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最新!全球转基因、基因编辑动态一览

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转基因、基因编辑育种是迄今为止全球发展速度最快、应用范围最广、产业影响最大的现代生物育种技术。

今年是全球生物技术投入实际应用的第43年,也是生物技术作物商业化的第29年。截至2024年12月,已有30多个国家批准了转基因作物的种植。

当前,美国、欧洲、日本、荷兰、韩国、阿根廷、加拿大、中国等国家在转基因、基因编辑等方面动作频频,最新动态如何?一起来看看!

01美国食品药品监督管理局批准1项转基因苹果、1项转基因大豆、1项转基因马铃薯用于食品和饲料

2025年1月3日、1月17日、2月14日,美国食品药品监督管理局(FDA)公开了转基因苹果PG451(OKAPGØØ4-1)、转基因大豆MON94313(MON-94313-8)、转基因马铃薯BG25(SPS-ØBG25-7)的安全性评价咨询,并批准用于食品和饲料。

转基因苹果PG451由加拿大Okanagan Specialty Fruits公司研发,通过导入一个嵌合RNAi序列,沉默了4个编码多酚氧化酶的基因(PPO2、GPO3、APO5和pSR7),从而抑制多酚氧化酶的表达,使苹果具有防褐变的特性。

转基因大豆MON94313由拜耳公司研发,通过转入dmo、pat、RdpA 和 TDO基因,兼具耐麦草畏、草铵膦、2,4-D除草剂和β-三酮类除草剂的特性。转基因马铃薯BG25由美国J.R.Simplot Company 研发,通过表达 Rpi-amr3、Rpi-blb2、Rpi-vnt1、StmAls 蛋白,以及通过RNAi技术抑制PVY-CP、VInv 和 Ppo基因的表达,兼具降低还原糖含量、减少酶促褐变以及抗马铃薯晚疫病的特性。

FDA认为该转基因苹果、转基因大豆、转基因马铃薯- 1的成分、安全性及其他参数与目前市场同类产品无实质性差异,因此,不会涉及上市前审查或需要FDA批准的问题,但在销售源于转基因苹果PG451、转基因大豆MON94313、转基因马铃薯BG25的人类食品或动物饲料之前需获得美国环保局和农业部许可,同时该产品上市还需要根据《国家生物工程食品信息披露标准》进行标识。

02 欧洲食品安全局发布1项转基因大豆、1项转基因玉米、1种转基因菌株产生的大豆血红蛋白、8种转基因菌株产生的食品酶的安全性评估报告、2种转基因菌株产生的食品酶扩展用途的安全性评估报告

2024年11月11日、11月15日、12月13日、12月16日、12月17日、2025年1月29日、2月12日、2月19日,欧洲食品安全局(EFSA)发布了对转基因大豆MON87705×MON87708×MON 89788、转基因玉米DP51291和转基因法夫驹形氏酵母菌株产生的大豆血红蛋白、10种转基因菌株产生的食品酶的安全性评估报告。

转基因大豆MON87705×MON87708×MON89788,由孟山都(2018年已被拜耳集团收购)研发,具有抗虫耐除草剂的特性。转基因玉米DP51291由科迪华公司研发,通过表达源于绿针假单胞菌的IPD072Aa蛋白、源于绿色产色链霉菌的PAT蛋白和源于大肠杆菌的PMI蛋白,兼具抗玉米根虫和耐草铵膦的特性。

转基因法夫驹形氏酵母菌株产生的大豆血红蛋白被用作人造肉产品中的调味剂。转基因枯草芽孢杆菌菌株AR-153产生的内切1,4-β-木聚糖酶,主要用于谷物及其他粮食加工。

转基因里氏木霉菌株产生的果聚糖β-果糖苷酶,主要用于谷物及其他粮食加工。转基-3因米曲霉菌株NZYM-FB产生的内切1,4-β-木聚糖酶,主要用于淀粉及麸质产品、蒸馏酒精、烘焙及其他谷物产品和酿造产品的生产。转基因米曲霉菌株NZYM-LH产生的三酰甘油脂肪酶,主要用于谷物及其他粮食加工。转基因米曲霉菌株NZYM-AL产生的三酰甘油脂肪酶,主要用于谷物和其他粮食加工及油脂加工。转基因米曲霉菌株NZYMFL产生的三酰甘油脂肪酶,主要用于蛋和蛋制品及油脂加工。

