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【十問基因編輯】科學(xué)家如何讓玉米天賦異秉?

2020-09-19 07:39:38 來源:光明網(wǎng)

編者按:

民以食為天,農(nóng)業(yè)及食品領(lǐng)域的話題一直是公眾矚目的焦點(diǎn)。隨著日新月異的科技發(fā)展,農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也在科學(xué)家的幫助下積極探索新方向,而基因編輯技術(shù)便處在發(fā)展前沿。那么,我們?yōu)槭裁匆嘤蚓庉嬘衩啄??基因編輯玉米有什么?yōu)點(diǎn)?光明網(wǎng)邀請(qǐng)了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所謝傳曉研究員為您解答。

光明網(wǎng):基因編輯和轉(zhuǎn)基因是一回事兒?jiǎn)幔?/p>

謝傳曉:基因編輯和轉(zhuǎn)基因不是一回事兒,基因編輯是對(duì)這個(gè)物種自身的基因進(jìn)行修飾,它在不會(huì)引入在基因組上插入外源的基因,所以它跟轉(zhuǎn)基因完全不同。

我們有一個(gè)形象的比喻,如果把一個(gè)生物比成一個(gè)大家庭,這個(gè)基因是這個(gè)家庭成員的話,如果其中的某一個(gè)家庭成員身體健康出現(xiàn)了問題,通過轉(zhuǎn)基因的方式來實(shí)現(xiàn),就是請(qǐng)一個(gè)家庭醫(yī)生或者是護(hù)工來專門的在生活在你家里頭,跟你們所有的家里人成員一起生活,來解決這個(gè)問題。通過基因編輯不一樣,基因編輯,我們通常是可以就是相當(dāng)于請(qǐng)了一個(gè)外科大夫做了一個(gè)小手術(shù),做完手術(shù)他走了,他不跟你家里人生活在一起,或者是請(qǐng)來的這個(gè)外科大夫,甚至連人都不是,是一個(gè)機(jī)器人,我們通過設(shè)計(jì)的機(jī)器人來解決這個(gè)做一個(gè)手術(shù)問題,把問題解決了。

光明網(wǎng):為什么要對(duì)玉米進(jìn)行基因編輯?

謝傳曉:玉米是世界上最重要的糧食和飼料作物,是世界上第一大作物,也是中國(guó)的第一大作物。我國(guó)的玉米的年播種面積達(dá)到了6億畝以上,已經(jīng)達(dá)到了我國(guó)總耕地面積18億畝的1/3。

隨著我國(guó)的人口的持續(xù)的增加,以及對(duì)這個(gè)需求的進(jìn)一步擴(kuò)大,對(duì)玉米的需求量將不能夠滿足未來的需求,所以更需要進(jìn)一步通過這基因編輯這種新技術(shù),創(chuàng)造出更多的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的品種,來應(yīng)對(duì)全國(guó)人民糧食和食品供給的安全的需要。

光明網(wǎng):基因編輯玉米和普通玉米有什么區(qū)別?

謝傳曉:在外形上,這個(gè)基因編輯玉米和普通玉米是沒有什么區(qū)別的,我們基因編輯其實(shí)也不是針對(duì)玉米的DNA進(jìn)行胡亂的編輯,亂消失,我們也是有目標(biāo)的選擇,

都是自然界也存在這種突變,只不過是用傳統(tǒng)的常規(guī)育種的方法,它的這個(gè)育種的進(jìn)程非常慢,通過基因編輯可以更高效的產(chǎn)生這種同類型的突變。

光明網(wǎng):基因編輯玉米會(huì)影響口味嗎?

謝傳曉:基因編輯如果不是針對(duì)食用口味相關(guān)的目標(biāo)基因進(jìn)行編輯的話,是不會(huì)影響食用口味的。反而我們可以創(chuàng)造出更優(yōu)質(zhì)的風(fēng)味,更好的品種。

另外一個(gè)方面,通過基因編輯還可以創(chuàng)造出有利于身體健康的產(chǎn)品。以玉米為例,我們通過增加維生素e代謝途徑的基因編輯,可以產(chǎn)生高維生素e的鮮食玉米。我們?cè)谒竞托←溕线€可以培育出,適合糖尿病人和腎病人吃的更健康的產(chǎn)品。

光明網(wǎng):基因編輯玉米會(huì)對(duì)破壞生態(tài)環(huán)境嗎?

