基因编辑技术育种与我们常听到的转基因技术育种是两种完全不同的技术。
转基因技术是将人工分离和修饰过的外部基因导入到目的生物体的基因组中,从而改造生物。转基因导入的基因片段在受体基因组中插入的位置是随机的,并不固定。在农业育种上,科学家往往将另一物种中的某些基因转到农作物中,以达到抗虫、抗病、抗除草剂等目的。例如,Bt基因是来自苏云金杆菌的一段DNA序列,将这段来自细菌的序列通过转基因技术转到棉花中时,相应的转基因棉花就会表达BT蛋白,从而达到杀死棉铃虫保护棉花的目的。
基因编辑技术不转入外源基因,只是对作物内部存在的基因进行修饰。它通常是将农作物本身的一些“不良基因”敲除,达到去劣存优的目的,这需要在基因组上精准地找到目标,并进行如外科手术般精准的遗传操作。要想成功实施基因定点编辑,首先就是要将“剪刀”和“尺子”传递到细胞核里,接触到基因组序列,对目标基因进行编辑。在完成目标基因的微创手术之后,所有的外源成分将被完全剔除掉。在最终获得的植株中,没有残留一点外源成分,具有与常规诱变品种无异的优点,因此在作物改良的生产应用上更为安全。
基因编辑技术已经在部分农产品中发挥功能,为我们创造了一些之前很难获得的新品种。
白粉病是小麦的重要病害之一。中国科学院遗传与发育生物学研究所和中国科学院微生物所的科学家合作,利用基因编辑技术,首次在小麦中实现了MLO基因的突变,从而获得了对白粉病具有广谱抗性的小麦材料,并且整个过程最快仅需要半年左右时间,在小麦农业安全生产上具有重大意义。
美国Calyxt公司通过基因编辑技术降低土豆中天门冬酰胺和单糖的含量,使得土豆既能够耐冷藏,同时能够减少高温烹饪时产生的致癌物质丙烯酰胺。
不久前,中国工程院院士、“杂交水稻之父”袁隆平宣布了一项重大成果:水稻亲本去镉技术获突破。袁隆平的研究团队同样利用了基因编辑技术,将水稻中参与吸收镉离子的基因敲除了,获得了不吸收镉离子的水稻品种。
基因编辑系统培育的品种不含有任何外源成分,有效避免了类似于转基因带来的不确定性。此外,基因编辑技术对基因的编辑是可控的、精准的。
(《北京日报》11.1 王春)