榮獲2020年諾貝爾獎(jiǎng)的基因編輯技術(shù)，被譽(yù)為21世紀(jì)生命科學(xué)的革命性突破，已經(jīng)應(yīng)用到生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。與此同時(shí)，生物育種也已從轉(zhuǎn)基因育種迭代升級到基因編輯育種和全基因組選擇育種。我國該如何利用基因編輯技術(shù)，開展種業(yè)“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)，打好這場種業(yè)翻身仗？

 

      中央廣播電視總臺中國之聲記者劉夢雅對話中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院研究員穆榮平，本文節(jié)選自《中國智庫報(bào)告 | 神奇的高技術(shù)如何改變世界》。

 

      問：基因編輯技術(shù)的原理是什么？它和轉(zhuǎn)基因技術(shù)有什么不同之處？基因編輯技術(shù)目前主要能夠應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？

 

      穆榮平：基因編輯技術(shù)應(yīng)該說是最引人關(guān)注的研究之一?；蚓庉嫾夹g(shù)和轉(zhuǎn)基因技術(shù)不同，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是直接在基因組的不確定位置插入外源基因，基因編輯技術(shù)通常在基因組的特定位置實(shí)現(xiàn)對 DNA 序列的改造，從而達(dá)到目標(biāo)基因編輯。看起來用“編輯”兩個(gè)字，實(shí)際上就是改造生物的 DNA基因。

 

      目前已經(jīng)有很多應(yīng)用，例如在醫(yī)療方面，美國有一個(gè)公司在臨床實(shí)驗(yàn)中采用了叫“基因魔剪”的基因編輯技術(shù)，治療血液遺傳病取得明顯的成效，治療的這個(gè)病的名稱叫“鐮刀型紅細(xì)胞貧血和β-地中海貧血”，這種病是因?yàn)榛蛉毕輰?dǎo)致的，所以通常的療法就是輸血，或輸入鐵螯合劑，但是容易導(dǎo)致中毒。也可以利用移植干細(xì)胞治療，但是匹配的捐贈(zèng)者少，而且植入后也可能有并發(fā)癥。

 

      所以用基因編輯的方法，它可以糾正致病基因，能夠克服其他治療方法的一些不良反應(yīng)。

 

      問：除了應(yīng)用在醫(yī)療方面，基因編輯技術(shù)的發(fā)展也帶來了生物育種技術(shù)的新進(jìn)展，基于基因編輯技術(shù)，各國都研發(fā)出了哪些“神奇”的作物品種？

 

      穆榮平：現(xiàn)在的基因編輯技術(shù)不僅可以用于去除或減弱不利于農(nóng)作物性狀的基因，還可以增強(qiáng)眾多對農(nóng)作物有益的基因，已經(jīng)應(yīng)用到水稻、番茄、小麥、玉米等作物育種。

 

      美國和西班牙科研團(tuán)隊(duì)利用基因編輯技術(shù)培育出了低麩小麥；2021年日本批準(zhǔn)了能改善機(jī)體睡眠質(zhì)量、具有降血壓等生理功效的基因編輯番茄的銷售申請；2021年，我國利用基因編輯技術(shù)在四倍體野生稻中，成功創(chuàng)制出落粒性降低、芒長變短、株高降低、粒長變長、莖稈變粗、抽穗時(shí)間縮短的四倍體水稻新材料。

 

      問：利用基因編輯技術(shù)，我國已培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗除草劑、抗病蟲的水稻、小麥、玉米、油菜等基因編輯作物。未來還將如何規(guī)劃發(fā)展，來保障自身的種業(yè)安全？

 

      穆榮平：十四五國家批準(zhǔn)建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一，就是國家作物表型組學(xué)研究設(shè)施，簡稱“神農(nóng)設(shè)施”，新近在海南又建了一個(gè)專門育種的種子創(chuàng)新研究院。

 

      從基礎(chǔ)研究到技術(shù)開發(fā)，都是非常重要的，把科學(xué)研究的平臺搭好，舉全國之力加速生物育種技術(shù)的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，幫助培育出產(chǎn)量更高、更有營養(yǎng)，更耐受極端天氣，需要更少化肥和農(nóng)藥的作物，才能夠把飯碗端在自己的手上，確保中國的農(nóng)業(yè)糧食安全。

 

      來源：中國之聲