寧夏實施「四大工程」引育人才
2025-12-19 21:44 1,678次浏览北京8月4日電 (記者 孫自法)在生命科學領域，基因組編輯技術的迅速發展和廣泛應用，為基礎研究和應用開發提供強大的技術支撐。不過，大片段DNA編輯一直面臨重大挑戰，對數千乃至數百萬鹼基的精準操縱更是基因編輯領域的核心難題，備受關注。 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所的消息說，該所高彩霞研究員團隊最新研發出一種新型可編程的染色體編輯技術(PCE)。該技術在動植物中實現了從千鹼基到兆鹼基級別DNA的多類型染色體精準操縱，顯著提升了真核生物基因組的操縱尺度和能力。 利用大片段DNA精準操縱技術，研究人員不僅能實現多基因疊加編輯，還可通過操控基因組結構變異，為作物性狀改良和遺傳疾病治療開闢新路徑。同時，該技術有望推動新型育種策略的發展，例如通過操縱遺傳連鎖、調控重組頻率實現育性控制，以及消除連鎖累贅，充分釋放野生種質資源中優異等位基因的育種潛力。此外，精準染色體編輯技術的突破將加速人工染色體構建，在合成生物學等新興領域也有重要的應用前景。 本項研究PCE系統的開發和精準染色體編輯示意圖。(中國科學院遺傳發育所 供圖) 這項攻克大片段DNA精準編輯的重要成果論文，北京時間4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》上線發表。審稿人評價認為，中國團隊發表的研究工作，代表了基因工程領域的重大突破，在育種和基因治療方面具有巨大的應用潛力。 論文通訊作者高彩霞介紹說，以基因編輯工具CRISPR及其衍生技術為代表的編輯系統，通過可編程的嚮導RNA(核糖核酸)引導Cas9等核酸酶靶向基因組特定位點，已廣泛應用於特定鹼基和短片段DNA的精準編輯。但針對大片段DNA編輯，現有工具在編輯效率、尺度、精準性及類型多樣性等方面仍存在明顯不足。 研究團隊發現，位點特異性重組酶(Cre-Lox)系統具有染色體水平DNA操縱潛力，其原理是在基因組中引入Lox序列後，由Cre重組酶介導Lox位點之間的DNA重組來實現全基因組範圍內的遺傳操縱，但Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約。 高彩霞指出，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑，逐一突破3項限制，並通過技術的集成優化，成功構建PCE與RePCE兩個可編程染色體編輯系統，可對不同Lox位點的插入位置和方向進行靈活編程，實現鹼基從千比特(kb)到兆比特(Mb)尺度的大片段DNA精準無痕操縱。 研究團隊表示，他們在動植物細胞中，利用新研發的系統已成功實現18.8kb超大片段DNA的定點整合、5kb序列的定向替換、12Mb的染色體倒位、4Mb的染色體刪除及整條染色體的易位。他們還利用新型大片段DNA精準操縱技術，成功創製含315kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。(完)