转基因谷氨酸棒杆菌菌株产生的饲用添加剂L-缬氨酸,主要用于动物饲料营养添加剂。转基因解淀粉芽孢杆菌菌株产生的食品酶中性蛋白酶,主要用于加工乳制品、蛋及蛋制品、肉类和鱼类、谷物类以及植物和真菌衍生产品。

转基因黑曲霉菌株生产的食品酶葡萄糖氧化酶,此前已获得授权用于生产烘焙产品,本次申请人申请扩展应用范围至生产非烘焙用途的谷物基产品。转基因黑曲霉菌株生产的食品酶三酰甘油脂肪酶,此前已获得授权用于生产烘焙产品,本次申请人申请扩展应用范围至非烘焙目的的谷物基产品生产。

EFSA GMO专家组评估后认为,以上转基因大豆、转基因玉米在食品/饲料安全、营养问题以及人类和动物健康、环境潜在影响方面,与其同类常规产品同等安全。转基因法夫驹形氏酵母菌株产生的大豆血红蛋白基于分子特征和生物信息学分析,未发现安全风险,对环境的影响可忽略不计。转基因菌株产生的食品酶,最终产物中未检测到活细胞及其重组DNA,在建议的最大使用量下,摄入的有机固体含量在安全范围内,其氨基酸序列与已知过敏原无匹配,在预定条件下不会引起安全问题。

03 澳新食品标准局批准1项转基因马铃薯、1项转基因甜菜用于食品、2项以转基因菌株为原料的加工助剂

2024年11月8日、2025年2月14日,澳新食品标准局批准转基因马铃薯BG25、转基因甜菜KWS20-1和2项以转基因菌株为原料的加工助剂。转基因马铃薯BG25由美国SPS International 公司研发,通过表达 VNT1、AMR3和BLB2蛋白,以及沉默内源基因Vlnv和Ppo,兼具低还原糖和减少褐变以及抗马铃薯晚疫病的特性,已被美国批准用于种植。

转基因甜菜KWS20-1由拜耳公司研发,通过表达CP4EPSPS、PAT和 DMO蛋白,兼具耐麦草畏、草铵膦和草甘膦的特性。目前该转基因甜菜已被加拿大批准用于食品、饲料和种植,被美国批准用于种植。表达源于转基因黑曲霉菌株的葡糖淀粉酶加工助剂由丹麦NovozymesJapan公司研发,主要用于酿造、烘焙、淀粉加工和蒸馏酒精生产过程。源于转基因法夫驹形氏酵母的三酰甘油脂肪酶加工助剂由瑞士DanstarFermentAG公司研发,主要用于加工面包和烘焙产品。

04 日本消费者厅宣布2项转基因玉米和1项转基因酶通过食品安全审查

2024年10月 24日、11月29日、2025年2月14日,日本消费者厅公布了转基因玉米DAS1131、DP915635和转基因转谷氨酰胺酶、转基因多酚氧化酶通过食品安全审查。

其中,转基因玉米DAS1131由科迪华公司研发,通过表达源于苏云金芽孢杆菌的Cry1Da2蛋白和源于链霉菌的DGT28 EPSPS蛋白,兼具抗鳞翅目昆虫和耐草甘膦的特性,已被澳大利亚和新西兰批准用于食品,被美国和巴西批准用于食品和饲料,被加拿大和阿根廷批准用于食品、饲料和商业化种植。

转基因玉米DP915635由科迪华公司研发,通过引入源于带状瓶尔小草的IPD079Ea蛋白、源于绿色产色链霉菌的PAT蛋白和源于大肠杆菌的PMI蛋白,兼具抗鞘翅目昆虫和耐草铵膦的特性。该转基因玉米目前已被澳大利亚和新西兰批准用于食品,被美国、欧盟和韩国批准用于食品和饲料,被加拿大批准用于食品、饲料和种植。

