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与发达国家相比，饲养在非洲撒哈拉沙漠以南的牲畜无论是产奶量还是产肉量都要稍逊一筹。图片来源：BEN SADD/MINDEN PICTURES
农作物成果频现但不明朗
与针对人类的临床研究和针对动物的遗传改造相比，植物的基因编辑较少受到伦理影响。但不少植物有坚韧的细胞壁，尤其是小麦、玉米等重要经济作物，用CRISPR对其进行改良也很困难。
可这无法阻挡研究者的脚步，“如何利用基因编辑技术，将影响农艺性状的关键控制基因用于育种改良和实际生产，是近年来的研究热点之一。”中国农业科学院植物保护研究所研究员周焕斌告诉《中国科学报》。
周焕斌指出，大部分优良性状的获得是源于基因序列发生变异。理论上可通过CRISPR/Cas9技术以及基因组DNA的同源重组改变基因的序列，不过由于基础理论研究有限，相关应用的实际效果不尽人意。
解决方案之一是有针对性的改造，比如瞄准基因内部的关键核苷酸。借助CRISPR/Cas9技术，周焕斌与合作者开发出一系列单碱基编辑器，实现了水稻基因组中靶核苷酸4种碱基的编辑替换。这一研究可有效矫正水稻品种的缺陷性基因，并加快水稻育种进程。
的确，缩短育种进程、提高效率是基因编辑技术的强项。今年3月，来自农业科技企业先正达的科学家在《自然—生物学》上发表了一项研究。研究人员将单倍体诱导育种与基因编辑相结合，实现了对某些玉米品种的直接改良，进一步缩短育种周期。
据介绍，由于研究并未将CRISPR基因直接引入最终作物的DNA中，依照美国现行法规，该方法不属于转基因范畴，或许未来更易获得相关审批许可。
在监管态度明确、法律法规完善的情况下，判断基因编辑作物能否走出实验室有着更直接的依据。比如美国将基因编辑与转基因进行区分，而欧洲将二者划归到同一法律范畴管理。但在中国，相关的法律法规还较为缺乏，周焕斌表示，因此目前相关研究成果“还仅限于实验室内部使用，不能向田间释放”。
不与转基因画等号，脱靶风险可控
周焕斌表示，对大众而言，最常听到的生物安全风险概念实际源于上一代转基因技术，比如有没有外源转基因、外源转基因来自哪个物种。
但需要明确的是，基因编辑比转基因的概念更广泛，前者在研究中更多的是指基因的敲除或碱基的改变。
而经过基因编辑改造获得的种类与发生自然变异的品种，即便是通过分子生物学手段也难以区分。中国农业大学生物学院教授陈其军告诉《中国科学报》，在研究者看来，二者“其实是一样的”。
中科院院士刘耀光、中科院上海生命科学研究院研究员朱健康等人曾于今年年初发表综述文章，指出无转基因编辑的植物不应受到特殊的管理政策的约束，对转基因生物的现有定义和调控框架也应重新考虑，因为通过基因编辑方法实现的基因组修饰，与转基因技术实现的非常不同。
文章指出，大多数CRISPR诱导的基因突变并非大段大段的插入或重排，大多数是小的插入和缺失。这种小的插入或缺失也存在于自然条件下生长的植物，或经辐射、化学诱变剂等大规模诱导的植物中。
另外，传统转基因植物中的转基因是稳定遗传的，而使用CRISPR及其他基因编辑工具构建的性状改良植物则无稳定遗传的转基因。
今年4月，刘耀光等人还就植物基因组编辑中的脱靶效应发表文章。刘耀光在文中强调，有别于针对人类的临床研究和基因治疗，植物研究不受伦理学影响，因此对基因编辑中的脱靶效应具有更高耐受性。
陈其军也表示，与临床医疗面对的风险不同，植物和动物基因编辑中，脱靶效应的风险较为可控，“在选择靶点时，可提前通过生物信息学手段，将有潜在脱靶风险的位点排除掉。即便出现脱靶风险，对作物育种来说，也不会存在太大的安全威胁”。（任芳言）
《中国科学报》 (2019-04-18 第3版 国际)
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