监管落地，基因编辑农作物会走上你的餐桌吗？

2月28日，农业农村部发布《2022年农业转基因生物监管工作方案》，进一步规范转基因种子的市场管理。本文来自微信公众号：深究科学（ID：deepscience），作者：徐冉、刘佳仪，原文标题：《打开基因编辑农作物产业化的大门，这些食物不久会出现在我们饭桌上》，头图来自：视觉中国

2016年，“基因编辑技术应用于农业生产”被纳入国务院印发的“十三五”国家科技创新规划。此举表明中国开始将基因农业技术纳入战略重点，进而增强中国育种产业的国际竞争力。

2021年两会期间，在国新办召开发布会上，重申本着尊重科学、严格监管、依法依规、确保安全的原则有序推进基因现代农业技术产业化，体现了国家对于基因农业的重视程度。

图源自农业部

最近（1月24日），农业农村部科技教育司还发布了《农业用基因编辑植物安全评价指南（试行）》，主要针对没有引入外源基因的基因编辑作物，将依据可能产生的风险申请安全评价。可见到，基因编辑农作物的生产有章可循，它们也会迟早进入千家万户的饭桌。

近年来，中国发表的与CRISPR相关论文（农业这一块）是排名第二的美国两倍，中国农业研究公共资金接近100亿美元，支持了大概1100多家农业研究机构，几年间中国的基因编辑技术大放异彩。

传统品种与基因编辑后的品种

但在基因编辑农作物的产业化上，始终有一个迈不过去的坎儿——政策法规落地以及监管。

新指南的出炉，有望成为国内农业新引擎

在中国科学院的组织培养室里，高彩霞团队利用CRISPR这一天然的细菌免疫系统作为基因组编辑工具，培育出具备种种天然抗性的农作物：口感更香醇的软米、具备真菌抗性的小麦、抗除草剂的玉米和土豆，以及改进后的莴苣、香蕉、黑麦草和草莓等新品种。

过去传统的育种者只能通过杂交手段，在极小的概率下才可获得目标性状的作物，如今在“基因剪刀”的作用下，科学家可更直接、准确、高效地达到农作物的高产、抗菌、抗药、富含营养等多重特性。

图源takungpao.com.hk

南方科技大学的朱健康团队也准备向富有经济价值的作物进军，他们希望开发出新品种，能够在产量、抵御气候变化以及肥料的适应性上更上一层楼。

虽然高彩霞，朱健康等一批学者在基因编辑农作物这一领域做出了诸多重要工作，但科研成果始终迈不出实验室。

为何我国基因编辑农作物产业化发展不好？主要是“虽然国家投入了大量资金，科研人员也取得了多项成果，但基因编辑作物商业化目前的状况还是国家不敢管，企业不敢做。”曹晓风在此前的一次采访时表示。

很显然，此次指南的公布是时之所需，有利于基因编辑农作物走出实验室，从而极大地发挥它们的社会价值。

“基因魔剪”作物与转基因作物有何不同？

那么我们不由好奇，CRISPR基因编辑农作物是什么？同传统的转基因技术有何不同，以及有哪些优势？

接下来简单科普一下这个技术。传统的转基因技术是将基因粗暴地剪短拼接在一起来获得两种性状，但也因基因片段中冗杂了些许多余的基因，最终培育出的农作物效果并没有达到预期。

而CRISPR基因编辑技术，是通过核酸酶的介入对想要编辑的DNA位点“指哪打哪”，断开DNA双链后再进行改动，也因此会激活细胞固有的修复机制，可以对编辑损伤处的片段进行基因修改，从而确保DNA重新连接，形成新的基因链条。

我们可以简单地理解为它将DNA这根线剪断，再将两处断口连接。得益于基因编辑技术的快速发展，“瞬时表达”技术已经能够确保核酸酶的编码DNA构建体能够迅速降解，这样既确保了对目标基因精确的定点敲除，又避免了外源性DNA被整合入目标植物基因组。

如此一来，A农作物的基因还是A农作物的基因，只不过把B农作物上面优秀的基因剪下来贴在了A农作物基因的片段上，而不是整个取代了A农作物的大片基因。这下就不是“人面兽身”，仅仅是“换了几块骨头的人”。

尽管两者本质都是通过改变基因来消除作物不良性状的，基因编辑更像是一种“类天然突变”，单纯敲除基因片段中几个碱基，以达到优化品种的目的。因而，培育出的农作物更加的稳定且安全。

转基因农作物（上图）和基因编辑农作物（下图）的区别

回过头来，再看看转基因技术。转基因技术也能快速结合两种水稻的优良性状，大大节约杂交植物获得优良性状的时间，因此也被称为“人类历史上应用最为迅速的重大技术之一”。尽管转基因技术能大量节约科学家们的时间，可普通百姓却对转基因食物的安全性颇有微词，加之上世纪90年代有关“黄金大米”的舆论风波，吃进嘴里难免会感到膈应。

因此，科学家也在探索农业基因技术的改进空间，从而让它更加安全放心，真正被迎进寻常百姓家。CRISPR技术一出现，立即获得了科学家们的拥戴，改进作物品种的分子技术，就靠它了。

曹晓风院士此前介绍，“从技术原理来讲，基因编辑技术是对作物自身基因组进行精确改造，不会插入原本没有的外源基因片段，最后得到的产品与自然突变无异，这是它与转基因技术的最大区别。”

从粮食自给到粮食安全，基因编辑农作物大有用武之地

中国作为农业大国，以不到世界10％的耕地，养活了世界20％的人口。中国这片“贫瘠”的土地上，1987年基本解决了人民温饱问题，更是蕴含着推行“菜篮子工程”的庞大动力，而基因编辑技术就是为国家粮食安全加上的一重“安全锁”。

如今中国人口已经迈入了14亿大关，新冠疫情更是带来了新的挑战，全球贸易萎缩，数条粮食进口的渠道流通不畅，一次次的“抢米”风波反映了人民对特殊时期引发饥饿的恐惧、对粮食供应链的担忧。

正如曹晓风所言：“一场疫情让我们看到，有钱也买不到粮⻝的情况是完全可能出现的，中国人的饭碗必须牢牢端在自己手上。”

基因技术有望实现一波作物品种改良效率上的革命。

“如果错过当前契机，错过更多分子育种核心技术的知识产权，未来有可能出现育种产业受制于人的现象”，曹晓风表示。

根据介绍，目前在全球范围内，“基因编辑已经在水稻、玉米、大豆、小麦和番茄等农作物以及猪、牛、羊等农业动物中广泛应用，糯玉米、高油酸大豆、抗褐变马铃薯、高GABA番茄等基因编辑产品陆续在美国、日本等国家上市推广”。

此次《指南》的出台，打开了国内基因编辑作物产业化应用的大门。

参考文献

[1] Smriti Mallapaty. （2022，Febuary 14）.  China’s approval of gene-edited crops energizes researchers. Nature. https://www.nature.com/articles/d41586-022-00395-x

[2] Li， S. et al. Genome-edited powdery mildew resistance in wheat without growth penalties. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04395-9 (2022).

[3] Wang， Y. et al. Simultaneous editing of three homoeoalleles in hexaploid bread wheat confers heritable resistance to powdery mildew. Nature Biotechnol. 32， 947–951 (2014).

[4] 政策迎东风 创新走在前 我市领跑国内基因编辑产业发展 

https://mp.weixin.qq.com/s/demA_l2ubRuJ2EcI8oxPhQ

本文来自微信公众号：深究科学（ID：deepscience），作者：徐冉、刘佳仪