转基因转谷氨酰胺酶由日本AmanoEnzyme公司研发,通过将源于茂原链霉菌(BTG-5)菌株的转谷氨酰胺酶基因导入茂原链霉菌菌株(TTG-1)中制备而成,具有催化蛋白质中谷氨酰胺残基与赖氨酸残基之间交联反应的作用。转基因多酚氧化酶由丹麦Novozymes公司研发,通过将源于喜热梭孢壳菌株的多酚氧化酶基因导入米曲霉菌株中制备而成,而其中的醌类化合物与含硫化合物等成分发生反应,从而发挥除臭效果,因此该酶可被添加到口香糖等糖果中,以实现口腔除臭的目的。

05 韩国食品药品安全部公布第236、237、238、239次转基因安全性审查委员会审查结果

2024年10—12月,韩国食品药品安全部先后公布了第236、237、238、239次转基因安全性审查委员会审查结果。根据申请人提交的数据,转基因安全性审查委员会认为巴斯夫公司申请的转基因油菜RF3、MS8/RF3兼具耐草铵膦和育性恢复的特性;先正达公司申请的转基因玉米Bt11×MIR162×TC1507×NK603 、 Bt11×TC1507×NK603 、Bt11×MZIR098×DP-004114×NK603 具有耐草铵膦和草甘膦以及抗鳞翅目害虫的特性;科迪华公司申请的转基因油菜DP-073496-4,具有耐受草甘膦的特性;拜耳公司申请的转基因抗虫棉花MON15947;韩国CJCheilJedang公司申请的转基因微生物FIS002;诺维信公司申请的以转基因微生物为原料的食品添加剂木聚糖酶,均不存在安全问题。

06 阿根廷经济部农业、畜牧业和渔业秘书处批准1项转基因玉米用于食品、饲料和商业化种植、3项转基因酿酒酵母用于商业销售

2024年10月24日、12月20日,阿根廷经济部农业、畜牧业和渔业秘书处发布转化体批准通知,批准转基因玉米DAS1131 用于食品、饲料和商业化种植、转基因酵母cepa SCY015 用于商业销售。

转基因玉米DAS1131由科迪华公司研发,通过表达源于苏云金芽孢杆菌的Cry1Da2蛋白和源于链霉菌的DGT-28EPSPS蛋白,兼具抗鳞翅目昆虫和耐草甘膦的特性。该转基因玉米目前已被日本、澳大利亚和新西兰批准用于食品,被美国和巴西批准用于食品和饲料,被加拿大批准用于食品、饲料和种植。

转基因酵母cepa SCY015由诺维信公司研发,具有提高戊糖和葡萄糖发酵效率的特性,主要用于生产生物乙醇。转基因酿酒酵母GICC03671(GPY010279)和 GICC03636(GPY010240)由丹麦的丹尼斯克(阿根廷)公司研发,通过在酵母菌株中表达葡糖淀粉酶基因、RuBisCo基因、甘油脱氢酶基因等,具有提高生物乙醇产量的特性。

07 荷兰转基因委员会发布1项转基因大豆进口和加工用途的环境风险评估报告、1项转基因大豆的进口和加工线授权申请

2024年10月31日、11月 27日,荷兰转基因委员会(COGEM)公布转基因耐除草剂和抗线虫大豆GMB151×DAS-44406进口和加工用途的环境风险评估报告,转基因大豆305423 进口和加工续授权申请。

经评估,COGEM认为上述转化体的进口和加工对荷兰环境造成的风险可以忽略不计,其食品/饲料风险评估由其他组织负责。

08 玻利维亚批准1项转基因大豆用于商业化种植

2024年11月13日,美国农业部海外农业局公布了玻利维亚10月19日批准转基因大豆MON87701×MON89788用于商业化种植的信息。该转基因大豆由拜耳公司研发,含有源于苏云金芽孢杆菌的Cry1Ac基因和源于土壤杆菌的EPSPS 基因,兼具抗鳞翅目害虫和耐草甘膦的特性,目前已被澳大利亚和新西兰批准用于食品/食品原料,被美国、欧盟和日本批准用于食品和饲料,被加拿大和阿根廷批准用于食品、饲料和种植。

