女博士带领团队发展精准育种技术 “基因剪刀”助力攻坚种业“芯片”

常人 最后编辑于 2023-06-20 14:25:14
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吴燕翎 戚宇凡

5月5日,未米生物科技(江苏)有限公司的组培室内,一株株碧绿的玉米幼苗正在培养皿里安静地生长。看似相同的植株,其实发生了质的变化:科研人员利用“基因剪刀”,对它们的基因进行了“编辑”,将玉米蛋白含量在原本8%的基础上进一步提高,从源头上提高能量转化率与饲料转换率。

实验室里,身穿白大褂的许洁婷专注地察看着植株的生长性状,不时地记录着。从创业女博士到高新技术企业掌门人,许洁婷坚守在2000平方米的实验室,带领团队攻坚种业“芯片”,发展精准育种技术。

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朱臻 摄

许洁婷曾在先正达生物科技(中国)有限公司和中国种子集团有限公司生命科学技术中心任职8年多,研发高效作物转基因技术体系,申请了《一种玉米骨干自交系的高效转基因方法》等7项专利。2016年,她攻读在职博士学位,师承“长江学者”严建兵教授成为她人生的“重要转折”。2017年,许洁婷创办未米生物科技(江苏)有限公司,常州生命健康产业园区(薛家镇)内的孵化器成为“梦开始的地方”。

“中国是世界上玉米种植面积最大的国家,一个玉米身上有3.2万个基因,我们主要做的就是功能验证的工作。通过基因挖掘建立突变体库,选择有应用潜力的品种进行推广。”许洁婷介绍。

实验室里,研发人员正在用镊子把一颗颗玉米粒里的未成熟胚挑出来,放入培养皿。这将诱导玉米胚形成愈伤组织,通过分化培养成小苗,再移植到穴盘进行培育,每个小苗标签上都贴有二维码,实现全程可追溯。

“通过编辑基因位点,让好的性状得到增强、不好的性状减弱。”许洁婷说,植物基因编辑是生物育种领域内的颠覆性技术,可实现农作物的精准育种。与转基因技术不同,基因编辑技术不植入外源基因,只对作物的自身基因进行修饰,因此在作物的改良生产应用上更为安全。去年,农业农村部印发《农业用基因编辑植物安全评价指南(试行)》,标志着基因编辑技术从实验室研究阶段正式迈向实际应用领域。“目前,我们已经能完成玉米、大豆、棉花、水稻等18种作物的基因编辑工作。”

在过去几年中,未米生物从10人发展到上百人,已经成功通过提高玉米叶片的光合作用效率或增加玉米的穗长实现增产。此外,在花期、株高、提高维生素含量等方面也获得了一系列专利。未米生物团队想要通过精准育种,破解基因密码,赋能中国粮食安全。“通过我们自主研发的‘基因剪刀’这一关键性技术,突破种业‘芯片’的‘卡脖子’技术。”许洁婷说。

开发抗锈病、高蛋白、高DHA/EPA、密植、增产等玉米转基因和基因编辑性状,搭建全基因组育种所需的单倍体诱导平台、育种测试平台……如今,未米生物正与严建兵团队合作,在不牺牲产量的前提下发展高蛋白玉米,通过精准基因编辑,将高蛋白的性状导入骨干品种,为生物育种技术集成产业化打牢基础。

苔花如米小,也学牡丹开。成长路上,未米生物不单是技术承接,还掌握了核心技术集成创新,服务了大部分中国玉米科研单位,多个基因编辑产品进入安全评价期,走在了行业前列。未米生物创办以来,建立了高通量的玉米、大豆和棉花等作物基因编辑平台,创制玉米基因编辑突变体库,发展精准育种技术,已申请专利40件,其中已经获得授权的有15件发明专利、6件实用新型专利、5件软件著作权、2件外观专利及1件植物新品种权。 


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