抗白粉病高產(chǎn)小麥基因編輯技術(shù)獲農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準(zhǔn) 生物技術(shù)有望助力主糧增產(chǎn)
2024-05-10 15:53:04
? ? ? 2024年5月8日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布2024年農(nóng)業(yè)基因編輯生物安全證書(生產(chǎn)應(yīng)用)批準(zhǔn)清單，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所聯(lián)合齊禾生科開發(fā)的抗白粉病高產(chǎn)獲批基因編輯生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，此外，山東舜豐生物有限報(bào)送的改良性狀也獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書。
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? ? ? 齊禾生科和舜豐生物是目前我國(guó)基因編輯的領(lǐng)先者，兩家公司都有若干基因編輯安全證書獲批，齊禾生科此次獲得中國(guó)個(gè)主糧基因編輯安全證書，實(shí)現(xiàn)從科研到產(chǎn)業(yè)化的跨越。
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? ? ? 齊禾生科聯(lián)合創(chuàng)始人、首席技術(shù)官趙天萌接受相關(guān)媒體記者采訪時(shí)表示，在這個(gè)基因編輯技術(shù)獲批之前，是用藥（對(duì)人和環(huán)境都造成污染），其余的育種都是短暫的抗病（只對(duì)一些病原菌小種有效，還容易喪失性狀），“我們基因編輯的方法是光譜持續(xù)的抗病，也附加了高產(chǎn)”。
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? ? ? 舜豐生物董事長(zhǎng)張輝表示，獲批技術(shù)是通過玉米矮稈化，來抗倒伏耐密植來增加產(chǎn)量，各個(gè)區(qū)域和品種的增產(chǎn)和密度會(huì)有所不同。
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? ? ? 他表示，獲頒證書是商業(yè)化的步，是開展商業(yè)化的基礎(chǔ)。
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? ? ? 下一步，基因編輯技術(shù)將可以和公司合作，在育種中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，在獲得審定后，就可以進(jìn)行商業(yè)化推廣。
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? ? ? 中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所黨委書記、國(guó)家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家劉錄祥對(duì)齊禾生科小麥基因編輯技術(shù)評(píng)價(jià)很高，認(rèn)為有里程碑意義。
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? ? ? 植物基因組具有復(fù)雜性和冗余性，尤其是多倍體植物，一些關(guān)鍵性狀會(huì)由多個(gè)基因控制，而且同一個(gè)基因可能存在多個(gè)拷貝。在這種情況下，想要研究基因的功能非常困難，在自然界中尋找多倍體植物某個(gè)基因的天然突變體也無異于大海撈針，大大限制了作物育種的進(jìn)程。
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? ? ? 基因編輯技術(shù)手段進(jìn)步，讓育種更有目的性。在植物方面，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的高彩霞團(tuán)隊(duì)開辟了一系列通過瞬時(shí)表達(dá)對(duì)植物進(jìn)行定點(diǎn)基因編輯改造的方法。這些方法也為基因編輯育種奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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? ? ? 抗白粉病高產(chǎn)小麥?zhǔn)腔蚓庉嬘N的典型范例。ML0基因是植物白粉病感病基因，與超過650種白粉病真菌感染相關(guān)。ML0功能的喪失可賦予植物廣譜持久的白粉病抗性。然而對(duì)于具有復(fù)雜基因組的多倍體植物，想要獲得純合ML0功能缺失突變體是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)的工作。2014年，高彩霞團(tuán)隊(duì)和邱金龍團(tuán)隊(duì)合作，利用基因編輯技術(shù)定向突變六倍體小麥ML0基因，獲得了具有白粉病抗性的ML0功能缺失突變體小麥，揭示了基因編輯技術(shù)在復(fù)雜基因組農(nóng)作物中應(yīng)用的潛力。相關(guān)工作發(fā)表在《Nature Biotechnology》雜志，相關(guān)專利也在中國(guó)、美國(guó)、澳大利亞等多個(gè)國(guó)家獲得授權(quán)。
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? ? ? 隨后，團(tuán)隊(duì)致力于攻克抗白粉病小麥的另一難題——如何在抗病育種中保證作物的產(chǎn)量。經(jīng)過歷時(shí)八年的不懈努力，團(tuán)隊(duì)在解析了抗白粉病小麥的增產(chǎn)作用機(jī)理，并成功利用基因編輯技術(shù)直接在小麥主栽品種中創(chuàng)制了兼具感病基因突變和產(chǎn)量基因表達(dá)的抗白粉病高產(chǎn)小麥。相關(guān)工作于2022年發(fā)表在《Nature》雜志，相關(guān)專利在中國(guó)、美國(guó)、歐洲、巴西等多個(gè)國(guó)家或地區(qū)進(jìn)行布局，目前已獲得中國(guó)專利授權(quán)。
