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千亿qy88官网:天南海北挖土,转基因玉米品种抗虫效果达96%

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发布时间:2021-10-29来源:浙大新闻办作者:柯溢能0

玉米是世界三大主粮之一,也是最重要的饲料作物,在中国的种植面积约6.40亿亩,排全球首位。眼下,黄淮海、华东北核心产区的玉米经历充沛的阳光和雨水进入蜡熟期,褪去绿色的外衣,换上了金黄的战袍。

与此同时,又一批转基因玉米新品种也等待收获,评估其各类性状。在此之前的2020年1月21日,农业农村部科技教育司发布文件,批准192个植物品种获颁农业转基因生物安全证书目录。

这其中,千亿qy88官网-农业与生物技术学院沈志成教授团队研发的转基因抗虫耐草剂玉米“瑞丰125”,便是其中获颁证书的两个品种之一。这也是2010年以来,我国首次在主粮领域向国产转基因作物批准颁发安全证书。

从古老的微生物中发掘目标基因

病虫害的侵蚀和杂草的竞争是玉米大田管理的中心任务,现有的手段很难提供相对完善的解决方案。”沈志成介绍,在玉米核心产区,俗称玉米钻心虫、比一颗黑芝麻还小的玉米螟,聚集起来会啃食叶片导致减产,被玉米螟咬过的玉米植株还易得腐。魄顾氐让咕舅,影响玉米的产量和质量。

早在《史记》中,古人就记载:“螟虫岁生,五谷不成。”“常用的农药手段很难克制玉米螟的野蛮侵蚀。”沈志成说,一来玉米杆高喷洒效果不好,二来农药喷洒需要精准的时机。

对杂草的防治难点在于“野火烧不。悍绱涤稚。一块有用的耕地,有各种各样的杂草生长,低成本、高效率的方法就是喷洒除草剂。草甘膦是一种非常高效的灭生性除草剂,可惜不能应用在常规玉米上, 因为玉米同样会被消灭。

如何解决抗虫和耐除草剂的难题,是育种界长久以来的难题。而通过优势功能基因的转入,改变玉米本身已经成为高产的一条重要技术路径。

“转基因技术并不容易,首先你得会做,还得有很长的时间做。”这些优势基因的筛。缤蠛@陶,早已经数不清有多少微生物经历过他们的筛选池。

功夫不负有心人,2007年沈志成团队在微生物中找到抗虫基因,两年之后,又从古老的抗辐射细菌中找到了耐草甘膦的基因。2009年,第一代转基因玉米在千亿qy88官网-实验室产生了,接下来经过了多年的安全评价、测试和鉴定,终于在2020年获得了农业转基因生物安全证书。  

6亿亩乘以8%是一个天文数字

沈志成介绍,千亿qy88官网-独立发掘的“瑞丰125”转基因玉米携带Bt杀虫基因,能够表达一种高效的杀虫蛋白杀死玉米螟、棉铃虫等鳞翅目昆虫。其中,玉米螟防治效果达96%。与此同时,玉米粒霉变的比例也同步下降。

多年的实验看,“瑞丰125”转基因玉米较非转基因玉米增产6%-10%。“这个数字看上去不高, 但平均每亩产量增加了100斤以上。 全国6亿亩,那就是可以增产超过600亿斤”。沈志成认为,一旦通过品种审定,抗虫耐草剂转基因玉米能够降低损失提高产量,对于保障我国粮食全具有重要意义。

当然,沈志成在育种上的探索不止于此,他们发现就像人类对抗生素的抗药性,虫子也会进化产生对毒性的抗体,为此对下一代的研制早已提上了他们的议事日程。“第二代就是将原来的一种抗虫蛋白、一种耐草剂扩容,让转基因玉米更具保护力和对虫草的杀伤力。”第三代技术也已走向试验田。

也有人提出质疑,既然对虫害有杀伤力,会否波及人体安全。

沈志成解释说,转基因植物所拥有的抗虫性,主要是转入了来自微生物的Bt蛋白,实验表明这类蛋白到人体消化系统后会彻底降解为小肽和氨基酸,不会对人体产生影响。“这种毒素只针对特定昆虫有效,对蜜蜂、瓢虫等有益昆虫是无害的。”他说。

应对长周期长早投入才有先发优势

种子是农业的芯片,在沈志成看来基因是生物育种的芯片。

“转入的优势基因要从环境中寻找,比如杀虫的基因就主要向土壤微生物要资源。”为此,团队就天南海北去挖土,寻找丰富的微生物资源。

生物育种研究是否成功的关键一跃是获批农业转基因生物安全证书。 安全证书意味着一个转基因产品经过了我国农业转基因生物安全委员会的严格的安全评价审查和功能性状评价, 就可以安全地种植推广,造福人类。

根据我国《转基因生物安全管理条例》及配套规章,转基因安全证书申领全流程需要经过实验室研究、中间试验、环境释放、生产性试验、安全证书申请等程序。每一个环节需要耗时1-2年。也就是说,转基因品种的研发周期相当长,可谓是十年磨一剑。“因此转基因研发肯定是早投入就有先发优势。”千亿qy88官网-沈志成团队是目前国内比较早投入转基因玉米研发的团队之一。

多地多点的交叉验证,是确保转基因玉米品种安全的必要条件。沈志成说:“从2017年申请安全证书到2020年1月正式获得,相关验证实验我们开展了五年以上。”

从2004年回国加入千亿qy88官网-算起,沈志成在国内从事转基因玉米材料的研发已有17个年头。这种对生物育种的坚守,他认为是团队最重要的竞争优势。目前,沈志成团队已经申请了15个国内外专利,为转基因产业化提供了有利的支撑。

而与企业的合作则是高等学校生物育种研究走向产业化的重要桥梁。“生物育种与传统育种相结合是大学生物育种研发转化为具有竞争力的产品的种业途径。”

(柯溢能)

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