转基因产业化红利怎样把握?我国作物基因编辑如何领跑全球?谢传晓、陈其军探讨生物育种技术发展潜力丨大咖面对面
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转基因、分子标记辅助育种、分子设计育种、基因编辑、数字农业……2018年,生物技术作为风向标,引领着种业的欣欣向荣。这一年,美国国家科学、工程与医学院发布《2030年推进粮食和农业研究的科学突破》,俄罗斯政府发布《2018-2020年生物技术和基因工程发展措施计划》,新加坡国立研究基金会发布《国家合成生物学研究》计划……各国为生物技术的腾飞进行了战略规划。这一年,敏感生物资源泄露加剧、两用生物技术门槛不断降低……种种挑战,也让生物技术安全形势愈加严峻。
2019年,面对新一轮生物技术革命的机遇与挑战,中国种业如何发展?与发达国家相比,差距怎样?对种业影响最大的生物技术是什么?转基因产业化方向如何?
《大咖面对面》第十二期,邀请到中国农业科学院作物科学研究所研究员谢传晓和中国农业大学生物学院植物科学系教授陈其军,共同探讨生物技术的发展与难关。
Part1:改革开放的迅猛发展带来希望
农财君
首先请二位老师用几个关键词概括一下自己的2018年。
谢传晓:探索、求实、创新。
▲中国农业科学院作物科学研究所研究员谢传晓
陈其军:科研、业绩、繁忙、不满意。
▲中国农业大学生物学院植物科学系教授陈其军
农财君
看来二位老师的2018年都是在科研领域上下求索的一年。而2018年也是改革开放40周年,改革开放以来,二位老师有什么印象深刻的事件吗?
谢传晓:1982年夏天,堂哥光着脚挑着一担刚从地里收回的稻谷从我身边经过,沉重的担子压得他弓着腰,地上的石头硌得他痛得龇牙咧嘴,但脸上依旧笑开了花。回头朝我说,再也不用担心会饿肚子了。
陈其军:高速公路、高铁、私家车、小区停车位、炒股、旅游黄金周、出国潮、“海龟”潮等这些都是印象比较深的新生事物。90年代初,舍不得花钱给家人买辆新自行车,便安慰说将来买辆小汽车。当时不仅是家人,自己也认为是在吹牛,哄家里人开心而已。现在,没有人再认为买辆小汽车有什么大惊小怪的了。这算是印象最深的个人生活中的一个事情。
Part2:作物基因编辑——中国处于领先地位
农财君
二位老师印象深刻的事件都与科学技术的发展密不可分,科技是各行各业的发动机。那么在过去的一年里,二位认为对种业影响最大的生物科学技术是哪一项?为什么?
谢传晓:基因编辑。从2010年以来,尤其是2012年之后基于CRISPR原理的基因编辑技术经过多年的发展与广泛验证,基因技术在诸多方面体现出巨大的技术优势,使种业上具有重大应用价值而没有技术实现途径的育种技术成为可能。
陈其军:基因组编辑在作物品种驯化中的应用、基于无融合生殖的杂交作物制种技术、基于改造光呼吸的作物增产技术等。因为这些技术对加快育种进程、提高育种效率及作物产量意义重大。
农财君
作为最早一批将CRISPR/Cas9技术应用到植物中的科学家之一,陈老师您在双子叶和单子叶植物中均建立了高效的基因编辑体系,您实验室的载体被数百个实验室使用。在您看来,中国的基因编辑技术处在一个什么水平?
陈其军:以CRISPR/Cas9为代表的基因编辑技术是一种高效实用、简便易行的生物技术,中国在基因编辑技术上的应用水平尤其是在作物上的应用处于领先地位。
农财君
谢老师您带领团队系统鉴定了玉米基因编辑技术体系所需的重要遗传元件,建立了定点敲除、删除、单碱基替换、大片段替换与定点转基因等基因编辑工具。站在您的角度,是否认同中国的基因编辑技术处于领先地位呢?
