【十问基因编辑】科学家如何让玉米天赋异秉?
编者按:
民以食为天,农业及食品领域的话题一直是公众瞩目的焦点。随着日新月异的科技发展,农业领域也在科学家的帮助下积极探索新方向,而基因编辑技术便处在发展前沿。那么,我们为什么要培育基因编辑玉米呢?基因编辑玉米有什么优点?光明网邀请了中国农业科学院作物研究所谢传晓研究员为您解答。
光明网:基因编辑和转基因是一回事儿吗?
谢传晓:基因编辑和转基因不是一回事儿,基因编辑是对这个物种自身的基因进行修饰,它在不会引入在基因组上插入外源的基因,所以它跟转基因完全不同。
我们有一个形象的比喻,如果把一个生物比成一个大家庭,这个基因是这个家庭成员的话,如果其中的某一个家庭成员身体健康出现了问题,通过转基因的方式来实现,就是请一个家庭医生或者是护工来专门的在生活在你家里头,跟你们所有的家里人成员一起生活,来解决这个问题。通过基因编辑不一样,基因编辑,我们通常是可以就是相当于请了一个外科大夫做了一个小手术,做完手术他走了,他不跟你家里人生活在一起,或者是请来的这个外科大夫,甚至连人都不是,是一个机器人,我们通过设计的机器人来解决这个做一个手术问题,把问题解决了。
光明网:为什么要对玉米进行基因编辑?
谢传晓:玉米是世界上最重要的粮食和饲料作物,是世界上第一大作物,也是中国的第一大作物。我国的玉米的年播种面积达到了6亿亩以上,已经达到了我国总耕地面积18亿亩的1/3。
随着我国的人口的持续的增加,以及对这个需求的进一步扩大,对玉米的需求量将不能够满足未来的需求,所以更需要进一步通过这基因编辑这种新技术,创造出更多的高产优质的品种,来应对全国人民粮食和食品供给的安全的需要。
光明网:基因编辑玉米和普通玉米有什么区别?
谢传晓:在外形上,这个基因编辑玉米和普通玉米是没有什么区别的,我们基因编辑其实也不是针对玉米的DNA进行胡乱的编辑,乱消失,我们也是有目标的选择,
都是自然界也存在这种突变,只不过是用传统的常规育种的方法,它的这个育种的进程非常慢,通过基因编辑可以更高效的产生这种同类型的突变。
光明网:基因编辑玉米会影响口味吗?
谢传晓:基因编辑如果不是针对食用口味相关的目标基因进行编辑的话,是不会影响食用口味的。反而我们可以创造出更优质的风味,更好的品种。
另外一个方面,通过基因编辑还可以创造出有利于身体健康的产品。以玉米为例,我们通过增加维生素e代谢途径的基因编辑,可以产生高维生素e的鲜食玉米。我们在水稻和小麦上还可以培育出,适合糖尿病人和肾病人吃的更健康的产品。
光明网:基因编辑玉米会对破坏生态环境吗?
谢传晓:如果针对生态环境友好的基因进行基因编辑的话,有可能控制的生产出对生态环境友好的基因编辑的玉米。例如我们对氮肥利用高效的基因进行编辑,产生的品种有更高的氮肥利用效率,这样通过我们少施化肥、氮肥,就可以实现平产或者高产。另外我们对一些抗病毒性的改良,这样的话它增强了抗病性,它就可以不需要通过使用农药来实现农业高产。所以基因编辑可以创制出生态环境友好的品种。
光明网:我们能通过肉眼来识别基因编辑玉米吗?
谢传晓:普通玉米和基因编辑玉米(外形上看)是没有区别的,通过肉眼不能够区分基因编辑的玉米。
光明网:基因编辑的玉米价格会更贵吗?
谢传晓:不会。传统的方法(创制一个品种)是很长的,通过基因编辑相对容易的多,快速的多,效率高的多,所以它反而有可能产生价格低廉的品种。
光明网:市面上流行的这个彩色玉米是基因编辑玉米吗?
谢传晓:不是基因编辑的玉米,也不是转基因玉米。这个彩色玉米是由于籽粒,胚乳外面的糊粉层上有一些花青苷类基因的表达形成的颜色,这类花青素类基因的产物,反而对身体健康是很有利的。
光明网:基因编辑玉米不能留种?
谢传晓:农作物留种问题和基因编辑没有关系。常规种作物,是可以留种的,杂交种作物不能留种,所以基因编辑应用于常规种,它就可以留种,应用于杂交种它就不能留种。
但是基因编辑反而能解决杂交种不能留种的问题。我们的袁隆平老先生把这个固定杂种优势的杂交种称之为第5代杂交种技术。这个固定杂交种优势,可以实现杂交种的留种,一直是我们农业界的这个技术梦想。在去年,有两个研究已经证明通过基因编辑的方法,有可能创制杂交种又是固定的杂交种,实现杂交种可以留种。
光明网:我国基因编辑玉米的种植情况如何?是否已经成熟推广?
谢传晓:我国的玉米基因编辑的研发进展很好,技术很成熟。但是对于这种新技术产品,国家一直没有正规的管理政策出台,反而限制了应用。所以现在技术产品虽然积累了很多,技术已经成熟,但没有商业化,没有实现大规模推广。
科学审核:谢传晓
监制:程继红 战钊
统筹:徐琴 宋雅娟 赵清建
编导:宋雅娟
采访:张蕃
摄像:张佳兴