基因编辑作物可以改善粮食安全

基因编辑作物在应对气候变化、粮食安全、营养健康、环境可持续和农业多样化等方面具有重要应用价值，但技术应用过程中的相应风险同样不容忽视。Nature Genetics发表了墨西哥国际玉米小麦改良研究中心（CIMMYT）Kevin V. Pixley等题为“Genome-edited crops for improved food security of smallholder farmers”的评论文章，总结了基因编辑作物的机遇与挑战。

https://doi.org/10.1038/s41588-022-01046-7

基因编辑技术通过对基因组有针对性的精确改变，从而实现作物的改良。泛基因组和全基因组DNA测序的日益发展，为通过基因编辑进行作物改良提供了前所未有的可能性。应用基因编辑技术的主要优点之一，是可以加快提供面向小规模农业生产（smallholder farmers）的改良品种，直接在优势品系中进行基因编辑，从而避免了传统育种中回交的步骤，极大提高了品种改良的效率。基因编辑正应用于25个国家的40多种作物，涉及农艺、食品和饲料或非生物胁迫耐受性。虽然具备明显的潜力，但目前仅有6种基因编辑作物（大豆、油菜、水稻、玉米、蘑菇和亚麻）获得了商业化批准。在许多国家，科学、制度和社会等影响了是否发展基因编辑作物，例如基因编辑是否引入外源DNA、是否产生转基因产品、是否产生与传统育种有本质差别的品种。

本文关注了核酸酶1和2（SDN1和SDN2）编辑的品种，国际农业研究磋商组织（CGIAR）及其合作伙伴致力于SDN1和SDN2的编辑，以解决水稻应对气候变化的弹性；香蕉、玉米、马铃薯、水稻、小麦和山药的抗病能力；木薯的营养改善和环境安全特征（图1）。在考虑基因编辑作物优势的同时，其应用的潜在风险也不容忽视。其中，非目的突变是较常见的风险之一，额外的突变会损害一个品种的安全性，通过不断改进用于设计基因编辑目标的生物学工具和方法，可以减轻和减少编辑作物中非目突变的发生。另一个潜在风险可能是，基因编辑可能打破自然状态下的生殖隔离，例如部分DNA紧密连锁，有效地阻止了有性生殖过程中的重组。除此之外，管理不充分、贫富之间不平等、透明度缺乏、知识产权不明确等风险，也同样值得关注。

图1 CGIAR正在开展的基因编辑项目

关于基因编辑作物的政策问题，其未来取决于国家和国际监管，虽然基因编辑可以降低育种成本，但是如果技术无法得到有效监管，将部分或全部抵消该优势。中低收入国家面临着对粮食、饲料和纤维的需求，以及气候变化的不利影响，2020年全球近12%的人口面临着严重的粮食安全问题。在此，作者建议制定相关政策，以支持使用基因编辑技术和生产基因编辑作物，从而帮助改善小规模农业从业者和中低收入国家人民的生计。政策制定者和社会应采取行动，以确保监管、贸易、知识产权和社会许可框架的构建，保证科学技术公平地服务于人类社会。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41588-022-01046-7

来源：MP植物科学

转自：“iPlants”微信公众号

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