09 美国农业部动植物卫生检验局宣布对1项基因编辑杏仁、1项转基因番茄和1项转基因玉米解除管制

2024年10月29日,美国农业部动植物卫生检验局(APHIS)宣布对1项基因编辑杏仁、1项转基因番茄和1项转基因玉米解除管制。

其中,基因编辑杏仁由美国Ohalo Genetics 公司研发,提高了自交亲和性;转基因番茄由美国Norfolk Plant Sciences 公司研发,增加番茄果实中的多酚化合物含量;转基因玉米由美国Greenlab公司研发,兼具提高内切葡聚糖酶含量和耐草铵膦的特性。

APHIS通过风险评估认为,和非管制的同类产品相比,上述基因编辑/转基因植物均不太可能造成更高的植物病虫害风险。因此,APHIS对其解除管制,但仍受到环保局和食品药品监督管理局的监管。

10 加拿大卫生部公布1项基因编辑马铃薯列入用于食品的非新型植物产品清单

2024年10月28日,加拿大卫生部公布将1项基因编辑马铃薯列入用于食品的非新型植物产品清单。该基因编辑马铃薯由美国辛普劳公司研发,通过基因编辑使块茎中的多酚氧化酶含量降低,从而延缓褐变。由于该基因编辑马铃薯被判定为非新型植物产品,因此无需进行上市前安全评估,预计最早上市时间为2025年。

11 印度尼西亚《转基因食品监管条例》正式生效

2025年2月25日,印度尼西亚通过 WTO 发布G/SPS/N/IDN/155 号通报,印度尼西亚食品药品管理局(BPOM)于2024年11月18日签署的《转基因食品监管条例》(第19/2024号)已正式生效。该条例旨在加强对转基因加工产品的监管、确保转基因食品安全并为消费者提供更透明的信息。

该条例规定:1.食品中转基因成分的标识阈值为5%,如同时含有多种转基因成分须分别计算每种转基因成分的含量比例。食品中单一成分原料转基因含量超5%应注明食品类型,使用转基因成分作为加工原料的食品应在成分表注明转基因产品名称。此项标签要求不适用于已精炼且不再含转基因成分的食品和鲜食农产品;

2.基因编辑产品的要求。可能为转基因食品或非转基因食品,前者需要从BPOM获得食品安全批准,后者可被视为常规食品,目前该条例未说明如何区分这两者,仍在起草相关审批方案;

3.转基因微生物产品的要求。包括食品添加剂、加工助剂和相关化合物,经过转基因微生物技术精炼生产的食品还需通过BPOM加工食品标准化部门的书面许可;

4.复合性状产品的要求。包括复合性状产品的食品安全要求、食品安全评估的申请程序和机制以及所需的数据信息等。此外单一转化体已获得食品安全批准,由其组合而成的复合转化体也将自动获得批准。

12 墨西哥废止转基因玉米禁令

2025年2月5日,墨西哥经济部正式宣布,将废止2023年颁布的转基因玉米禁令相关条款,以遵循《美国-墨西哥-加拿大协议》(USMCA)争端解决小组的最终裁决。

2023年2月13日墨西哥发布转基因玉米法令,其中第6条、第7条和第8条表明墨西哥将撤销并不再颁发食用转基因玉米授权,行政部门将采取行动逐步替代国内饲用和工业用途的转基因玉米以实现“国家粮食自给自足”。

随后美国针对上述法令,根据USMCA成立争端解决小组,认为墨西哥违背了USMCA协定。争端解决小组于2024年12月20日宣布美国在争端中获胜,墨西哥将废止该条款。

13 沙特阿拉伯发布《转基因加工食饲产品的通用要求》和《未经加工转基因农产品的通用要求》草案

2024 年12月25日,沙特食品药品监督管理局(SFDA)发布了《转基因加工食饲产品的通用要求》草案和《未经加工转基因农产品的通用要求》草案。《转基因加工食饲产品的通用要求》草案适用于含有或由转基因生物衍生或生产,且转基因成分含量超过1%的食饲产品。

