原標(biāo)題：記者蹲點(diǎn)丨靠?jī)砂焉衿妗凹舻丁?，這家種企要打造“最強(qiáng)外腦”

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你見(jiàn)過(guò)油酸含量超過(guò)80%的大豆嗎？你吃過(guò)有特殊香味的鮮食玉米嗎？你聽(tīng)說(shuō)過(guò)維生素C含量超過(guò)獼猴桃的生菜嗎？位于濟(jì)南創(chuàng)新谷的山東舜豐生物科技有限公司植物基因編輯產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)上，科研人員通過(guò)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“基因剪刀”，讓生物育種變得更加精準(zhǔn)高效。

作為國(guó)內(nèi)首個(gè)精準(zhǔn)基因編輯工程化研發(fā)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)主體，舜豐生物自2018年成立以來(lái)，圍繞基因編輯“卡脖子”問(wèn)題、共性關(guān)鍵技術(shù)，已申請(qǐng)專利130余項(xiàng)，其中PCT專利26項(xiàng)，獲得24項(xiàng)專利授權(quán)，并成功開(kāi)發(fā)了20余種農(nóng)作物的基因編輯體系，培育出一系列高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、綠色高效、營(yíng)養(yǎng)健康、加工專用的超級(jí)新品種，形成了一批可市場(chǎng)化的產(chǎn)品。

減掉3個(gè)基因提高粳稻產(chǎn)量

7月20日上午，舜豐生物的水稻組培室內(nèi)，一個(gè)個(gè)水稻幼胚正在培養(yǎng)皿里安靜地生長(zhǎng)。別看都是“小不點(diǎn)”，它們卻有著頂級(jí)的“血脈”。就在不久前，科研人員通過(guò)“基因剪刀”對(duì)它們的基因進(jìn)行了改良。而這次改良，能讓它們的秸稈更粗壯、穗變大、穗粒數(shù)更多，產(chǎn)量提高8%－15.8%。

產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)理張金山告訴記者，基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA（脫氧核糖核酸）片段，它能控制生物的性狀，比如水稻的產(chǎn)量、玉米的高矮、生菜的維生素C含量等。

“糧食產(chǎn)量最大的敵人是逆境，比如高溫、干旱、高鹽堿等。以干旱為例，植物長(zhǎng)期喝不到水，就必須將更多的能量分配到對(duì)干旱的抵御上，而這就會(huì)影響產(chǎn)量。其實(shí)這跟人一樣，孩子生病會(huì)影響長(zhǎng)身體，因?yàn)樵瓉?lái)支撐孩子生長(zhǎng)的能量要去對(duì)抗病毒。”張金山說(shuō)，通過(guò)前期研究，他們知道粳稻的基因序列中有一支由13個(gè)基因組成的“抗旱小隊(duì)”，其中3個(gè)“帶頭大哥”能力最強(qiáng)。而粳稻本身就生長(zhǎng)在水中，基本不需要考慮抗旱的問(wèn)題。于是，他們通過(guò)“基因剪刀”，剪掉這些“帶頭大哥”，光合作用的產(chǎn)物就能更多地作用到產(chǎn)量上。

經(jīng)過(guò)基因編輯的幼胚在30℃恒溫的組培室內(nèi)長(zhǎng)成幼苗后，就會(huì)被送入“快速育種植物工廠”。這里的智能調(diào)控系統(tǒng)，可以精確模擬自然環(huán)境，粳稻幼苗在溫室內(nèi)也能享受到充足的光照和水分。

“粳稻成熟后，再用這些種子進(jìn)行兩至三次的迭代，就能拿到新的種質(zhì)資源?！睆埥鹕秸f(shuō)，他們團(tuán)隊(duì)從2018年投入研發(fā)，2020年成功獲得了高產(chǎn)水稻的遺傳穩(wěn)定植株。而按照傳統(tǒng)的育種方法，改良一個(gè)品種可能需要七八年甚至十幾年的時(shí)間。

目前，他們已經(jīng)在粳稻品種中創(chuàng)制了2個(gè)適宜的種質(zhì)資源，并在浙江、江蘇、安徽等地進(jìn)行了多點(diǎn)產(chǎn)量測(cè)試，最高增產(chǎn)15.8%。

兩把神奇的“剪刀”

舜豐生物精準(zhǔn)高效育種的核心技術(shù)是兩把“基因剪刀”。2018年，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授賴錦盛在噬菌體中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)新型基因編輯工具CRISPR-Cas12i和CRISPR-Cas12j。在全球植物基因編輯領(lǐng)軍科學(xué)家朱健康院士的帶領(lǐng)下，舜豐生物科研團(tuán)隊(duì)與之合作，進(jìn)行系統(tǒng)挖掘及深度優(yōu)化，并于2021年3月正式獲得兩個(gè)新型基因編輯工具的專利授權(quán)。

“通過(guò)基因編輯技術(shù)，我們創(chuàng)制出世界首款香味玉米。”舜豐生物產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)理王飛介紹，他的團(tuán)隊(duì)2019年6月開(kāi)始進(jìn)行香味鮮食玉米研發(fā)，僅用16個(gè)月就拿到了遺傳穩(wěn)定植株，實(shí)現(xiàn)玉米種質(zhì)的創(chuàng)制。

