应用办公生活信息教育商业
投稿投诉
商业财经
汽车智能
教育国际
房产环球
信息数码
热点科技
生活手机
晨报新闻
办公软件
科学动态
应用生物
体育时事

让作物育种更精准高效(科技视点种业科技自立自强)

  来源:人民日报
  研发人员在舜丰生物研发平台上工作。
  舜丰生物供图
  舜丰生物培养的高维生素C生菜。
  舜丰生物供图
  你见过维生素C含量能与猕猴桃媲美的生菜吗?在海南省崖州湾种子实验室里,高维生素C生菜长势喜人。这种通过基因编辑技术培育的生菜新品种,其维生素C含量与猕猴桃不相上下。
  在植物细胞合成维生素C的过程中,有2个基因起着关键作用,即维生素C合成的限速酶。南方科技大学教授、中国农业科学院生物产业前沿技术创新中心主任朱健康带领科研团队,对生菜中这2个基因的上游表达调控元件进行精准编辑,使这些生菜的维生素C含量得到显著提高。
  荣获2020年诺贝尔奖的基因编辑技术,被誉为21世纪生命科学的革命性突破,已在许多国家得到应用,在科研、农业、临床医学等领域显示出广阔前景。神奇的基因剪刀如何实现品种改良?我国在基因编辑育种方面能否后来居上?
  找到能精准定位的基因剪刀
  新型基因编辑工具的成功研制,有助于培育产量更高、质量更好的作物
  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。
  据朱健康介绍,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。按照传统的育种方法,改良一个品种可能需要几年甚至几十年的时间,这是因为传统育种技术创造的各种变异是随机的、不可控的。拿杂交育种来说,要经过多代筛选,遇到一个真正需要的变异概率很小,这也正是育种周期长、难度大的原因之一。后来,科学家想方设法地来创造遗传变异,比如太空育种,就是利用太空特殊的环境诱变作用来使种子产生变异。朱健康说。
  基因编辑的出现,让更加精准的基因调控成为现实。基因编辑是改变目标基因序列的技术,如同对文本进行修改一样,首先要把想要修改的地方找出来,然后使用工具,按照修改的意图,插入、删除部分‘词句’或者改写一段‘文字’。朱健康解释说,基因编辑可以精准定位作物的特定基因,基因被剪断后,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。
  朱健康告诉记者:已有的研究表明,基因编辑技术可以精确、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。现在,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,还可以增强众多对农作物有益的基因。
  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。CRISPRCas9技术就是近年来备受关注的基因剪刀,它构成简单、编辑效率高且易操作,能对生物本身基因进行定向改造。这项技术的应用非常广泛,并且在应用的过程中,这把‘剪刀’打磨得更加锋利了。朱健康表示。
  2018年,中国农业大学教授赖锦盛在噬菌体中发现了两个新型基因编辑工具CRISPRCas12i、CRISPRCas12j,与CRISPRCas9相比要小,在紧凑的蛋白质支架中保留了精确基因组编辑的关键功能,在植物基因编辑过程中具有较好应用前景。
  此后,朱健康带领团队与之合作,共同进行后续开发。2019年,两个新型基因编辑工具申请原创专利;2020年,团队成功验证其在植物稳定转化体系中的编辑活性;2021年3月,两个新型基因编辑工具正式获得专利授权。
  围绕产业开展科研
  成功开发了20余种作物的基因编辑体系,开展了百余项产品的储备布局
  位于济南的山东舜丰生物科技有限公司的快速育种植物工厂里,经过基因编辑的作物琳琅满目:这里有高产水稻、矮化的抗倒伏高产玉米等主粮作物;有淀粉品质改良的玉米、水稻、马铃薯等特色专用种质;还有香味鲜食玉米、高维生素C生菜、高油酸大豆等高附加值新品种。
  舜丰生物是国内第一个精准基因编辑工程化研发平台的运营主体。这家由朱健康团队领衔创建的高新技术企业,对两个新型基因编辑工具进行挖掘和深度优化,围绕基因编辑卡脖子技术、共性关键技术进行了系统的专利布局,已申请专利130余项,其中PCT专利26项,已获得17项专利授权。目前,舜丰生物已成功开发了20余种作物的基因编辑体系,开展了百余项产品的储备布局。
