基因編輯是世界生物育種領域最前沿的技術之一。

      作為引領農業科技革命的關鍵力量，基因編輯正以前所未有的速度重塑全球種業格局，為解決全球糧食安全和可持續發展問題提供新思路和工具。

      日前，第二十三屆廣東種業博覽會「破局•共生」生物育種研討交流舉辦，農業科技主管部門專家和眾多深耕在生物技術領域的學者、企業高管，共同探討生物技術的創新趨勢及行業發展機遇。

      01 生物育種技術仍面臨三大挑戰

      從田間巷陌到重點政策，作為農業發展的芯片，種源已經成為創新底座。生物育種則是現代農業發展的驅動力，也是保障國家糧食安全的戰略性、基礎性核心產業。

      廣東省農業技術推廣中心二級研究員、廣東省種子協會會長林青山介紹，廣東地處粵港澳大灣區，是國家種業振興的主陣地。在生物育種方面，劉耀光院士團隊摸清基因調控網絡，研發出高效的植物多重基因編輯載體系統，被超900家實驗室廣泛使用。今年種博會，也專門設置了生物育種展示專區，展示生物育種玉米、茄子等創新品種。

      “生物育種技術在發展過程中仍面臨著諸多挑戰，如底盤技術、法律法規、宣傳科普等。”林青山指出，廣東將依托種博會平臺，積極推動生物育種產業化，一是搭建產學研合作交流平臺，積極促進各方在研發、成果轉化與應用推廣等方面的合作。二是建立生物育種品種示范基地，集中展示前沿技術在各類農作物上的應用成果。三是組織多形式、多層次的科普活動，消除公眾對轉基因、基因編輯技術的誤解與疑慮。

      華南農業大學農學院副院長謝慶軍表示，在基因編輯等新技術的推動下，我們正在迎來一個精準育種的新時代。為了更好地利用這項技術，需要在三方面持續發力。首先，要繼續深化基礎研究，探索更多可能的應用場景和技術路徑；其次，加快構建完善的法律法規體系，確保基因編輯作物的安全性和合法性；最后，建立良好的產業生態鏈，促進上下游企業的協同合作，形成合力。

      02 全球基因編輯動植物新品種大量涌現

      目前，已有500多種基因編輯動植物產品，涉及水稻、番茄、玉米、大豆、小麥、牛、羊等63個物種，處于不同研發和產業化階段，性狀改良主要集中在產量、品質、抗逆等。

      “《農業用基因編輯植物安全評價指南》會依據個案分析原則，實施分類管理。”農業農村部科技發展中心轉基因安全評價處研究員宋貴文介紹，從風險識別的方法來看，轉基因植物和基因編輯植物是一致的，基因編輯植物采用了轉基因植物安全評價指南的風險識別方法。但轉基因植物重點在表達載體和外源基因上，而基因編輯植物重點在靶基因的功能改變以及外源序列殘留和脫靶情況上。

      我國已下發5個基因編輯植物的安全證書，包括山東舜豐、齊禾生科和中國科學院的大豆、玉米、小麥，針對品質性狀、生理性狀和抗病性進行改良。

      宋貴文介紹，安全證書的下發需要提供完備的資料。一方面，需要匯總以往各試驗階段的資料，提供安全評價綜合報告。同時，還需要提供分子特征資料、遺傳穩定性資料、評價目標性狀和功能效率、特異性檢測數據和環境安全評價和食用安全評價數據資料等。

      “對基因編輯的抗病小麥的批準被視為一個里程碑，因為這種原料—用于制作意大利面、面條和面包—在中國主要用于食品消費。”北京齊禾生科生物科技有限公司法規注冊總監雷彬彬認為，未來，應采用多元化的審批制度。采用個案分析的原則，尤其基因編輯與傳統育種都能產生的同樣遺傳變異，建議采用同樣的監管政策。同時，明確同類編輯通過不同基因編輯方法的監管流程，簡化同類編輯在不同品種中的監管流程，加速基因編輯產業化應用。

      全球基因編輯產品監管狀態如下：

      美國：由美國農業部（USDA）、美國環境保護署（US EPA）和美國食品藥品監督管理局（US FDA）三方共同參與。監管原則是以科學為本，與風險相稱，以產品為依據，與所用技術手段無關。可以通過常規育種實現的修飾、之前已經審查過的PTMOA植物可被豁免。