在舜豐生物的展廳內(nèi)，有一個(gè)基因編輯的演示場(chǎng)景：自帶“導(dǎo)航系統(tǒng)”的“基因剪刀”，精準(zhǔn)找到作物的特定基因進(jìn)行切割，而基因在自我修復(fù)過(guò)程中會(huì)發(fā)生突變，實(shí)現(xiàn)定向改造。

“2019年12月，我們最初培育的香味鮮食玉米成熟時(shí)，我剝開(kāi)玉米穗，一個(gè)個(gè)去聞，有香味的超過(guò)20%。”王飛說(shuō)，隨后經(jīng)過(guò)兩至三次迭代，他們成功創(chuàng)制了散發(fā)著稻香味的玉米種質(zhì)。如今，舜豐生物已經(jīng)創(chuàng)制出一批商業(yè)價(jià)值高的玉米新種質(zhì)：株高在5%－50%范圍內(nèi)精準(zhǔn)矮化的抗倒伏高產(chǎn)玉米、甜糯玉米、高賴氨酸玉米、高支鏈淀粉玉米以及高直鏈淀粉玉米等。

“基因編輯可以實(shí)現(xiàn)種質(zhì)改良一步到位，但又不同于轉(zhuǎn)基因，基因編輯完全是對(duì)基因本身的改造，沒(méi)有引入任何外源核酸?！彼簇S生物項(xiàng)目總監(jiān)牛小牧告訴記者，他們的科研是產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向的，不光將基因編輯技術(shù)寫成科研論文，還要讓這項(xiàng)技術(shù)真正造福農(nóng)民、造福農(nóng)業(yè)。

打造基因編輯產(chǎn)業(yè)集群

糧食是社稷之本，種業(yè)是糧食之基，而核心種質(zhì)資源則是種業(yè)的“芯片”。為了解決種質(zhì)資源的“卡脖子”問(wèn)題，2018年5月，濟(jì)南市在國(guó)內(nèi)率先布局了植物基因編輯產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，通過(guò)政府扶持引導(dǎo)、頂尖團(tuán)隊(duì)承接、市場(chǎng)化運(yùn)作共同推動(dòng)基因編輯這一革命性技術(shù)在生物育種領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。舜豐生物正是該項(xiàng)目成立的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作公司。

“我們要通過(guò)搭建世界領(lǐng)先水平的植物基因編輯公共技術(shù)平臺(tái)、基因編輯底層技術(shù)研發(fā)中心、上下游企業(yè)總部基地，打造集人才高地、平臺(tái)支撐、共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、上下游產(chǎn)業(yè)聚集為一體的全鏈條科技創(chuàng)新孵化及產(chǎn)業(yè)化體系，為濟(jì)南打造‘中國(guó)北方種業(yè)之都’的目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。”舜豐生物運(yùn)營(yíng)總監(jiān)汪杰介紹，他們目前已經(jīng)搭建了8000余平方米的技術(shù)平臺(tái)，22000平方米的研發(fā)中心，正在規(guī)劃建設(shè)10萬(wàn)平方米的產(chǎn)業(yè)基地。

去年12月10日，在濟(jì)南植物基因編輯公共技術(shù)平臺(tái)啟動(dòng)活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，舜豐生物分別與深圳華大基因科技有限公司、先正達(dá)生物科技（中國(guó)）有限公司等企業(yè)完成了合作簽約。各企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，將圍繞基因編輯工具和技術(shù)的創(chuàng)新、主要農(nóng)作物優(yōu)良種質(zhì)的創(chuàng)制、特種加工用途作物性狀改良、定制化農(nóng)產(chǎn)品研產(chǎn)供銷體系的搭建、營(yíng)養(yǎng)功能強(qiáng)化產(chǎn)品在大健康產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用及藥用植物功能活性物質(zhì)的開(kāi)發(fā)等方面開(kāi)展合作。

創(chuàng)新之道，唯在得人。截至目前，舜豐生物已經(jīng)匯聚了一支由五位院士領(lǐng)銜，幾十位高層次專家助力，240余位生命科學(xué)領(lǐng)域精英組成的高水平、多層次、國(guó)際化研發(fā)團(tuán)隊(duì)。比如王飛，2018年辭去上海一所高校的工作，來(lái)到濟(jì)南建立了玉米的高效基因編輯體系，開(kāi)展了近二十項(xiàng)玉米性狀改良工作。

“今年1月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《農(nóng)業(yè)用基因編輯植物安全評(píng)價(jià)指南（試行）》，標(biāo)志著基因編輯技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研究階段正式邁向?qū)嶋H應(yīng)用領(lǐng)域。”汪杰表示，舜豐生物將加強(qiáng)針對(duì)基因編輯技術(shù)瓶頸以及衍生技術(shù)的研究，完善現(xiàn)代精準(zhǔn)育種技術(shù)體系，打造種企“最強(qiáng)外腦”，建設(shè)有山東特色的生物育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，助力濟(jì)南打造“北方種業(yè)之都”，推動(dòng)黃河流域現(xiàn)代農(nóng)業(yè)引領(lǐng)區(qū)建設(shè)。

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