  我们把新型基因编辑工具用好,最终的目标还是应用到作物育种中去,而不是只停留在学术研究层面。朱健康坦言,在研发初期,团队的很多成果并没有发表。我们开发这个技术,不是奔着发文章去的,而是推动产业化,形成市场化的运作机制,有效激励科研人员攻克关键核心技术,做出符合市场需求的产品。
  要围绕产业需求做有用的科研。这是舜丰生物总经理李峰博士说得最多的一句话。舜丰生物的不少科研人员常年奔波在农业生产一线,收集共性需求。李峰举例说,在矮化抗倒伏高产玉米培育过程中,科研人员就花了很大的精力来确定这些性状是由哪些基因控制的,我们做了很多种组合,形成了一系列的应用方案。比如,我国东北地区种植的玉米就有抗倒伏方面的需求,降低株高就有很好的应用场景。
  目前,舜丰生物搭建了8000多平方米的技术平台、2。2万平方米的研发中心,规划建设10万平方米的基因编辑产业化基地。这里还拥有基因编辑底层技术研发平台、基因编辑产品工程化开发平台、高通量种质资源创新培育平台、植物基因编辑中试熟化平台。这里设置了由分子部、遗传转化部、性状部、育种大数据部组成的技术中心,以产品研发部、技术研发部、检测事业部组成的研发中心,以种业产业链为布局的产业发展中心,汇聚了240多位生命科学各领域的科研人员。
  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。舜丰生物项目总监牛小牧博士认为,为了建立健全产学研用体系,公司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。
  产业化迎来新机遇
  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
  基因编辑技术是打好种业翻身仗、带动种业发展的新引擎,也是提升我国种业竞争力的利器。今年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。这将有助于我国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。朱健康表示。
  牛小牧说,《指南》的发布,使公司更有信心了。下一步,他们将加快推进生物育种产业布局,持续进行生物育种技术攻关,不断深挖市场需求,与下游种业、农化及生物技术企业形成合力,实现产业链上的优势互补,推进基因编辑技术的产品储备布局。
  朱健康家乡在安徽农村,是粮食的主产区。少年时代,朱健康的理想很简单:考上大学,吃上商品粮,不给家里添负担。父母现在干不动农活了。他们会经常问我,搞科研几十年下来,究竟做了些什么?我说发了多少文章,他们也听不大懂,我就一直觉得自己没做出啥东西来。朱健康说,把基因编辑技术做好,让我的父母高兴,让广大的农民获益,是我最大的愿望。

德云社要走赵家班老路?低俗不是错,错在人,郭德纲该醒醒了文文艺范编辑小丁前几日,德云社陈霄华疑似醉酒后入室猥亵女住户未遂被抓,德云社也在第一时间辞退陈霄华,将其除名。笔者看到新闻后的第一瞬间,想起了赵家班的胖丫因为……斛珠夫人演技评分,陈小纭俩角色封神,杨幂评分太意外《斛珠夫人》的播出让不少粉丝激动不已,这部剧自开播就空降热度榜榜首,甚至超过了众星云集的上星大剧《突围》,几乎每天变着花样上热搜,甚至已经即将登录北京卫视与观众见面。这排……恐龙奔跑时速可达45公里兽脚类恐龙奔跑图。图片来源:论文作者PabloNavarroLorbes在西班牙北部拉里奥哈发现的1亿多年前的化石足印分析显示,两足行走的捕食性恐龙的奔跑速度能达到每小时……国庆专题新能源汽车销量井喷喜人,但出行仍无法消除充电尴尬金九银十是农业收获季节,也是消费火热的黄金时间点。金九银十的说法不只出现手机、家电行业,汽车行业同样也如此。随着绿色环保政策的不断调整,新能源车作为近几年的大热消费品,这块市场……赵本山女儿婚约解除,含泪晒前任日常开销,后悔没早分手赵本山女儿的恋情,大有谈出三生三世的波澜壮阔感4月7日,有媒体曝出,赵本山女儿球球,突然取消了自己与男友的婚约,一时间引发热议。据报道,球球与如今的男友,是在202……露营必会的背包打包技巧,你会了吗?春暖花开,又到了野外露营的时候了。一起背包进到山里,一起淋雨、搭帐篷、煮火锅、喝酒、嗨歌、蹦迪,一起看星空和日出,虽然每次露营的时间短暂,但又都会留下不一样的深刻体验。山……为什么吃饭时看电视不利于消化我们常常看到很多人有在吃饭时看电视的习惯,有的甚至吃饭的全程都在看电视,吃饭的时间都浪费在电视上面了,更别提品尝不到食物的美味。这个不良的习惯非常不利于健康,需要及时纠正。……天气暖了,别着急穿裙子!