在全球种业竞争日趋激烈的背景下,基因编辑技术作为育种革命的核心驱动力,其工具自主权直接关系国家粮食安全战略。
中国农业科学院作物科学研究所的最新研究成果,为解决我国在该领域长期面临的关键技术难题提供了中国方案。
长期以来,我国虽已掌握具有自主知识产权的Cas12i3基因编辑工具,但在实际应用中存在明显短板:腺嘌呤碱基编辑器尚未实现技术突破,现有胞嘧啶碱基编辑器在植物中的工作效率仅为国际同类产品的30%-40%。
这种技术差距严重制约着我国农作物精准育种的发展速度。
研究团队通过创新的分子结构设计,构建了5种不同架构的碱基编辑器进行系统性优化。
实验数据显示,整合双功能单元的改良版本展现出显著优势:腺嘌呤编辑窗口扩大至原系统的1.8倍,在稳定遗传的水稻植株中,关键位点编辑效率实现4.78倍的跨越式提升。
这一突破不仅填补了我国在高效碱基编辑器领域的技术空白,更使国产工具在编辑精度、适用范围等核心指标上达到国际领先水平。
值得注意的是,该技术已成功应用于抗除草剂水稻新种质的创制。
田间试验表明,经编辑的水稻品系对草铵膦等常用除草剂表现出稳定抗性,这为应对劳动力成本上升、实现轻简化栽培提供了新的技术路径。
业内专家指出,该成果有望将我国水稻品种改良周期从常规育种的5-8年缩短至1-2年。
从战略层面看,此项突破具有三重价值:其一,打破了国外技术垄断,使我国拥有从基础工具到应用技术的完整创新链;其二,为应对气候变化导致的病虫害加剧等挑战提供了快速响应手段;其三,通过建立标准化技术体系,可推广至小麦、玉米等主粮作物,预计未来三年内将带动我国生物育种产业规模增长20%以上。
种业振兴离不开关键核心技术的持续突破。
以自主基因编辑工具为基础推动碱基编辑系统升级,不仅为水稻精准改良提供了更高效的“技术钥匙”,也折射出我国在育种底层工具创新上的加速积累。
面向未来,唯有坚持自主可控与应用牵引并重,推动创新链与产业链衔接贯通,才能让更多原创技术转化为田间地头的现实生产力,为端牢中国饭碗夯实科技底座。