CRISPR/Cas9技术如何改变水稻育种？

CRISPR/Cas9技术如何改变水稻育种？

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https://m.sohu.com/a/823323574_121124027/?pvid=000115_3w_a

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https://lifescience.sinh.ac.cn/202409/20240903.htm

近年来，CRISPR/Cas9基因编辑技术在水稻育种领域的应用取得了显著进展，为解决全球粮食安全问题提供了新的解决方案。通过精确修改水稻基因，科学家们能够培育出更高产、更抗病虫害的新品种。这一技术不仅简化了传统育种过程，还大大缩短了育种时间。

技术应用案例

2024年11月，宜春学院刘晓龙课题组在《植物生物技术杂志》上发表研究论文，报道了利用CRISPR/Cas9技术敲除水稻NADPH氧化酶编码基因OsRbohB，显著提高了水稻的耐热性。研究发现，敲除OsRbohB基因后，水稻在极端高温或长时间高温胁迫下的活性氧（ROS）水平显著降低，发芽率、幼苗存活率和产量都有所提高。

华中农业大学研究团队则通过CRISPR/Cas9技术创建了大量oscrk突变体材料，揭示了OsCRK基因簇成员在水稻抗旱、耐低温、耐高温和抗白叶枯病调控中的不同功能。这一发现为解析水稻CRK家族的进化和功能提供了新的视角，也为未来作物遗传改良提供了新的基因资源。

改良效果

通过CRISPR/Cas9技术，科学家能够精准编辑水稻基因，实现对特定性状的改良。例如，连云港市农业科学院等机构利用该技术对粳稻品种连粳11的Badh2和OsRR22基因进行编辑，成功获得了一批具有耐盐性和香味的水稻材料。研究显示，编辑后的水稻材料在128 mmol/L氯化钠处理14天后，苗高增加15.2%，苗鲜质量增加45.2%，苗干质量增加13.2%。

行业发展现状

我国基因编辑育种技术快速发展，已进入商业化应用阶段。2022年，中国农作物种子市场规模达到1293亿元，同比增长0.97%，保持了平稳的增长态势。主要企业如北京大北农科技集团股份有限公司和袁隆平农业高科技股份有限公司在该领域积极布局，研发投入持续增加。

大北农种业产品2023年上半年收入2.64亿元，同比增长45.54%。隆平高科2023年上半年营业收入17.85亿元，同比增长49.0%，研发费用2.70亿元，同比增长33.17%。这些数据表明，基因编辑育种技术正逐渐成为种业企业的重要发展方向。

未来展望

尽管CRISPR/Cas9技术在水稻育种中展现出巨大潜力，但仍面临一些挑战。例如，如何提高基因编辑的精准度和效率，减少脱靶效应；如何平衡技术创新与伦理规范，确保基因编辑作物的安全性和社会接受度等。此外，基因编辑育种技术还受到政策监管的严格约束，需要获得相关部门的审批和许可。

总体而言，CRISPR/Cas9技术为水稻遗传改良提供了强大工具，有望解决食品安全、资源短缺等全球性问题。随着技术的不断进步和政策的逐步完善，该技术在农业生产中的应用前景将更加广阔。