基因编辑技术引领食品革命：从真菌肉饼到作物改良

基因编辑技术引领食品革命：从真菌肉饼到作物改良

随着生物技术的飞速发展，基因编辑技术正在深刻改变着食品行业的未来。从实验室到农田，从真菌到作物，基因编辑技术展现出了前所未有的潜力和应用前景。中国科学家在这一领域取得了令人瞩目的成就，为全球粮食安全和农业可持续发展提供了新的解决方案。

在加州大学伯克利分校，生物工程师Vayu Hill-Maini和他的团队正在利用基因编辑技术改造真菌，创造出既美味又营养的“真菌肉饼”。他们选择了一种名为米曲霉菌的多细胞真菌，这种真菌在东亚已被用于发酵淀粉制成清酒、酱油和味噌数百年。通过CRISPR-Cas9技术，研究团队对真菌的基因组进行改造，提高了血红素和麦角硫因的产量，使其呈现出诱人的红色，并具备了类似肉类的口感。经过简单处理后，收获的真菌可以塑形成肉饼，煎成看起来很诱人的汉堡。

这一创新不仅展示了基因编辑技术在食品领域的巨大潜力，也为解决全球粮食安全问题提供了新的思路。与现有复杂配料表的人造肉替代品以及成本高昂且技术难度大的细胞培养肉相比，真菌的优势显而易见。此外，该团队的基因编辑工具包也为整个合成生物学领域带来了巨大飞跃。

在中国，基因编辑技术在农业育种中的应用同样取得了突破性进展。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组长期致力于基因组编辑技术的自主创新，在精准基因组编辑技术研发、作物基因组编辑育种方法以及种质创新方面取得了系列成果。2024年4月，高彩霞研究员在Nature Reviews Genetics上发表综述文章，系统介绍了基因组编辑技术在现代作物育种中的变革性作用。

中国科学院院士李家洋等科研人员提出了基因编辑技术“从头驯化”新作物的策略。通过将现代栽培种中控制产量、营养品质等特性的关键基因引入野生种中，既保留野生植物优良性状，又高效精准改良其未驯化的性状，使其主要农艺性状达到现代品种水平。例如，科研人员对野生番茄中控制生长习性、果实形状、果实数和营养品质等性状相关的基因进行编辑，实现了野生番茄的快速从头驯化，获得果实增大、果实数增多和番茄红素含量显著提高的新材料。

在小麦基因编辑领域，中国农业科学院作物科学研究所作物精准育种技术创新团队基于我国自主知识产权的新工具Cas12i3-5M，成功研发了一套新型高效的小麦基因编辑系统。该系统在多个小麦品种中实现了高达88.99%的平均编辑效率，显著提高了基因编辑效率，并克服了多倍体小麦基因组的微同源重组修复导致的编辑效率降低问题。这一成果为小麦和其他重要农作物的基因功能研究和遗传改良提供了重要技术支撑。

中国政府高度重视基因编辑育种技术的发展。自2021年初中央一号文件发出“打好种业翻身仗”的号召以来，我国种业支持政策密集出台，为基因编辑育种行业发展注入了强大的活力。2022年，我国颁布了《农业用基因编辑植物安全评价指南（试行）》，这是国内首个专门针对基因编辑植物的安全性评估标准。2023年4月，舜丰生物高油酸大豆获得全国首个植物基因编辑生产应用安全证书，率先开启了育种技术的产业化，推动大豆基因编辑育种商业化进程。

在全球范围内，基因编辑技术的开放和合作趋势日益明显。作为全球领先的农业科技公司之一，先正达集团将为全球学术研究提供优质基因编辑和育种技术的授权，以推进集团促进创新和推动农业可持续发展的承诺。先正达全球种子研究负责人Gusui Wu表示：“CRISPR技术具有无穷潜力，可以推进作物创新，为农民创造价值。在农业领域推广CRISPR技术，可以改变我们的作物育种方式，加速创新的发现和应用，为种植者提供更高产、更具韧性的作物。”

基因编辑技术在食品领域的革命性应用，不仅展示了其在创造新型食品和改良作物方面的巨大潜力，更为全球粮食安全和农业可持续发展提供了新的解决方案。中国科学家在这一领域的创新和突破，不仅为本国农业发展注入了新的动力，也为全球农业科技创新和粮食安全作出了重要贡献。