谢传晓:我认同这个观点。中国的基因编辑技术水平无论从受体作物物种类型、目标突变类型、定向突变技术效率与精确性等技术要素的系统性与先进性均处于领先水平。掌握有关技术的单位与人员规模与技术力量构成也在全球处于领先水平。
农财君
除了领先的方面,我们跟美国等发达国家相比,还存在着哪些不足?
陈其军:同中兴事件不同,在产品研发和生产上不存在卡脖子问题。但跟美国等发达国家相比,差距主要体现在原始创新能力不足上。
谢传晓:与美国相比,中国在基因编辑技术领域的差距还是在技术系统的原始创新上存在明显差距。具体原因是由于美国等发达国家深厚的基础研究底蕴,长达百余年奠定的基础研究优势为原始创新奠定了坚实的基础。
农财君
那么谢老师认为基因编辑技术在中国种业发展过程中将扮演什么样的角色呢?
谢传晓:任何一项技术在行业上的应用除了受技术自身发展制约之外,最重大的影响因素是国家政策,其次是资本,政策是首要因素,并制约了资本与技术发展本身。目前状况来看,只要政策允许,资本与技术均不是问题。如果政策允许,基因编辑将大大推动中国与国际间的竞争力,中国种业迎来腾飞。
农财君
对于目前基因编辑的市场化程度,陈老师您是怎么看待的?
陈其军:基因编辑的市场化程度可以分为技术本身的市场化和产品的市场化,二者目前均处于培育阶段,一旦政府监管态度明朗,将首先迎来作物基因编辑品种的市场化高潮。
Part3:转基因——受政策制约
农财君
对于转基因的产业化,陈老师有什么看法?
陈其军:应加快推进。尤其是允许进口的转基因品种,国内更应该加快推进对应的品种。
农财君
国内转基因监管方面,谢老师有什么看法?
谢传晓:当前我国转基因监管政策的过于滞后,已成为发展的主要制约因素。
Part4:数字农业——取决于基础设施
农财君
农业物联网、农业大数据、精准农业、智慧农业……近年来,我国数字农业技术得到快速发展,突破了一批数字农业关键技术,开发了实用的数字农业技术产品,建立了网络化数字农业技术平台。数字农业的前景如何?二位是否有关注?
谢传晓:数字农业前景光明。将从品种培育、农业生产与农产品流通等环节发挥作用。
陈其军:数字农业是农业的发展方向之一,或早或晚,人类将实现数字农业。但发展的速度和深度取决于信息化基础设施的完善度和成本收益比。
Part5:未来,各项技术融合发展
农财君
未来十年,二位认为新兴生物技术发展形势如何?
陈其军:新兴生物技术发展形势可能会是基因编辑技术、生物信息学、基因组学及合成生物学的深度融合。
谢传晓:新兴生物技术的发展日新月异,且发展还在提速,未来基于新兴生物技术发展起来的技术与产品将迅速积累到应用门槛,而政策与技术的矛盾将进一步突显,成为生产关系制约生产力发展的矛盾“堰塞湖”。而排除这个堵点对后产业的冲击力将成为产业“洗牌”主要原动力。
Part6:2019年,突破与产出
农财君
2019年,二位对新一代年轻育种家有什么期许?
谢传晓:遗传育种,顾名思义是利用作物遗传学机制根据性状的遗传基础有目的地育种,遗传学与分子生物学发展与实际育种应用到的知识存在着巨大的鸿沟,新一代年轻育种家应充分运用对遗传学、基因组学、分子生物学与生物技术的知识 ,把知识转化成生产力、技术与效率,只有这样才能在育种上找到发展的钥匙。
陈其军:除了对遗传学、作物学等经典学科的学习和实践,新生代的育种家应该具备扎实的生物信息学和基因组学等方面的学识和训练。
农财君
2019年,有什么想实现的愿望?
陈其军:在科研上取得大突破,有更好的业绩和产出。
谢传晓:发展一项前人梦寐以求而实现无望的突破性技术。
《大咖面对面》第十三期,将会是谁与我们分享智慧呢?敬请期待
—— 农财君
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