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前沿:让小农户从靶向CRISPR-Cas9基因编辑作物育种中获益 qrcode

2017-11-03

 世界农化网中文网报道: 爱荷华州得梅因的博洛格对话讨论会中,一位科研专家表示,基因编辑技术能革新科研人员对高产、抗旱、抗病虫害和优质种子的育种方式,大大缩短当今繁育新品种所需要的时间。

张锋作为隶属于麻省理工和哈佛大学的博德研究所的核心成员,是CRISPR-Cas9基因编辑技术的发起人,他表示,利用CRISPR-Cas9基因编辑技术筛选或抑制基因组中的目标性状几乎和电脑上编辑word文档一样简单。
 
张锋还提到,要编辑基因,称作Cas9的蛋白质参与产生RNA的搜索字符串,该物质可搜索和编辑配对DNA以改变基因组,从而使植株表现出想要的效果。“在人体健康和农业领域,有很多令人振奋的机会可以应用这项技术。”他说。
 
国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)“发现种子”项目和“遗传资源”项目的领导者凯文•皮克斯利(Kevin Pixley)认为,尽管基因编辑程序本身非常快,但可能要过上几年的时间才能让小农户受益。
 
CIMMYT的科学家旨在利用突破性的技术,帮助发展中国家小农户应对气候变化和病虫害引起的粮食营养短缺和经济威胁对牲畜的影响。此外,他们还看到减少杀虫剂使用和生物防治用于作物以改善营养的可能性。
 
“我们想要可持续发展的农业,既能提供足够的食物和营养,又能保持生物多样性,”皮克斯利说道,“CRISPR-Cas9基因编辑是负担得起的技术,它能帮助我们消除世界上资源富裕和资源贫瘠农民间的技术差距。”皮克斯利还认为,CRISPR-Cas9基因编辑技术改良的品种也能减少投资肥料、粮食储藏或其它技术的风险,因此对小农户来说是双重受益。他说道,为农民减少贫困和改善生计是CIMMYT和我们科研伙伴的一个共同愿景,我们也相信CRISPR-Cas9基因编辑技术能为实现这一目标做出巨大贡献。
 
发言人在爱荷华州得梅因的2017博洛格对话座谈小组,讨论话题“CRISPR-Cas基因编辑技术如何帮助全世界的小农户?”从左到右依次:凯文·皮克斯利(Kevin Pixley),国际玉米小麦改良中心“发现种子”项目和“遗传资源”项目的领导者;张锋,博德研究所(Broad Institute)核心成员;尼尔·顾特逊(Neal Gutterson),国际玉米小麦改良中心董事会成员,杜邦先锋农业部研发副总;奈哲尔·泰勒(Nigel Taylor),唐纳德·丹佛斯植物科学中心国际作物改良研究所临时董事。图片来源:世界粮食奖
 
产生效益
 
尼尔•顾特逊(Neal Gutterson),CIMMYT 董事会成员,陶氏杜邦公司农业部杜邦先锋的研发副总,说道:“我们认为可以通过该技术给农业带来大量潜能。”他在描述同CIMMYT和唐纳德•丹佛斯植物科学中心合作的研究项目时说:“对我们而言,这是育种体系演变的一部分,是CRISPR-Cas9基因编辑技术促成的靶向育种。”
 
目前,CIMMYT和杜邦先锋正在研究CRISPR-Cas9基因编辑技术在对抗东非玉米坏死病上的效益。玉米坏死病是由两种病毒联合致病,只能通过开发植物体内的抗病基因来治疗。
 
“我们可以最终加快改良产品的开发,这些产品性状很好,高产且抵抗这种病毒病,” 顾特逊在解释该技术如何让小农受益时说道,“如果该疾病传到非洲以外,我们就以更快的速度提供解决方案。”
 
杜邦先锋和博德研究所已签署协议允许大学和非营利机构使用该技术,用以农业研究和产品研发。
 
顾特逊提到,联合许可使大众可以将CRISPR-Cas9基因编辑技术用在农业领域。他还表示,同CIMMYT和丹佛斯植物科学中心合作研究会帮助发展中国家应用这项技术,改善那里农民的生计。
 
奈哲尔·泰勒(Nigel Taylor),唐纳德·丹佛斯植物科学中心国际作物改良研究所临时董事,表示该技术还将受益于非经济作物,即“孤生作物”。“其令人振奋的地方在于,由于它们尚未经历像改良玉米或水稻所经历的过程,它们的潜力还很巨大。”泰勒说。
 
唐纳德·丹佛斯植物科学中心和杜邦先锋正开展一项合作研究,将CRISPR-Cas9基因编辑技术用于木薯的病毒性褐条病。该研究计划覆盖东非至尼日利亚区域,该区域是世界最大的木薯生产地。

“我们编辑了基因中的两个,意味着病毒无法在植物内正常复制,”泰勒说,“我们发现病毒感染量大幅下降。”泰勒还表示,他希望研发埃塞俄比亚画眉草的改良品种。这种草在埃塞俄比亚和厄立特里亚国大量种植,其种子在当地可用于制作主食发酵饼(injera)。
 
监管框架
 
为确保该技术被应用,非洲的消费者、农民和科研者必须都能涉及到,新作物如何管理的问题必须处理,且科研人员的认同。
 
“我们必须同利益相关者一起参与规章制定,”泰勒说:“非洲研究中心和世界其它机构现在必须参与该议题的讨论——沟通和新技术的教育是必需的。”
 
皮克斯利透漏,如果科研人员通过CRISPR-Cas9基因编辑技术加快主流品种,例如从玉米坏死病易感到抗病的转变,对非洲农民的生计就会做出持久的贡献。他还说:“但是我们尚不能认为这些技术产生的效益能惠及小农户。公众的想法不成熟,因为少有人了解CRISPR-Cas9基因编辑。另外,由于规章制度不完善,我们有机会协助其制定,以促使小农从这些技术中受益。”
 
他还补充道:“我们要从认识和尊重各国的自主权入手,再决定他们是否、什么时候或如何应用该技术。在我们向大众和监管程序推出这项技术时,我们有很大的责任向公众提供准确、完整且值得信任的信息。”
 
“我们知道它不是灵丹妙药,没有任何科技是。但不认真考虑其可能的贡献就否认一个技术也是缺少职业道德的。”皮克斯利说。
 
博洛格对话会议每年在得梅因举办,旨在与世界粮食奖的庆祝达成一致。今年代表们庆祝2017年获奖者阿德希纳(Akinwumi Adesina,非洲开发银行董事长),主题聚焦在“脱贫之路”。
 

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