黑土地上謀「種」計 中國生物育種大會破解糧食安全題
2025-11-04 10:27 4,296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)
■本報記者 吳雨倫 中國飛盤隊今日完成了世界運動會歷史首秀，在團隊飛盤項目中以8比13憾負德國隊。近年來飛盤運動在中國從校園社團悄然興起，經歷了城市俱樂部遍地開花的繁榮，最終從街頭走向國際賽場——這支由職員、老師、學生等組成的中國隊就是最真實寫照。 25歲的李鑫今年6月剛畢業於成都大學，9月將成為德陽市一所小學的體育老師。他至今記得2018年那個夏天。在成都大學的軍訓操場上，師兄們手中的飛盤令他十分好奇。「我試玩了一次，就徹底迷上了。」彼時的他不會想到，七年後自己會身披國家隊戰袍，站上世運會賽場。 飛盤運動起源於上世紀60年代的美國，1989年德國卡爾斯魯厄世運會，團隊飛盤首次作為邀請項目亮相，此後在2001年秋田世運會上成為正式項目。中國隊此前從未出戰，只因國內的飛盤運動起步較晚，就在七年前，還只是一項小眾運動。 李鑫加入成都大學飛盤社團時，整個社團僅20多人，身邊多數同班同學都對這項運動感到陌生。第一次在校園組織飛盤體驗活動時，半天下來只吸引了寥寥數人。如今，這個社團已發展到近百人規模，就連以前不理解他的朋友，也經常在朋友圈裡曬飛盤運動時的照片。 國家隊選手周安琪與飛盤的緣分始於2021年，那正是飛盤運動憑藉低門檻、強社交的特點成為都市青年運動新寵的階段。當時在運動品牌公司工作的她，偶然接觸到上海滬蛙飛盤俱樂部，瞬間被這項運動吸引。「有一個機會讓所有人在同一片場地爭奪飛盤，共享一塊盤，還能打破性別壁壘，這項運動太酷了。」 作為打工人，周安琪需要在工作與訓練間艱難平衡。她平時利用下班後和周末的時間訓練。她坦言，業餘運動員難免要面對「賺錢養家」與「追逐夢想」的矛盾，但她「願意這樣為愛折騰」。公司的支持更是讓她心懷感激：「我必須要感謝我的老闆，她給了我假期讓我有機會參加世運會，這份理解也是我堅持的動力。」 去年通過選拔進入中國飛盤隊，如今在世運會的舞臺上代表中國出戰，周安琪深知意義非凡：「這是飛盤被更多中國人看到的機會，能讓大家知道它是熱血、正規的運動。」目前，周安琪所在飛盤俱樂部的成員大部分是與她年齡相仿的都市打工人，這正是近年來飛盤運動在國內群眾基礎持續擴大的寫照。截至2024年底，全國31個省區市及港澳臺地區飛盤項目註冊協會超100家，俱樂部達900餘家，覆蓋近200個城市，高校飛盤社團增長率連續三年超過40%。 與群眾基礎同步提升的還有專業競技水平。在英國諾丁漢舉行的2023年U24世界青年飛盤錦標賽上，來自新加坡的何志豪經人推薦，成為中國飛盤集訓隊的主教練。彼時的他已與飛盤相伴19年，從18歲踏入大學校園初次接觸這項運動開始，便與飛盤結下了不解之緣。回憶起自己剛接觸飛盤運動時，何志豪坦言：「當時新加坡飛盤的發展狀況比現在中國糟糕得多，全國打盤的總共也就百來人。」 有了基礎，才有上層建築。中國飛盤隊直到2024年才真正完成組建，在此之前，甚至湊不出一支專業隊參賽。「中國這兩年的飛盤發展速度遠超預期。」何志豪對中國飛盤近兩年來的跨越式發展尤為感慨，「如果新加坡回到10到15年前，我們可能連與強隊對抗的機會都沒有，但現在中國隊在和德國隊比賽都能咬得住。」 在中國執教的一年又八個月後，何志豪坦陳，中國飛盤運動雖然進步飛速，但與頂尖水平依然存在五到七年的差距。他表示，日本、澳大利亞、新加坡等亞洲飛盤水平先進的國家已形成非常成熟的培養體系，而中國還在積累探索階段；以新加坡為例，高校和中學已將飛盤列為常規體育項目，全民參與度很高，而中國在青少年基礎、賽事體系等方面仍需完善。 周安琪眼中的未來是「飛盤的蛋糕越做越大」，並呼籲更多人透過爆火現象與社交屬性看到這項運動的專業性。不過相比兩三年前，如今國內的飛盤熱潮逐漸褪去，她對此並不避諱：「初期吸引大量愛好者是好事，這是擴大群眾基礎的第一步。」在周安琪看來，那些在浪潮中沉澱下來的愛好者，「才能支撐中國飛盤走得更遠」。 (本報成都8月12日專電)
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