóng)藝性狀基因研究”項目中，團隊成功“解鎖”了黃瓜中苦味的來源，實現(xiàn)了對苦味物質(zhì)的精準(zhǔn)調(diào)控，讓黃瓜變“甜瓜”。該項目成果獲得2018年度國家自然科學(xué)獎二等獎。在“美味番茄”項目上，團隊破解了調(diào)控番茄風(fēng)味和外形等性狀的遺傳機制，培育了“深愛1號”和“深愛2號”番茄品種，申請了番茄植物新品種權(quán)，獲得2020年度農(nóng)科院科學(xué)技術(shù)成果獎。

　　“有了《指南》，我們開展研發(fā)工作就有了‘抓手’。未來團隊將繼續(xù)開發(fā)更精準(zhǔn)的算法，鑒定影響自交系長勢、產(chǎn)量的有害突變，并通過先進的育種技術(shù)去淘汰這些突變。”張春芝表示，團隊還將在功能基因、拓展應(yīng)用等領(lǐng)域進行專利布局，開創(chuàng)新的育種方法，促進成果轉(zhuǎn)化落地。

　　如今，以農(nóng)業(yè)用基因編輯為代表的生物育種技術(shù)作為農(nóng)業(yè)核心技術(shù)之一，已逐漸成為國際育種領(lǐng)域?qū)＜疫M行攻關(guān)突破的前沿。基因編輯將使農(nóng)作物育種進入“精準(zhǔn)調(diào)控時代”，對打好種業(yè)翻身仗，保障國家糧食安全具有重要意義。（劉弘一）