基因編輯是世界生物育種領(lǐng)域最前沿的技術(shù)之一。

      作為引領(lǐng)農(nóng)業(yè)科技革命的關(guān)鍵力量，基因編輯正以前所未有的速度重塑全球種業(yè)格局，為解決全球糧食安全和可持續(xù)發(fā)展問題提供新思路和工具。

      日前，第二十三屆廣東種業(yè)博覽會「破局•共生」生物育種研討交流舉辦，農(nóng)業(yè)科技主管部門專家和眾多深耕在生物技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)者、企業(yè)高管，共同探討生物技術(shù)的創(chuàng)新趨勢及行業(yè)發(fā)展機遇。

      01 生物育種技術(shù)仍面臨三大挑戰(zhàn)

      從田間巷陌到重點政策，作為農(nóng)業(yè)發(fā)展的芯片，種源已經(jīng)成為創(chuàng)新底座。生物育種則是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動力，也是保障國家糧食安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性核心產(chǎn)業(yè)。

      廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心二級研究員、廣東省種子協(xié)會會長林青山介紹，廣東地處粵港澳大灣區(qū)，是國家種業(yè)振興的主陣地。在生物育種方面，劉耀光院士團隊摸清基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，研發(fā)出高效的植物多重基因編輯載體系統(tǒng)，被超900家實驗室廣泛使用。今年種博會，也專門設(shè)置了生物育種展示專區(qū)，展示生物育種玉米、茄子等創(chuàng)新品種。

      “生物育種技術(shù)在發(fā)展過程中仍面臨著諸多挑戰(zhàn)，如底盤技術(shù)、法律法規(guī)、宣傳科普等。”林青山指出，廣東將依托種博會平臺，積極推動生物育種產(chǎn)業(yè)化，一是搭建產(chǎn)學(xué)研合作交流平臺，積極促進各方在研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化與應(yīng)用推廣等方面的合作。二是建立生物育種品種示范基地，集中展示前沿技術(shù)在各類農(nóng)作物上的應(yīng)用成果。三是組織多形式、多層次的科普活動，消除公眾對轉(zhuǎn)基因、基因編輯技術(shù)的誤解與疑慮。

      華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院副院長謝慶軍表示，在基因編輯等新技術(shù)的推動下，我們正在迎來一個精準育種的新時代。為了更好地利用這項技術(shù)，需要在三方面持續(xù)發(fā)力。首先，要繼續(xù)深化基礎(chǔ)研究，探索更多可能的應(yīng)用場景和技術(shù)路徑；其次，加快構(gòu)建完善的法律法規(guī)體系，確?；蚓庉嬜魑锏陌踩院秃戏ㄐ裕蛔詈?，建立良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，促進上下游企業(yè)的協(xié)同合作，形成合力。

      02 全球基因編輯動植物新品種大量涌現(xiàn)

      目前，已有500多種基因編輯動植物產(chǎn)品，涉及水稻、番茄、玉米、大豆、小麥、牛、羊等63個物種，處于不同研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化階段，性狀改良主要集中在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆等。

      “《農(nóng)業(yè)用基因編輯植物安全評價指南》會依據(jù)個案分析原則，實施分類管理。”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心轉(zhuǎn)基因安全評價處研究員宋貴文介紹，從風(fēng)險識別的方法來看，轉(zhuǎn)基因植物和基因編輯植物是一致的，基因編輯植物采用了轉(zhuǎn)基因植物安全評價指南的風(fēng)險識別方法。但轉(zhuǎn)基因植物重點在表達載體和外源基因上，而基因編輯植物重點在靶基因的功能改變以及外源序列殘留和脫靶情況上。

      我國已下發(fā)5個基因編輯植物的安全證書，包括山東舜豐、齊禾生科和中國科學(xué)院的大豆、玉米、小麥，針對品質(zhì)性狀、生理性狀和抗病性進行改良。

      宋貴文介紹，安全證書的下發(fā)需要提供完備的資料。一方面，需要匯總以往各試驗階段的資料，提供安全評價綜合報告。同時，還需要提供分子特征資料、遺傳穩(wěn)定性資料、評價目標性狀和功能效率、特異性檢測數(shù)據(jù)和環(huán)境安全評價和食用安全評價數(shù)據(jù)資料等。

      “對基因編輯的抗病小麥的批準被視為一個里程碑，因為這種原料—用于制作意大利面、面條和面包—在中國主要用于食品消費。”北京齊禾生科生物科技有限公司法規(guī)注冊總監(jiān)雷彬彬認為，未來，應(yīng)采用多元化的審批制度。采用個案分析的原則，尤其基因編輯與傳統(tǒng)育種都能產(chǎn)生的同樣遺傳變異，建議采用同樣的監(jiān)管政策。同時，明確同類編輯通過不同基因編輯方法的監(jiān)管流程，簡化同類編輯在不同品種中的監(jiān)管流程，加速基因編輯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

      全球基因編輯產(chǎn)品監(jiān)管狀態(tài)如下：

      美國：由美國農(nóng)業(yè)部（USDA）、美國環(huán)境保護署（US EPA）和美國食品藥品監(jiān)督管理局（US FDA）三方共同參與。監(jiān)管原則是以科學(xué)為本，與風(fēng)險相稱，以產(chǎn)品為依據(jù)，與所用技術(shù)手段無關(guān)。可以通過常規(guī)育種實現(xiàn)的修飾、之前已經(jīng)審查過的PTMOA植物可被豁免。

