全世界約有3萬余種雜草,它們每年給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的損失約占農(nóng)作物總產(chǎn)量的10%至20%。在某些情況下,雜草可能導(dǎo)致農(nóng)作物大幅減產(chǎn)乃至絕收。因此,除草是保證農(nóng)作物產(chǎn)量的必要手段。
草甘膦這種活性化學(xué)成分被廣泛使用在多種除草劑中,由于其廣譜、高效、低毒、低殘留,在除草劑市場獨占鰲頭,全球市場占有率超過40%。上世紀(jì)90年代,種業(yè)巨頭孟山都公司率先在農(nóng)桿菌中分離出EPSPS基因的突變體CP4基因,并將該基因轉(zhuǎn)入植物使其獲得草甘膦抗性,從而開啟了轉(zhuǎn)基因育種的新時代。
迄今為止,所有抗草甘膦作物均為轉(zhuǎn)基因品種。那么,能否找到一條既能達到轉(zhuǎn)基因效果又能突破轉(zhuǎn)基因局限的育種新路呢?
如今,通過獨創(chuàng)性研究成果,四川天豫興禾生物科技有限公司對此給出了肯定回答。該成果名為“基因超進化篩選系統(tǒng)”,指在一個特定系統(tǒng)中,使植物目標(biāo)基因按照預(yù)設(shè)要求完成高效、快速、定向的進化過程,從而形成育種所需要的突變性狀基因。這一創(chuàng)新成果已經(jīng)獲得國家發(fā)明專利授權(quán),并引發(fā)業(yè)界廣泛關(guān)注。
“與傳統(tǒng)抗草甘膦基因相比,由基因超進化篩選系統(tǒng)獲得的植物抗草甘膦基因來自農(nóng)作物自身基因突變,其抗性更強,使用更靈活,性狀也更穩(wěn)定。把這種基因分別導(dǎo)入水稻、小麥、油菜等農(nóng)作物以后,可以獲得非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦新品種,從而減少農(nóng)藥用量、節(jié)約勞動力成本,開啟非轉(zhuǎn)基因分子育種的新時代。”該項目研發(fā)者、四川天豫興禾生物科技有限公司首席科學(xué)家胥南飛介紹。
我們在胥南飛的實驗室里看到,為大規(guī)模突變和篩選目標(biāo)基因,這里的高精尖儀器一刻不停歇地運轉(zhuǎn)著。“在傳統(tǒng)農(nóng)作物育種的基因篩選中,很可能100萬個基因里才能篩選出1個有用基因,如果在田間進行試驗,大約需要100畝土地,耗時半年。而如果運用基因超進化技術(shù)進行篩選,在實驗室中完成100萬個基因的篩選僅需一根試管,兩天時間。”胥南飛向記者介紹。
更為重要的是,通過基因超進化篩選系統(tǒng)篩選出的EPSPS基因來自植物本身,屬于植物內(nèi)源基因,安全性很高。“通過基因編輯并將其導(dǎo)入農(nóng)作物后,預(yù)計在2年至3年內(nèi),我們可以研發(fā)出非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦農(nóng)作物品種。”胥南飛向記者介紹,實驗結(jié)果證明,轉(zhuǎn)基因抗草甘膦作物苗期抗性效果雖好,但生長周期明顯縮短;而應(yīng)用基因超進化篩選系統(tǒng)所得到的植株,全生育期草甘膦抗性表現(xiàn)一致,穩(wěn)定性極強。
“我們前期曾進行過小范圍基層調(diào)研,對于除草,85%的受訪者表示會使用除草劑。在我們對非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦農(nóng)作物種子進行介紹后,他們表示,即便價格在現(xiàn)有種子基礎(chǔ)上提價25%至30%也完全接受。”胥南飛表示,從經(jīng)濟價值來看,每年國內(nèi)的基因和種子市場規(guī)模超過千億元,其中僅水稻種子市場規(guī)模就超過200億元,參照雜交稻及國際上轉(zhuǎn)基因種子價格趨勢,基因超進化篩選系統(tǒng)一旦應(yīng)用開來,至少帶來50%的市場價值增長。
胥南飛曾在孟山都、巴斯夫等農(nóng)業(yè)科技公司工作近20年,*終選擇回到家鄉(xiāng)四川成都創(chuàng)業(yè)。“如果在美國進行這個實驗,人力成本太高?;氐匠啥伎疾旌?,我發(fā)現(xiàn)這里的創(chuàng)業(yè)效率比我離開時提高了很多。一般我們要送檢的產(chǎn)品,會有專人過來收取,兩天時間就能完成檢驗并送回給我們。”胥南飛說。
國家統(tǒng)計局公布的數(shù)據(jù)顯示,2030年前后我國人口將達到峰值,預(yù)計達14.5億人左右,而至2050年,世界人口將達到100億。面對不斷增長的人口,世界糧食生產(chǎn)必須在未來20年增加40%,到2050年要增加70%。
“用*先進的生物技術(shù)支撐我國的糧食安全是我們公司的*心愿,我們愿意為此貢獻自己*的力量!”胥南飛信心滿滿。
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