主要内容包含:(1)进口转基因食品需附证明其在原产国允许生产和消费的官方证书、提供转基因产品的具体信息、应符合沙特相应的食品安全卫生标准、伦理规范等;(2)对于多成分转基因产品必须标识“转基因”或“由转基因生物生产”(具体成分名称),对于单一成分转基因产品必须标识“包含转基因生物(名称)”或“由转基因生物(名称)生产”或“包含由转基因生物(名称)生产的(成分名称)”(例如“包含由转基因玉米生产的淀粉”),标识文字需清晰易读且难以移除,并与标签的其他文字颜色不同且位于显眼位置。尤其是如果产品与常规同类产品存在差异,则标签上必须标明相关特性或属性(例如营养价值、储存方式、使用目的等),不得误导消费者;(3)分析测试方法等。

《未经加工转基因农产品的通用要求》草案,适用于含有或由转基因生物衍生或生产,且转基因成分含量超过1%的用于农业或供人类和动物使用的未经加工的农产品。

主要内容包含:(1)进口转基因食品需附有具体证明文件、提供转基因产品的具体信息、产品应符合沙特相应的安全卫生标准、伦理规范等;(2)对人类食品用途的要求,包括需要明确标识“该产品为转基因产品”以区别于同类常规产品,以及禁止用于农业用途或植物繁殖等;(3)对饲料用途的要求,包括禁止用于人类消费或植物繁殖,明确标识“不可用于人类消费”“不可用于农业种植”以及转基因的相关信息等;(4)对农业用途的要求,包括进口商承诺不会将其与常规产品混合存储和种植、明确标识“仅限用于农业种植,不可用于人类和/或动物消费”等;(5)标签要求,无论产品是原包装、散装或二次包装,都应与《转基因加工食饲产品的通用要求》草案中的标签要求一致;(6)分析测试方法等。

14 新西兰《基因技术法案》通过议会审议

2024年12月17日,新西兰《基因技术法案》通过了议会审议,将交由卫生特别委员会进行进一步的立法程序审查。

此前,新西兰的基因技术产品按照1996年《危险物质和新有机体法案》(HSNO)进行管理,由澳新食品标准局负责转基因食品的监管。学界和行业普遍认为HSNO已不适应当前发展需求,需要建立新的基因技术监管机制。

本次法案的制定旨在为基因技术建立现代化的监管框架,构建更灵活的监管体系,在监管方面有以下重大变革:(1)设立专门、独立的基因技术监管机构;(2)对基因编辑技术产品根据风险等级进行分类监管,对低风险的基因编辑产品实施豁免;(3)立法框架与国际标准接轨,促进与其他国家在技术和贸易方面的合作;(4)关注受管制的生物体对毛利人以及本土物种的潜在风险;(5)禁止地方政府限制基因技术,以确保法规的一致性。

15 美国食品药品监督管理局和美国农业部发布关于明确动物生物制品监管权限的章程

2024年12月17日,美国食品药品监督管理局(FDA)和美国农业部(USDA)发布章程,详细说明了两家机构如何分工协作,明确动物生物制品(动物生物制品是预防、治疗和诊断动物疾病,或者有目的地调节动物生理机能的生物制剂,包括但不限于疫苗、过敏原、抗体、抗毒素、类毒素、免疫刺激剂、某些细胞因子、活微生物的抗原或免疫成分,通过合成或改变各种物质或物质成分如微生物、基因、基因序列、碳水化合物衍生的成分,蛋白质、抗原、过敏原或抗体等)监管权限。

2013年,FDA和USDA签署了谅解备忘录,明确了各自监管动物生物制品的范围,但随着科技不断发展以及动物生物制品性质的变化,部分产品的监管范围变得不清晰。

因此,USDA的兽医生物制品中心和FDA兽药中心联合制定了一份章程,用以明确产品的监管权限,判断产品应归类为《联邦食品、药品和化妆品法案》中的药品,还是根据《病毒—血清—毒素法案》归类为兽用生物制品进行监管。

16 美国农业部海外农业局发布海外国家和地区的农业生物技术年度报告

2024年11月—12月,美国农业部海外农业局(FAS)发布海外国家和地区的农业生物技术年度报告。

巴西:巴西是全球第二大生物技术作物生产国,生物技术种子成为其产量增长的主推力,目前已批准131项转化体的商业化种植。FAS预测巴西2024—2025年作物生长季种植6850万公顷转基因作物,其中,转基因大豆和棉花普及率达到99%,转基因玉米普及率达到95%。