      歐盟：歐盟轉(zhuǎn)基因生物安全一直倡導(dǎo)以過程為基礎(chǔ)進行管理。各成員國政府機構(gòu)對生物技術(shù)產(chǎn)品的種植、食品/飼料申請進行初步的風(fēng)險評估，歐洲食品安全局（EFSA）開展風(fēng)險評估，獨立地對直接或間接與食品安全有關(guān)的事務(wù)提出科學(xué)建議，歐盟委員會（EU Commission）具有對生物技術(shù)產(chǎn)品監(jiān)管的決策權(quán)，最終給出監(jiān)管決定。

      澳大利亞：《基因技術(shù)法規(guī)2001》《基因技術(shù)政府間協(xié)議2001》是核心法規(guī)，基因技術(shù)管理辦公室（OGTR）負責(zé)研發(fā)過程的監(jiān)管和日常運作，頒發(fā)許可。

      新西蘭：2024年，新西蘭政府發(fā)布通知，擬效仿澳大利亞的基因技術(shù)法案，對基因編輯產(chǎn)品進行分類監(jiān)管，并制定豁免清單。預(yù)計2024年底公布法案并向公眾征求意見。

      阿根廷：農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和漁業(yè)部使用《卡塔赫納議定書》對轉(zhuǎn)基因生物進行定義：即擁有通過應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)獲得的遺傳物質(zhì)的新組合的任何生物體。其中“遺傳物質(zhì)的新組合”是決定NBTs產(chǎn)品是否被判定為GMO產(chǎn)品的關(guān)鍵。

      印度：印度環(huán)境、森林和氣候變化部（MoEFCC）于1989年頒布了《Environment (Protection) Act》，為生物技術(shù)產(chǎn)品的監(jiān)管提供了一個法律框架。

      03 生物技術(shù)育種市場有望達443億美元

      據(jù)IDTechEx Research，2031年植物生物技術(shù)育種市場整體有望達443億美元。下游應(yīng)用的無限創(chuàng)新需求和種子經(jīng)濟價值的增加將使市場持續(xù)強勢擴張。

      中國種子協(xié)會副秘書長、創(chuàng)世紀種業(yè)有限公司副董事長楊雅生指出，基因編輯成本低、效率高，適宜各種規(guī)模企業(yè)，特別是小微企業(yè)。但目前還沒有看到基因編輯在抗蟲、抗除草劑方面的應(yīng)用，接下來，可以考慮“轉(zhuǎn)基因+基因編輯+AI”等技術(shù)相結(jié)合，為種業(yè)市場帶來更多“驚喜”。

      番茄是世界第一大蔬菜作物，2022年世界番茄總產(chǎn)值超過1300億美元。我國是世界第一大番茄生產(chǎn)國，常年總面積約1600萬畝，產(chǎn)值約1600億元，總產(chǎn)量超過世界總產(chǎn)量的1/3。

      “提高產(chǎn)量、提高果實硬度，延長貨架期，一直是番茄育種的重要目標。”山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、生命科學(xué)學(xué)院院長李傳友介紹，通過基因編輯能同時提高果實糖和Vc含量、打破果實大小與糖含量的矛盾關(guān)系、創(chuàng)制高γ-氨基丁酸（GABA）番茄等。但由于“適應(yīng)性補償” 現(xiàn)象的廣泛存在，植物生長和抗性之間存在此消彼長的權(quán)衡效應(yīng)，導(dǎo)致高產(chǎn)和高抗性狀難以兼得。植物的再生能力千差萬別且因基因型不同而異，這制約著轉(zhuǎn)基因和基因組編輯等突破性技術(shù)的巨大應(yīng)用潛力，破解這些瓶頸問題依賴于植物免疫和再生領(lǐng)域的突破。

      “基因編輯技術(shù)、產(chǎn)品，已開始滲入人類日常生活。”山東舜豐生物科技有限公司研發(fā)總監(jiān)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部基因編輯技術(shù)與育種應(yīng)用重點實驗室主任趙開軍表示，世界首款基因編輯大豆高油酸產(chǎn)品、基因編輯高GABA西紅柿、基因編輯芥菜產(chǎn)品已經(jīng)上市。舜豐生物勇?lián)龠M中國基因編輯技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重任，致力于形成首批基因編輯拳頭產(chǎn)品，跨越價值鏈，構(gòu)建生物育種產(chǎn)業(yè)化閉環(huán)。

      據(jù)不完全統(tǒng)計，我國開發(fā)出完全自主基因編輯底層工具的單位有：中國農(nóng)大賴錦盛團隊、上海交大季泉江團隊（Cas12f）、華智生物（HT001）、輝大（Cas12i、Cas13）、舜豐生物（Cas12o1）、齊禾生科（CyDENT）等幾家單位。

      從傳統(tǒng)走向智慧是生物育種的必然趨勢。華智生物技術(shù)與數(shù)據(jù)科學(xué)創(chuàng)新研究院基因工程中心研究員鄭立佳介紹，華智生物WISEED智慧育種平臺是一個專注于多物種、全過程、全場景的生物育種大數(shù)據(jù)智能平臺，華智生物育種管家4.0能基于基因型、表型、環(huán)境型數(shù)據(jù)，構(gòu)建育種模型，對優(yōu)良品種進行自動推薦，提高育種效率，目前已在20種物種應(yīng)用。

      現(xiàn)場，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教授祝欽瀧，深圳市“孔雀計劃A類”引進人才唐曉艷，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所食用菌研究室主任劉明，中農(nóng)海稻(深圳)生物科技有限公司項目總監(jiān)劉春花，博瑞迪公司作物事業(yè)部華南業(yè)務(wù)總監(jiān)吳軍等嘉賓，以“基因編輯，撬動農(nóng)業(yè)變革的新杠桿”為主題，進行圓桌論壇分享。

      文字丨鐘海芳

      攝影丨譚家富

      編輯丨農(nóng)財君

      聯(lián)系農(nóng)財君丨18565265490

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