新型技术出炉！有人称之能够改变整个养殖行业，您知道是什么吗？

前言：

日本的商业水产养殖运营商已经开始种植基因组编辑鱼类，该技术在提高该行业的环境管理、生产力和抗病能力方面具有巨大潜力。

目前已有超过25个水产养殖物种成功进行了基因编辑

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一、为什么粮食问题成为未来的关键问题

这是水产养殖技术中心(CAT)创新总监和首席执行官泽维尔·劳斯 (Xavier Lauth) 和约翰·布坎南 (John Buchanan) 的坚定信念，该公司一直处于开发多种水产养殖物种基因编辑技术的最前沿。

John Buchanan反应道：“针对有鳍鱼类（尤其是罗非鱼）的基因工程研究是最先进的，但针对虾和牡蛎的一些早期工作也在进行中。在CAT，我们正在通过基因组编辑将养殖鱼类100%不育商业化。我们认为不育是水产养殖中其他有益基因组编辑商业化的必要先决条件。100%不育的养殖鱼类还为政府对转基因技术的监管提供了解决方案，通过保护生物多样性提供环境效益，并提高生产力和经济效益。”

Xavier Lauth对此表示同意，并指出全球人口不断增长的营养需求是使用基因编辑的主要动机。

“这不仅仅是增加粮食产量的问题，我们还必须考虑到资源减少和气候变化，重新评估我们需要生产什么粮食以及如何生产粮食，重点关注营养和生产效率。“

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二、什么是基因组编辑

尽管GE可能会导致公众舆论两极分化，但自2012年以来一直在使用该技术的Xavier Lauth，为为什么应该接受该技术提供了非常明确的论据。这是基于他对科学过程的理解以及科学过程是一个定期自然发生的过程这一事实。

Xavier Lauth表示：“基因组编辑本质上是一套非常精确和可编程的工具，我们可以用它来重写生物体的遗传密码。这是10亿年前在细菌中进化出来的自然系统，帮助它们对抗病毒。现在它已被重新调整用途并优化为不同版本，包括用于植物和动物细胞的CrispR-Cas9。该技术创造了自然发生的遗传变异。最初它被用来以极高的精度和效率使基因失活，但现在我们实际上可以在特定的DNA片段上重写基因组，并将不理想的版本替换为好的版本，并从根本上解决遗传问题。”

“基因编辑的核心最初是一个发现，后来成为一系列发明，现在在生物技术、农业和医学领域有着非常深远的应用。它创造了一个新世界，我们可以在其中推动医疗保健和食品生产，以及其他应用的惊人改进。”

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三、GE在水产养殖中的应用

Xavier Lauth表示，迄今为止，已有超过25个水产养殖物种成功进行了基因编辑，但罗非鱼由于其生命力旺盛、繁殖力强且时间短，成为迄今为止该领域研究最多的对象。

同时，在性状方面，不育、性别决定、产量、生长、色素沉着和抗病性主导了该领域的科学研究。

John Buchanan解释道：“科学家们，包括我们CAT的团队，正在从事两种主要类型的研究。第一个是基因工程，它将创造基因变异，从而改善商业绩效，从而促进养鱼业的经济和可持续性发展。第二个是构建工具，在有鳍鱼类和贝类中进行商业规模的基因工程。这些工具对于有效地将GE推向全球行业是必要的。基因工程的潜力在于将关键性状的遗传进展提高几个数量级，比传统育种所实现的要高出几个数量级。这种生长、效率和抗病性的改善将彻底改变遗传改良的行业战略，以及遗传学满足水产养殖业不断变化的需求的速度。”

基因工程利用了古细菌进化的机制

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四、GE是水产养殖的里程碑

Xavier Lauth表示，CAT的第一个基因编辑突破是在2012年生产出无色素沉着的罗非鱼，而在2018年，他们实现了从单一性别鱼群中大规模生产100%不育罗非鱼。

“它解决了养殖户面临的一个困境：他们希望在育种计划中获得能育的鱼，但在养殖中却想要不育的鱼，目前已在五大洲20多个国家申请了专利。我们还表明，不育可以提高性能，因为原本用于繁殖的能量被用于生长。”

2019年，也就是被Cuna del Mar收购的那一年，CAT发起了一项新计划，旨在改善动物福利、产量和生长。

Xavier Lauth指出：“最近生成的数据显示，与未经编辑的兄弟姐妹相比，八个月大的罗非鱼的生长速度显着增加了33%。这是通过优化饲料摄入和能量消耗之间的平衡来实现的。”

