2024年5月8日，農業農村部發布《2024年農業基因編輯生物安全證書（生産應用）批准清單》，我國首個主糧作物基因編輯生物安全證書獲批，該證書由山東舜豐生物科技有限公司（以下簡稱“舜豐生物”）摘得。同時這也是我國首個産量性狀的植物基因編輯生物安全證書，對于實現農業增産增收、保障國家糧食安全具有積極意義。
據悉，獲得該證書的作物是利用基因編輯技術降低株高的玉米，簡稱矮稈玉米。舜豐生物運用自主研發的基因編輯工具Cas-SF01對玉米自身基因進行改良，可使玉米株高降低25%左右，穗位可降低40%左右。與普通玉米相比，矮稈玉米莖稈更爲粗壯，抗風能力增強，更耐密植，從而達到增産的目的，且更有利于機械化收割。
矮稈玉米最高可實現增産10%
玉米是世界第一大主糧作物，也是全球産量最高的谷物，除南極洲外，所有的大洲都有玉米的種植。中國是世界第二大玉米種植國，據國家統計局數據顯示，2023年玉米播種面積達到了4400多萬公頃，總産量占全年糧食總産量的41.5%，是所有糧食作物裏面種植面積最大，總産量最高的作物。
“現代的玉米株高可達2.5-3.5米，但是太高也有缺點，容易使植株受到風的影響，容易倒伏，而且不耐密植，也不利于田間管理。”舜豐生物首席科學家、研發副總經理牛小牧說道。
從20世紀70年代開始，育種家們就開始選育矮化的作物，並相繼使小麥和水稻成功矮化，並引發了兩次産量革命。“對于玉米而言，植株矮化同樣是大勢所趨，2023年拜耳公司就開始宣布推廣矮稈玉米，其實當時我們的矮稈玉米也已經研發成功，一直在等候安全證書的獲批。”牛小牧說。
2020年8月，一場創紀錄的暴風雨席卷美國愛荷華州，時速高達225公裏的狂風將田野和建築物夷爲平地。然而，在一片廢墟中，拜耳公司試驗田裏的玉米卻經受住了風暴的考驗，一個最主要的原因就是它們的植株比較矮。除了能抵抗風暴，矮稈玉米另外一個顯著特征就是可以通過合理增加種植密度來提高産量。據舜豐生物中間試驗數據顯示，在我國黃淮海地區，矮稈玉米種植密度可增加40%-50%，最高可實現增産10%左右。
6年獲得三張基因編輯生物安全證書
基因編輯技術是21世紀生命科學領域的革命性技術，與轉基因不同，基因編輯育種僅對作物自身基因進行修飾，不轉入其他物種的基因，其原理等同于常規誘變育種，培育出的品種也與常規品種無異。
2018年5月，舜豐生物落地泉城，在山東省科技廳、濟南市科技局、濟南市高新區等全力支持下打造了國內首家植物基因編輯技術平台。曆經5年發展，舜豐生物秉承“基因科技創造健康生活”的使命，以“技術+人才+平台+金融”的組合，不斷進行創新研發投入，建立了20余種作物的基因編輯體系，搭建起了基因科技強優勢平台，獲得高新技術企業、國家知識産權優勢企業、山東省新型研發機構、山東省科技發明一等獎等多項榮譽。
“這是我們獲得的第三張基因編輯生物安全證書，第一張是2023年獲得的高油酸大豆，也是全國首張，第二張是長童期大豆，第三張矮稈玉米的安全證書更是意義非凡，因爲是主糧作物的安全證書，這也表明了國家對基因編輯這項技術的認可，基因編輯技術産業化發展值得期待。”舜豐生物總經理張輝表示。
據悉，2023年4月，全國首張植物基因編輯生物安全證書花落舜豐，這張安全證書的産品——高油酸大豆已經步入産業化階段。通過編輯，大豆的油酸含量從不到20%提升至80%以上。
“2023年底，首批高油酸大豆油已完成收獲、壓榨與灌裝，不久就能和消費者見面。”
7把基因“剪刀”打造我國自有基因編輯體系
據介紹，此次獲批安全證書的矮稈玉米，是舜豐生物利用自主知識産權的基因編輯底層核心工具CRISPR-CasSF01研發而成。2023年，利用該工具，舜豐生物已獲批了高油酸大豆、長童期大豆的基因編輯安全證書。同時，包括耐除草劑水稻、去腥味大豆、高支鏈澱粉玉米在內的多個作物的安全證書也在申報當中。
據舜豐生物技術副總經理李國甫介紹，CRISPR-CasSF01的編輯活性可與國際上主流的CRISPR-Cas9掰一掰“手腕”，並且比Cas9要小20%，更利于載體傳遞。
除了CRISPR-CasSF01外，舜豐生物還研發出包括CRISPR-CasSF02、CRISPR-CasSF05在內的7把基因剪刀，組成了基因剪刀家族，能實現在不同細胞中進行高效編輯。
“有了這7把剪刀，我們就可以繞開外國的專利壁壘，打造屬于我們自己的基因編輯體系，創制出更多有利于國計民生的好品種。”李國甫的激動之情溢于言表。
農業農村部基因編輯技術與育種應用重點實驗室主任趙開軍表示，基因編輯技術是推動農業産業快速發展的關鍵技術之一，能夠大大縮短選育周期，傳統選育8-10年才能拿到新材料，基因編輯技術2年左右就可以拿到，同時安全可靠。“舜豐生物已有多款高産優質、綠色高效、營養健康、加工專用的超級種質，具備可商業化條件，希望我國農業用基因編輯相關政策繼續簡化，讓這些‘未來産品’提早走進人們的生活。”趙開軍說道。
記者:王倩 編輯:王铮 校對:高新
