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? 本報(bào)記者 于大勇

在近日舉行的2025種子大會(huì)暨南繁硅谷論壇上，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、國(guó)家玉米改良中心主任賴錦盛表示，當(dāng)前生物育種產(chǎn)業(yè)發(fā)展將由量變轉(zhuǎn)入質(zhì)變，種業(yè)集中度在大規(guī)模并購(gòu)重組下將進(jìn)一步提升、生物技術(shù)和常規(guī)育種將同步并融合發(fā)展、新一代轉(zhuǎn)基因和基因編輯產(chǎn)品將陸續(xù)出現(xiàn)、合成生物技術(shù)等重大新產(chǎn)品也將出現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

建立中國(guó)自主的

基因編輯技術(shù)體系

1996年，中國(guó)的玉米單產(chǎn)與美國(guó)相差141公斤/畝，2022年，這一數(shù)據(jù)擴(kuò)大至306公斤/畝。

“生物育種技術(shù)應(yīng)用推廣的差距，是導(dǎo)致這一問題出現(xiàn)的關(guān)鍵原因之一?！辟囧\盛說。

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

“演進(jìn)軌跡清晰可見。”賴錦盛介紹說，2021年，加快實(shí)施農(nóng)業(yè)生物育種重大科技項(xiàng)目，尊重科學(xué)、嚴(yán)格監(jiān)管，有序推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；2022年，啟動(dòng)農(nóng)業(yè)生物育種重大項(xiàng)目；2023年，全面實(shí)施生物育種重大項(xiàng)目，加快玉米大豆生物育種產(chǎn)業(yè)化步伐，有序擴(kuò)大試點(diǎn)范圍，規(guī)范種植管理；2024年，推動(dòng)生物育種產(chǎn)業(yè)化擴(kuò)面提速；2025年，繼續(xù)推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化。

“基因編輯技術(shù)改變很小，作用很大。”賴錦盛表示，從定義看，基因編輯能夠?qū)蚪M編碼區(qū)或調(diào)控（DNA）序列進(jìn)行近似“隨心所欲”的靶向精準(zhǔn)敲除、插入或替換等“類似文字編輯”的細(xì)微修改，實(shí)現(xiàn)農(nóng)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(shù)主要包括3個(gè)主要環(huán)節(jié)：底盤靶向工具，即可導(dǎo)航的剪刀；衍生技術(shù)，即底盤剪刀衍生出的不同“編輯”花式；產(chǎn)品創(chuàng)制，包括培育重大品種。

據(jù)了解，此前我國(guó)缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心底盤工具，基因編輯底盤工具一度成為我國(guó)農(nóng)業(yè)被“卡脖子”的難題。

賴錦盛團(tuán)隊(duì)研發(fā)的Cas12i、Cas12j是全新的基因編輯底盤工具，獨(dú)立于當(dāng)前公開的Cas9、Cas12a等底盤核心工具，在主要農(nóng)業(yè)動(dòng)植物中具有基因編輯活性，優(yōu)化編輯效率達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

作為具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基因編輯底盤工具，Cas12i、Cas12j已先后獲得中國(guó)及中國(guó)香港地區(qū)、新加坡、日本、澳大利亞等國(guó)家與地區(qū)發(fā)明專利授權(quán)，并已向美國(guó)等14個(gè)國(guó)家或地區(qū)提交專利申請(qǐng)。

賴錦盛介紹說，這兩項(xiàng)基因編輯技術(shù)在育種中前景廣闊，已技術(shù)許可轉(zhuǎn)讓給中國(guó)山東舜豐生物、美國(guó)農(nóng)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(chǎn)品高油酸大豆，獲得我國(guó)基因編輯領(lǐng)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(shù)、遞送系統(tǒng)和應(yīng)用，已初步建立中國(guó)自主、農(nóng)業(yè)特色的基因編輯技術(shù)體系。

“無中生有”“由點(diǎn)到面”

培育重大突破性品種

據(jù)介紹，當(dāng)前生物育種技術(shù)多種多樣。其中，利用全基因組選擇、單倍體育種技術(shù)，無需知道控制性狀的基因便可產(chǎn)出育種新品系。而轉(zhuǎn)基因和基因組編輯技術(shù)則需知道控制性狀的基因，方能產(chǎn)出轉(zhuǎn)化體新種質(zhì)。

展望農(nóng)業(yè)基因編輯技術(shù)發(fā)展，賴錦盛認(rèn)為將呈現(xiàn)五大趨勢(shì)。一是底盤技術(shù)多樣化；二是衍生技術(shù)更加豐富精準(zhǔn)，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(chǎn)品不斷迭代。

在賴錦盛看來，轉(zhuǎn)基因、基因組編輯、合成生物育種、人工智能設(shè)計(jì)育種、新型智能核不育制種技術(shù)等都是種業(yè)領(lǐng)域的新質(zhì)生產(chǎn)力。

其中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是利用單一或少數(shù)類型基因改良特定農(nóng)藝性狀（抗蟲、耐除草劑），基因編輯技術(shù)則是通過對(duì)農(nóng)作物內(nèi)源基因進(jìn)行精準(zhǔn)修改，快速創(chuàng)制優(yōu)良新種質(zhì)，兩者均屬于操縱單個(gè)或少數(shù)基因，改良單個(gè)或少數(shù)性狀。

相較之下，農(nóng)業(yè)合成生物育種是多種生物育種技術(shù)的集合，具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是“無中生有”，設(shè)計(jì)自然界不存在的新蛋白、新途徑，二是“由點(diǎn)到面”，對(duì)農(nóng)作物進(jìn)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(diào)控序列、基因、蛋白質(zhì)；合成途徑如調(diào)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(jìn)農(nóng)業(yè)合成生物育種技術(shù)與轉(zhuǎn)基因、基因編輯技術(shù)融合，用不同功能的多個(gè)基因組成全新的代謝或功能途徑，賦予農(nóng)作物全新性狀，是一種工程化方式，從系統(tǒng)層面對(duì)作物進(jìn)行從頭設(shè)計(jì)與改造，培育突破性新作物新品種。