全世界約有3萬(wàn)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(chǎng)獨(dú)占鰲頭,全球市場(chǎng)占有率超過(guò)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(kāi)啟了轉(zhuǎn)基因育種的新時(shí)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(dá)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(guò)獨(dú)創(chuàng)性研究成果,四川天豫興禾生物科技有限公司對(duì)此給出了肯定回答。該成果名為“基因超進(jìn)化篩選系統(tǒng)”,指在一個(gè)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(jìn)化過(guò)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(guó)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(jìn)化篩選系統(tǒng)獲得的植物抗草甘膦基因來(lái)自農(nóng)作物自身基因突變,其抗性更強(qiáng),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(dòng)力成本,開(kāi)啟非轉(zhuǎn)基因分子育種的新時(shí)代。”該項(xiàng)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?cè)隈隳巷w的實(shí)驗(yàn)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(yùn)轉(zhuǎn)著。“在傳統(tǒng)農(nóng)作物育種的基因篩選中,很可能100萬(wàn)個(gè)基因里才能篩選出1個(gè)有用基因,如果在田間進(jìn)行試驗(yàn),大約需要100畝土地,耗時(shí)半年。而如果運(yùn)用基因超進(jìn)化技術(shù)進(jìn)行篩選,在實(shí)驗(yàn)室中完成100萬(wàn)個(gè)基因的篩選僅需一根試管,兩天時(shí)間。”胥南飛向記者介紹。
更為重要的是,通過(guò)基因超進(jìn)化篩選系統(tǒng)篩選出的EPSPS基因來(lái)自植物本身,屬于植物內(nèi)源基因,安全性很高。“通過(guò)基因編輯并將其導(dǎo)入農(nóng)作物后,預(yù)計(jì)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(shí)驗(yàn)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(zhǎng)周期明顯縮短;而應(yīng)用基因超進(jìn)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(qiáng)。
“我們前期曾進(jìn)行過(guò)小范圍基層調(diào)研,對(duì)于除草,85%的受訪者表示會(huì)使用除草劑。在我們對(duì)非轉(zhuǎn)基因抗草甘膦農(nóng)作物種子進(jìn)行介紹后,他們表示,即便價(jià)格在現(xiàn)有種子基礎(chǔ)上提價(jià)25%至30%也完全接受。”胥南飛表示,從經(jīng)濟(jì)價(jià)值來(lái)看,每年國(guó)內(nèi)的基因和種子市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)千億元,其中僅水稻種子市場(chǎng)規(guī)模就超過(guò)200億元,參照雜交稻及國(guó)際上轉(zhuǎn)基因種子價(jià)格趨勢(shì),基因超進(jìn)化篩選系統(tǒng)一旦應(yīng)用開(kāi)來(lái),至少帶來(lái)50%的市場(chǎng)價(jià)值增長(zhǎng)。
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(guó)進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn),人力成本太高。回到成都考察后,我發(fā)現(xiàn)這里的創(chuàng)業(yè)效率比我離開(kāi)時(shí)提高了很多。一般我們要送檢的產(chǎn)品,會(huì)有專人過(guò)來(lái)收取,兩天時(shí)間就能完成檢驗(yàn)并送回給我們。”胥南飛說(shuō)。
國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)顯示,2030年前后我國(guó)人口將達(dá)到峰值,預(yù)計(jì)達(dá)14.5億人左右,而至2050年,世界人口將達(dá)到100億。面對(duì)不斷增長(zhǎng)的人口,世界糧食生產(chǎn)必須在未來(lái)20年增加40%,到2050年要增加70%。
“用*先進(jìn)的生物技術(shù)支撐我國(guó)的糧食安全是我們公司的*心愿,我們?cè)敢鉃榇素暙I(xiàn)自己*的力量!”胥南飛信心滿滿。
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