      歐盟：歐盟轉基因生物安全一直倡導以過程為基礎進行管理。各成員國政府機構對生物技術產品的種植、食品/飼料申請進行初步的風險評估，歐洲食品安全局（EFSA）開展風險評估，獨立地對直接或間接與食品安全有關的事務提出科學建議，歐盟委員會（EU Commission）具有對生物技術產品監管的決策權，最終給出監管決定。

      澳大利亞：《基因技術法規2001》《基因技術政府間協議2001》是核心法規，基因技術管理辦公室（OGTR）負責研發過程的監管和日常運作，頒發許可。

      新西蘭：2024年，新西蘭政府發布通知，擬效仿澳大利亞的基因技術法案，對基因編輯產品進行分類監管，并制定豁免清單。預計2024年底公布法案并向公眾征求意見。

      阿根廷：農業、畜牧業和漁業部使用《卡塔赫納議定書》對轉基因生物進行定義：即擁有通過應用現代生物技術獲得的遺傳物質的新組合的任何生物體。其中“遺傳物質的新組合”是決定NBTs產品是否被判定為GMO產品的關鍵。

      印度：印度環境、森林和氣候變化部（MoEFCC）于1989年頒布了《Environment (Protection) Act》，為生物技術產品的監管提供了一個法律框架。

      03 生物技術育種市場有望達443億美元

      據IDTechEx Research，2031年植物生物技術育種市場整體有望達443億美元。下游應用的無限創新需求和種子經濟價值的增加將使市場持續強勢擴張。

      中國種子協會副秘書長、創世紀種業有限公司副董事長楊雅生指出，基因編輯成本低、效率高，適宜各種規模企業，特別是小微企業。但目前還沒有看到基因編輯在抗蟲、抗除草劑方面的應用，接下來，可以考慮“轉基因+基因編輯+AI”等技術相結合，為種業市場帶來更多“驚喜”。

      番茄是世界第一大蔬菜作物，2022年世界番茄總產值超過1300億美元。我國是世界第一大番茄生產國，常年總面積約1600萬畝，產值約1600億元，總產量超過世界總產量的1/3。

      “提高產量、提高果實硬度，延長貨架期，一直是番茄育種的重要目標。”山東農業大學教授、生命科學學院院長李傳友介紹，通過基因編輯能同時提高果實糖和Vc含量、打破果實大小與糖含量的矛盾關系、創制高γ-氨基丁酸（GABA）番茄等。但由于“適應性補償” 現象的廣泛存在，植物生長和抗性之間存在此消彼長的權衡效應，導致高產和高抗性狀難以兼得。植物的再生能力千差萬別且因基因型不同而異，這制約著轉基因和基因組編輯等突破性技術的巨大應用潛力，破解這些瓶頸問題依賴于植物免疫和再生領域的突破。

      “基因編輯技術、產品，已開始滲入人類日常生活。”山東舜豐生物科技有限公司研發總監、農業農村部基因編輯技術與育種應用重點實驗室主任趙開軍表示，世界首款基因編輯大豆高油酸產品、基因編輯高GABA西紅柿、基因編輯芥菜產品已經上市。舜豐生物勇擔促進中國基因編輯技術產業化重任，致力于形成首批基因編輯拳頭產品，跨越價值鏈，構建生物育種產業化閉環。

      據不完全統計，我國開發出完全自主基因編輯底層工具的單位有：中國農大賴錦盛團隊、上海交大季泉江團隊（Cas12f）、華智生物（HT001）、輝大（Cas12i、Cas13）、舜豐生物（Cas12o1）、齊禾生科（CyDENT）等幾家單位。

      從傳統走向智慧是生物育種的必然趨勢。華智生物技術與數據科學創新研究院基因工程中心研究員鄭立佳介紹，華智生物WISEED智慧育種平臺是一個專注于多物種、全過程、全場景的生物育種大數據智能平臺，華智生物育種管家4.0能基于基因型、表型、環境型數據，構建育種模型，對優良品種進行自動推薦，提高育種效率，目前已在20種物種應用。

      現場，華南農業大學農學院教授祝欽瀧，深圳市“孔雀計劃A類”引進人才唐曉艷，廣東省農業科學院蔬菜研究所食用菌研究室主任劉明，中農海稻(深圳)生物科技有限公司項目總監劉春花，博瑞迪公司作物事業部華南業務總監吳軍等嘉賓，以“基因編輯，撬動農業變革的新杠桿”為主題，進行圓桌論壇分享。

      文字丨鐘海芳

      攝影丨譚家富

      編輯丨農財君

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