裤子一样遮肉显瘦,好看显腿长春天的时候,大家先别着急穿裙子,其实裤子搭配也一样好看。假如你想要穿得好看又高级的话,这些裤装的搭配也是值得学习的。像下面博主给我们做出这些示范,就让一条简单的裤子穿出了……星二代都这么内卷的吗?黄多多全英文演戏,王诗龄穿LV变名媛炫最近这几年,星二代在观众视线中的存在感越来越高,不是拍时尚大片,就是出席时尚走秀活动,近日,李湘就带着王诗龄一起参加了LV的看秀活动,当天母女俩都是一身名媛风穿搭,满身的富贵气……美媒JR史密斯后悔挥霍了9000万美元的NBA财富很少有NBA球员在整个职业生涯中不后悔自己的消费习惯。他们以如此快的速度赚了如此多的钱,以至于他们通常不知道如何以最有效的方式使用这些钱。两届NBA总冠军得主JR史密斯在……春天一定要喝对水对身体有好处春天万物复苏,病菌也不例外。春天里,由于气温回暖,病菌繁殖加快,人特别容易遭受病菌的侵犯。喝对水,能帮助我们提高身体免疫力,对身体有一定的好处,下面一起来了解下适合春天的3种水……在乡镇农村想发家致富,现在选择哪些项目,能比较稳妥赚钱?在当下的农村地区,除了种养殖,其实还有一些家庭作坊可以做。这对于农村创业者来说,充分利用本地资源,整合市场渠道,强化自身优势,开一个家庭作坊,也是非常不错的挣钱渠道,譬如以下这……
冬季炖羊肉,牢记3放2不放,羊肉鲜香汤奶白,滋补又营养提到冬天必吃的食材,大部分朋友都会想到羊肉。羊肉肉质细嫩,不仅可以增强御寒能力,又可以滋补身体,因此成了民间冬季进补的重要食材之一。羊肉从古至今都被冠以温补的标签,《本草纲目》……悬崖岩石上又见岩钉,忘了那两个损毁名胜古迹被判刑的驴友了?极目新闻记者谢茂江西上饶一男子在一处悬崖顶的岩石上发现膨胀螺栓,并喊话攀岩爱好者,钢钉要及时清除,不然其他人不小心绊倒很可能会摔下悬崖。(据11月26日长江日报)事……小叔子一家来吃饭,1小时做了6道菜,被全家夸赞,网友酒比菜贵头条创作挑战赛老公弟弟在外地,因为特殊原因我们两家已经有3年没有相聚了,平时就靠微信电话联系,这次出差顺便带着全家来我们这儿一起聚聚,本来打算去外面吃的,但考虑到各种原因,和老……干燥瘙痒开裂冻疮这些皮肤问题一篇教你彻底解决!冬季期间,天寒地冻,很多人的皮肤会有不适感。有人感到干痒,甚至会将皮肤挠破,还有人皮肤会出现干裂,苦不堪言。。。。。。今天就来和大家聊一聊,冬季各种皮肤问题以及如何避免这……冬季头屑增多,肩膀如雪花纷飞,如何摆脱这尴尬的情景?进入冬季过后,很多人发现,自己的头屑越来越多,有时候穿深色衣服,肩膀如同下雪了一般。而且头屑一多,就会显得人似乎有点邋遢、不爱干净,让人十分尴尬。所以,找到引起头屑增多的原因,……IQOONeo7竞速版发布和红米K60,荣耀80GT相比,谁文小伊评科技随着荣耀80GT、红米K60以及IQOONeo7竞速版这三款机型的陆续发布,年前最后一波新机发售潮已经告一段落。和前段机型发布的手机均以高端机不同的是,……iOS15。7。2正式发布,省电效果难以置信,信号优化太顶,iOS15。7。1好还是iOS15。7。2好呢?很多用户表示目前的系统是iOS15。7。1,但觉得系统性能不太满意,问能否升级到iOS15。7。2?虽然正式版还没推送,现在是R……心情随笔让心情好起来防疫新十条下来了,可以回家了,这应该是个好消息。但是,没有欢呼雀跃,没有兴高采烈,没有欣喜若狂,为什么呢?买了三百多元的常备药品……空间站宇航员开启运输补给的SpaceXampampquot龙由SpaceX猎鹰9号火箭于11月26日发射的货运龙补给船现在已与国际空间站(ISS)对接,远征68号机组人员已经开始打开包含几千磅的货物包装。龙飞船内装载的是探索植物学、生物……盘点那些幽默的短句一、别在我的面前装超人,因为你的内裤不好看。二、如果你容不下我,说明不是你心胸太狭窄,就是我人格太伟大。三、自从傻b这个词出现后,傻瓜,笨蛋,呆子这些词就被划分到了……4连胜,狂轰17球!欧冠黑马挡不住比皇马曼城更猛,利物浦笑了北京时间10月13日凌晨,2223赛季欧冠第4轮,那不勒斯坐镇主场对阵阿贾克斯。这一场比赛,那不勒斯可谓火力全开,新星克瓦拉茨赫利亚上演传射建功好戏,拉斯帕多里、洛萨诺和奥斯梅……一加11行星发动机小尾巴亮了,这是要出流浪地球特别版?临近春节,预热了好几年的阿凡达续集终于来了,《阿凡达2:水之道》全球首周票房就突破了30亿,来势很猛。除了阿凡达2之外,还有一部观众期待已久的《流浪地球2》即将上映,首映定档春……
友情链接:中准网快好知易事利快百科快传网七猫云快生活中准网快软网聚热点文好找快好找