拉薩8月14日電 題：破解西藏水稻種植「密碼」 高原人民初嘗大米豐收喜悅 記者 趙延 「8月是水稻孕穗的關鍵期，不知道加查的水稻長得怎麼樣了？」遠在河南學習的範春捆還是很關心當前水稻的長勢，他思慮再三，還是定了8月10日回拉薩的機票，連夜趕到西藏加查縣。 8月11日，範春捆在西藏山南加查縣冷達鄉共康村水稻田裡觀察水稻孕穗情況。 發 陳立超 攝 西藏自治區農牧科學院農業研究所副研究員範春捆2006年畢業於河南農業大學，通過西藏區外人才引進來到拉薩工作。範春捆回憶，當時他被分到日喀則市白朗縣巴雪試驗站，跟著農業種植經驗豐富的禹代林老師一起蹲點搞科研。 「我們去推廣『標準化種植技術』。」範春捆介紹，就是指導當地農民包衣種子，去除青稞地的雜草、噴灑除草劑等。天天往地裡跑，很快他的臉曬脫皮了，嘴巴乾裂出一道道口子，回到住處還要自己挑水做飯，「那時條件是真苦。」範春捆也找過老師抱怨，但是禹代林總是樂呵呵地鼓勵他：「小夥子，慢慢就好了。」 他和老師一幹就是8年，慢慢真的好起來了。如今的日喀則成了「西藏的糧倉」，農業種植已實現機械化、標準化，老百姓有更多的時間去務工，蓋了新房子、買了轎車。 2014年，範春捆回到了農業研究所，開始研究小麥育種。 「什麼？要在西藏試種旱稻？」2018年9月範春捆突然接到新任務。他想，西藏溫度這麼低，種植旱稻簡直是天方夜譚，最終他還是硬著頭皮答應試試。 範春捆先在西藏和平解放後開墾的第一塊耕地上種了來自全國各地的700多個稻穀品種，同時在溫室裡也種了對比實驗。「結果，大田裡所有的稻子都長不高，結穗很小、空殼，而溫室的稻子可以生長發育和結實。」究其原因，主要是極端低溫和積溫不足造成的。 次年，他聽從唐亞偉研究員的建議，旱稻改為水田，長勢依然不理想。明知沒有希望，一年來，他每天依然去試驗田觀察、記錄水稻植株的變化。 2020年9月4日，範春捆回想起那一天，仍歷歷在目。他跟愛人吃過晚飯去散步，溜達到試驗田。遠遠望去，有一株水稻微微低了頭。「當時激動得心都快飛出來了。」範春捆利索地脫鞋下田，來到這株水稻旁邊，手一捏穎殼，冒出了白漿。「成了！」他高興地對著愛人喊道。 之後的三年，通過南繁加代育種技術，他從那株雜合體水稻中系統選育出LS-68和LS-2兩個水稻新品系。根據海拔和氣候條件，他選取拉薩市區(海拔3650米)、山南市加查縣(海拔3217米)、林芝市巴宜區(海拔2990米)和察隅縣(海拔1500米)等地，進行不同生態適應性鑑定。「之所以，在這麼多地方設置試驗田，就是看看什麼地方更適合水稻的生長。」範春捆說。 資料圖為3月27日範春捆(右二正面)在林芝察隅縣沙瑪村指導村民水稻播種 發 範春捆供圖 「高原種水稻核心就是種子。」範春捆介紹，這兩個種子耐低溫、抗鹽鹼、高光效。通過田間試驗，2023年，山南市加查縣冷達鄉巴達村試驗點20畝水稻首次迎來豐收，總產量達到2萬斤。當地百姓初嘗大米豐收的喜悅，「第一次吃到自己種的大米，太驚喜了。」村民卓嘎說。經過範春捆的悉心指導，如今，當地村民已熟練掌握了水稻種植技術，從育秧到收穫，村民們都可以自己完成。 8月11日，範春捆(右二)告訴冷達鄉共康村村民近期田間管理注意事項。發 陳立超 攝 此次，範春捆來到冷達鄉共康村水稻田邊，一片翠綠映入眼帘，他對水稻的長勢十分滿意：「在沙地上長成這樣，已經非常好了。」對比去年的收成，範春捆預測今年畝產量將約達1200斤。 範春捆表示，過去，西藏水稻主要在林芝市察隅縣、墨脫縣等低海拔地區種植，現今高海拔水稻試驗成功，填補了西藏高海拔地區水稻種植的空白，不但突破世界水稻種植極限，也為西藏糧食多元化發展提供了核心科技支撐，更為全中國乃至全球水稻耐寒育種和栽培起到了積極的推動作用。 隨著西藏經濟與社會發展，居民飲食習慣發生了很大變化，從舊時的粗放單一，到現在飲食結構均衡多樣、營養全面。大米正逐步成為西藏多數人的主糧之一。(完)
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