謝傳曉:如果針對(duì)生態(tài)環(huán)境友好的基因進(jìn)行基因編輯的話,有可能控制的生產(chǎn)出對(duì)生態(tài)環(huán)境友好的基因編輯的玉米。例如我們對(duì)氮肥利用高效的基因進(jìn)行編輯,產(chǎn)生的品種有更高的氮肥利用效率,這樣通過我們少施化肥、氮肥,就可以實(shí)現(xiàn)平產(chǎn)或者高產(chǎn)。另外我們對(duì)一些抗病毒性的改良,這樣的話它增強(qiáng)了抗病性,它就可以不需要通過使用農(nóng)藥來實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)。所以基因編輯可以創(chuàng)制出生態(tài)環(huán)境友好的品種。

光明網(wǎng):我們能通過肉眼來識(shí)別基因編輯玉米嗎?

謝傳曉:普通玉米和基因編輯玉米(外形上看)是沒有區(qū)別的,通過肉眼不能夠區(qū)分基因編輯的玉米。

光明網(wǎng):基因編輯的玉米價(jià)格會(huì)更貴嗎?

謝傳曉:不會(huì)。傳統(tǒng)的方法(創(chuàng)制一個(gè)品種)是很長(zhǎng)的,通過基因編輯相對(duì)容易的多,快速的多,效率高的多,所以它反而有可能產(chǎn)生價(jià)格低廉的品種。

光明網(wǎng):市面上流行的這個(gè)彩色玉米是基因編輯玉米嗎?

謝傳曉:不是基因編輯的玉米,也不是轉(zhuǎn)基因玉米。這個(gè)彩色玉米是由于籽粒,胚乳外面的糊粉層上有一些花青苷類基因的表達(dá)形成的顏色,這類花青素類基因的產(chǎn)物,反而對(duì)身體健康是很有利的。

光明網(wǎng):基因編輯玉米不能留種?

謝傳曉:農(nóng)作物留種問題和基因編輯沒有關(guān)系。常規(guī)種作物,是可以留種的,雜交種作物不能留種,所以基因編輯應(yīng)用于常規(guī)種,它就可以留種,應(yīng)用于雜交種它就不能留種。

但是基因編輯反而能解決雜交種不能留種的問題。我們的袁隆平老先生把這個(gè)固定雜種優(yōu)勢(shì)的雜交種稱之為第5代雜交種技術(shù)。這個(gè)固定雜交種優(yōu)勢(shì),可以實(shí)現(xiàn)雜交種的留種,一直是我們農(nóng)業(yè)界的這個(gè)技術(shù)夢(mèng)想。在去年,有兩個(gè)研究已經(jīng)證明通過基因編輯的方法,有可能創(chuàng)制雜交種又是固定的雜交種,實(shí)現(xiàn)雜交種可以留種。

光明網(wǎng):我國(guó)基因編輯玉米的種植情況如何?是否已經(jīng)成熟推廣?

謝傳曉:我國(guó)的玉米基因編輯的研發(fā)進(jìn)展很好,技術(shù)很成熟。但是對(duì)于這種新技術(shù)產(chǎn)品,國(guó)家一直沒有正規(guī)的管理政策出臺(tái),反而限制了應(yīng)用。所以現(xiàn)在技術(shù)產(chǎn)品雖然積累了很多,技術(shù)已經(jīng)成熟,但沒有商業(yè)化,沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣。

科學(xué)審核:謝傳曉

監(jiān)制:程繼紅 戰(zhàn)釗

統(tǒng)籌:徐琴 宋雅娟 趙清建

編導(dǎo):宋雅娟

采訪:張蕃

攝像:張佳興

[ 責(zé)編:武玥彤]

標(biāo)簽: 玉米