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    大鵬新區科學家在國際頂尖學術期刊發表論文促進基因組編輯技術在作物育種上的應用

    來源:深圳人才工作網發布時間:2016-01-27

    ????1月27日,國際頂尖學術期刊《自然—遺傳》發表了中國農業科學院深圳農業基因組研究所作為第一單位的評論文章,中美德三國科學家在文章中聯名為促進基因組編輯技術在作物育種上的應用提議了一個管理框架。基因組編輯是對基因組進行定向改變的新技術,其中最有效技術是諾獎大熱門CRISPR/Cas9。目前基因組編輯技術在醫學研究上非常熱門,已經在治療白血病上獲得了成功。基因組編輯技術在作物育種上也呈現出更加廣闊的應用前景。

    ????文章第一作者是中國農科院深圳農業基因組所副所長黃三文,他在接受《中國科學報》記者采訪時解釋道:“如果全面地分析和記錄了基因組編輯導致的所有DNA序列變化,確保沒有脫靶效應和外源DNA殘留的基礎上,基因組編輯作物應該和常規育種作物一樣同等對待。”新一代基因組測序技術可以快速準確地分析基因組編輯導致的DNA序列變化。

    ????文章另一位作者,中國農業科學院院長、中國科學院院士李家洋院士告訴《中國科學報》記者,作物育種的目的是改良作物遺傳特性,以培育高產優質的品種。常規育種已經為農業生產做出了巨大貢獻,但是也有周期較長、效率較低的缺點。而近年來快速發展的基因組編輯技術,特別是被喻為“遺傳手術刀”的CRISPR/Cas9技術,能對目標基因進行精準的編輯,通常可以只有少數堿基的取代或者刪除,這與基因組上時常發生的自然或誘導突變本質是完全一樣的。

    ????“常規的基因工程可以比作是開胸手術,”作者之一的德國馬普學會發育生物學所所長、德國和美國科學院院士Detlef Weigel博士這樣形容,“而基因組編輯則相當于微創外科手術,因為我們可以精確地決定發生在基因組上的變異和變異位置。” 通過基因組編輯,針對作物某個性狀的目標基因,育種家可以參照其他優良種質或者近緣物種的同源基因來進行編輯,而這正是常規育種希望達到的目的。但是在效率和可控制性等方面,基因組編輯技術明顯優于常規育種手段。

    ????“新技術必須在合理的框架范圍里管理和應用,才能發揮最大作用促進人類社會的發展”,另一作者、美國科學院院士、沃爾夫農業獎得主Roger Beachy博士說。基于這些原因,為了規范和推動基因組編輯技術在作物育種中的快速應用和健康發展,中美德科學家聯名對基因組編輯作物的管理提出以下建議:1) 研究環節盡可能降低材料的傳播風險;2) 登記基因組編輯對基因組序列造成的所有變異,確保無脫靶發生;3) 如果在CRISPR/Cas9基因組編輯技術的初始步驟用到外源DNA轉化的方法,必須確保基因組編輯作物中的外源DNA被完全去除;4) 如果基因組編輯作物中的目標基因是參照不同物種的同源基因進行編輯,必須注明兩個物種的親緣關系,若親緣關系很遠,需要具體情況具體分析。5) 以上四點應該寫入新品種審定和登記制度當中,在滿足這些條例的基礎上,基因組編輯作物在進入市場之前應當只需要接受和常規育種作物同樣的管理。

    ????美國農業部已經宣稱基因組編輯作物不屬于轉基因生物范疇。雖然歐盟還未表態,但最近德國和瑞典的相關主管部門已經宣稱,一些基因組編輯的作物和常規育種作物本質上是完全等同的。李家洋院長說:“育種其中一個重要目的是讓農業可持續性地發展。基因組編輯技術還可以幫助育成抗病品種,減少對化學農業的依賴。我們不能錯失這樣一個大好機會。”《自然—遺傳》發表的這四名科學家聯名倡議,對于推動基因組編輯作物的迅速應用和健康發展,對保障中國乃至全球的農業糧食安全,都將起到重要的作用。

    ????據悉,中國農業科學院深圳農業基因組研究所于2014年在深圳市大鵬新區成立,兩年來該所已經在《科學》、《自然—遺傳》等世界頂級學術期刊上發表了多篇學術論文,并引進了包括3名國家杰青獲得者、3名國家973計劃首席、1名廣東省珠江學者、9名深圳市國家級領軍人才在內的近百名科技專家,基因組所正面向深圳市乃至全國的農業產業需求,大踏步邁向世界農業科技的高端。

    編輯:仰雙全

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