Cuna del Mar的投资使他们能够扩大和开设最先进的罗非鱼和虾研发研究设施。

最近，Lauth提到了Ashutosh Pudasaini和Tuong Tran进行的南美白对虾基因编辑的开创性可行性试验。

“这是一项艰巨的任务，特别是处理虾卵是一个主要问题，因为它们非常小且非常脆弱，并且花费了多年的繁琐努力，但他们现在拥有一个运行非常高效的系统，我们为成就感到非常自豪。”

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五、GE法规

虽然GE在公众舆论和国家法规方面存在分歧，但Xavier Lauth和John Buchanan认为它越来越被接受。

Xavier Lauth指出：“一些国家现在已经放宽或取消对基因工程法规的监管，将其作为创造遗传变异的自然形式，因此存在接受基因编辑的趋势，但科学和政策治理与基因工程产品的管理之间仍然存在差距，需要协调一致GE监管框架。”

John Buchanan指出了许多监管和科学进步。

“为提高AquaBounty产量而进行基因组编辑的罗非鱼已在阿根廷和巴西放松管制。虽然目前还没有养殖，但却成为可能。在日本，基因组编辑的红鲷和虎河豚已获得批准，并在循环水系统中养殖，并由区域鱼类公司出售给商业，但产量很小。基因工程已经在人类医学中用于治疗由缺陷基因引起的疾病。养猪者已经培育出了对导致仔猪死亡的地方性病毒有抵抗力的转基因猪品种。”

“大多数政府监管机构都明白，GE与自然遗传变异没有区别，并且没有引入外源DNA。在许多市场中，GE受到的监管与转基因生物、转基因或其他生物技术不同。这对于将该技术推向商业化至关重要。CAT将无菌转基因鱼的引入视为释放该技术潜在优势的催化剂。我们投资了鱼类和虾的基因组编辑设施，并将向市场推出基因组编辑不育解决方案。”

基因工程正在慢慢地被人们所接受，但仍然是一个有分歧的话题。

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六、社会的认可

John Buchanan表示，随着食品安全和环境挑战已成为主流关注点，消费者越来越容易接受GE的好处。

“如果事实证明转基因可以给鱼类、环境、消费者和生产者带来好处，那么消费者就会接受这项技术。CAT发现大多数消费者已准备好接受该技术提供的解决方案；我们将继续在养鱼业的各个方面宣传GE的优势。”

与此同时，Xavier Lauth建议与监管机构、养殖、政策制定者和公众合作，讨论基因编辑技术的风险和收益。

“我们需要更好地解释，转基因鱼遗传密码的变化与自然发生的DNA变化没有区别——当你比较同一物种的成员时，这种变化存在数以百万计，而且它们每天都会自发发生。平均而言，细胞每次分裂时都会发生一次突变，而突变可以带来明显的改善——这就是进化的原理。这是一种自然发生的现象。”

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七、商业可行性

基因编辑仍然依赖于广泛应用于商业水产养殖的技术，这些技术的成本很高，但Xavier Lauth建预计，早期采用者将了解实施该技术的潜在经济回报，提供有吸引力的投资回报。他指出基因编辑可以产生长期、大量的节省成本。

“如果将罗非鱼的饲料转化效率提高10%，养殖户的利润就会翻倍。”

然而，他对时间很现实的问题。

“挑战之一是建立这些线路所需的时间。有些物种的编辑和建立线路将是一个缓慢而艰难的过程，特别是对于需要四年才能成为成熟的鱼类。你需要至少两代，可能三代才能将你的编辑整合到一起，实现商业化，然而，在使用这项技术12年之后（才取得了巨大进步），但是现在的进步速度在加快了。”

“我预计基因编辑传递方法将取得突破，并更好地理解机制，这将为更有效、更精确的广泛应用铺平道路。碱基编辑等尖端技术（可以在不破坏DNA链的情况下将一个DNA字母更改为另一个字母）将带来新的可能性和无与伦比的精确度。这些已经在我们身边了，现在是进入这个行业的一个非常激动人心的时刻。”

与此同时，CAT正忙于加强在这一领域的工作。

John Buchanan总结道：“我们致力于将基因工程应用于各种性状和物种的商业应用，并在这一领域的研发上投入了大量资金。到2024年，我们将继续与商业伙伴合作，通过转基因技术实现商业生产100%不育的鱼类，这将为增加对生产者和消费者有利的额外转基因特性奠定基础，同时支持环境管理。”