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? 本報記者 于大勇

在近日舉行的2025種子大會暨南繁硅谷論壇上，中國農業(yè)大學教授、國家玉米改良中心主任賴錦盛表示，當前生物育種產業(yè)發(fā)展將由量變轉入質變，種業(yè)集中度在大規(guī)模并購重組下將進一步提升、生物技術和常規(guī)育種將同步并融合發(fā)展、新一代轉基因和基因編輯產品將陸續(xù)出現(xiàn)、合成生物技術等重大新產品也將出現(xiàn)并實現(xiàn)產業(yè)化。

建立中國自主的

基因編輯技術體系

1996年，中國的玉米單產與美國相差141公斤/畝，2022年，這一數(shù)據擴大至306公斤/畝。

“生物育種技術應用推廣的差距，是導致這一問題出現(xiàn)的關鍵原因之一?！辟囧\盛說。

為加快生物育種發(fā)展，2008年，我國啟動實施轉基因重大專項，2009年植酸酶玉米、抗蟲水稻獲得安全證書。自2019年開始，我國生物育種發(fā)展再次提速，2021-2025年，中央一號文件連續(xù)5年提及生物育種。

“演進軌跡清晰可見?！辟囧\盛介紹說，2021年，加快實施農業(yè)生物育種重大科技項目，尊重科學、嚴格監(jiān)管，有序推進生物育種產業(yè)化應用；2022年，啟動農業(yè)生物育種重大項目；2023年，全面實施生物育種重大項目，加快玉米大豆生物育種產業(yè)化步伐，有序擴大試點范圍，規(guī)范種植管理；2024年，推動生物育種產業(yè)化擴面提速；2025年，繼續(xù)推進生物育種產業(yè)化。

“基因編輯技術改變很小，作用很大?！辟囧\盛表示，從定義看，基因編輯能夠對基因組編碼區(qū)或調控（DNA）序列進行近似“隨心所欲”的靶向精準敲除、插入或替換等“類似文字編輯”的細微修改，實現(xiàn)農業(yè)生物品種快速大幅度改良。

從環(huán)節(jié)看，基因編輯技術主要包括3個主要環(huán)節(jié)：底盤靶向工具，即可導航的剪刀；衍生技術，即底盤剪刀衍生出的不同“編輯”花式；產品創(chuàng)制，包括培育重大品種。

據了解，此前我國缺乏自主知識產權的核心底盤工具，基因編輯底盤工具一度成為我國農業(yè)被“卡脖子”的難題。

賴錦盛團隊研發(fā)的Cas12i、Cas12j是全新的基因編輯底盤工具，獨立于當前公開的Cas9、Cas12a等底盤核心工具，在主要農業(yè)動植物中具有基因編輯活性，優(yōu)化編輯效率達到了國際先進水平。

作為具有自主知識產權的基因編輯底盤工具，Cas12i、Cas12j已先后獲得中國及中國香港地區(qū)、新加坡、日本、澳大利亞等國家與地區(qū)發(fā)明專利授權，并已向美國等14個國家或地區(qū)提交專利申請。

賴錦盛介紹說，這兩項基因編輯技術在育種中前景廣闊，已技術許可轉讓給中國山東舜豐生物、美國農業(yè)基因編輯頭部企業(yè)INARI公司。以此開發(fā)出的基因編輯產品高油酸大豆，獲得我國基因編輯領域的第一張安全證書。

從核心底盤到自主底盤核酸酶、衍生技術、遞送系統(tǒng)和應用，已初步建立中國自主、農業(yè)特色的基因編輯技術體系。

“無中生有”“由點到面”

培育重大突破性品種

據介紹，當前生物育種技術多種多樣。其中，利用全基因組選擇、單倍體育種技術，無需知道控制性狀的基因便可產出育種新品系。而轉基因和基因組編輯技術則需知道控制性狀的基因，方能產出轉化體新種質。

展望農業(yè)基因編輯技術發(fā)展，賴錦盛認為將呈現(xiàn)五大趨勢。一是底盤技術多樣化；二是衍生技術更加豐富精準，單堿基編輯幾乎任意替換；三是遞送系統(tǒng)不斷完善，基因型（受體）限制不斷減弱；四是高效的大片段插入或大片段替換系統(tǒng)（5-10kb）；五是重大產品不斷迭代。

在賴錦盛看來，轉基因、基因組編輯、合成生物育種、人工智能設計育種、新型智能核不育制種技術等都是種業(yè)領域的新質生產力。

其中，轉基因技術是利用單一或少數(shù)類型基因改良特定農藝性狀（抗蟲、耐除草劑），基因編輯技術則是通過對農作物內源基因進行精準修改，快速創(chuàng)制優(yōu)良新種質，兩者均屬于操縱單個或少數(shù)基因，改良單個或少數(shù)性狀。

相較之下，農業(yè)合成生物育種是多種生物育種技術的集合，具有兩個顯著特點：一是“無中生有”，設計自然界不存在的新蛋白、新途徑，二是“由點到面”，對農作物進行系統(tǒng)層面的工程化改造。

合成生物育種的合成元件如調控序列、基因、蛋白質；合成途徑如調控途徑、代謝途徑；合成模塊如代謝模塊、修飾模塊。

賴錦盛表示，推進農業(yè)合成生物育種技術與轉基因、基因編輯技術融合，用不同功能的多個基因組成全新的代謝或功能途徑，賦予農作物全新性狀，是一種工程化方式，從系統(tǒng)層面對作物進行從頭設計與改造，培育突破性新作物新品種。