阿根廷:阿根廷政府及农民对待转基因作物一直持积极态度,2023—2024年阿根廷政府批准了5项转化体,包括1项棉花、2项大豆和2项玉米。2023年,阿根廷转基因作物总面积达到了2310万公顷,其中转基因大豆作为主要作物种植了1600万公顷,转基因玉米种植了670万公顷,这使阿根廷跃居为世界第三大转基因玉米种植国,仅次于美国和巴西。此外,阿根廷还是全球首个批准种植和消费转基因小麦的国家,2023年转基因小麦种植面积约为4.37万公顷,主要种植的是耐除草剂和抗旱的品种。

加拿大:加拿大农业生物技术的监管体系基于最终产品,而非产品开发过程。2023年,加拿大玉米进口总量为- 22298 万吨(全部为转基因玉米),同比减少8%,大豆进口量为43.94万吨(其中80%为转基因大豆),同比增长42%,进口的转基因作物有90%以上来自美国。2024年加拿大转基因作物种植面积1180万公顷,包括转基因油菜、大豆和玉米,与上一年相比,转基因大豆种植面积增加。

澳大利亚:澳大利亚联邦政府强力支持转基因技术,在研发方面投入大量资金,批准了多种转基因作物的商业化种植和销售。当前除了塔斯马尼亚州与堪培拉外,均可种植经联邦政府批准的转基因作物。

新西兰:新西兰联邦政府以澳大利亚2000年《基因技术法案》为基础,修订了基因技术监管法规和框架,旨在更广泛地使用基因编辑技术,支持和推动基因技术在医疗保健和应对气候变化方面的发展。

泰国:2024年7月11日,泰国农业和合作社部签署了《农用基因组编辑技术生物体认证》,详细说明了基因编辑植物的认证标准、方法和条件。渔业和畜牧业发展部预计在2025年发布基因编辑技术相关法规。这些法规一旦全面实施,泰国将允许进口、种植和出口基因编辑植物、水生动物和牲畜。

菲律宾:菲律宾是东南亚第一个为转基因作物及产品制定监管框架的国家,已批准包括棉花(2023年)、茄子(2022年)、黄金大米(2021年)和玉米(2002年)的商- 23业化种植。

南非:南非是全球十大转基因作物种植国之一,自1997 年以来已批准多种转基因作物商业化种植。美国驻南非大使馆与南非政府开展了密切协作,以协调和同步两国的转基因作物批准流程,对比分析双方审批标准、风险评估程序等,成功解决了转基因转化体批准流程不同步的问题,从而促使南非正式批准从美国进口转基因大豆。

越南:2024年11月,越南批准了2个转化体用于食品和饲料,包括1个转基因玉米和1个转基因油菜。这是越南农业与农村发展部自2023年重新开放转基因品种申请、重组生物安全委员会以来,批准的第一批转基因产品。此外,有转基因玉米、大豆、油菜等7个转化体已提交申请,正在审查。

阿联酋:在植物方面,阿联酋在椰枣、藜麦和盐角草等植物生物技术上取得显著进展,在动物方面,阿联酋培育了全球首只克隆骆驼。

17 哥伦比亚发布关于转基因产品低水平混杂和无意混杂的政策

2024年10月23日,哥伦比亚农业研究所(ICA)发布了一项转基因低水平混杂(指在非转基因产品中偶然混入少量已获哥伦比亚批准的转基因材料)和无意混杂(指在非转基因产品中混入尚未获哥伦比亚批准,但已在其他国家获批的转基因材料)的政策(00015141号),旨在通过减少转基因产品混杂引发的贸易中断风险,保障贸易顺畅。

该政策指出:(1)对于低水平混杂,转基因种子的阈值是3%,转基因动物饲料产品的阈值是5%;(2)对于无意混杂,转基因种子的阈值是0.05%,转基因动物饲料产品的阈值是0.05%,此类转基因材料需已在至少一个国家获批,但尚未获得哥伦比亚批准。此外,如果货物中的转基因产品检测含量低于阈值则被放行,如果超出阈值,可在5个自然日内申请复检,如果仍超出阈值将被禁止通行。

18卢旺达启动农业生物技术计划支持转基因品种的应用

2024年10月11日,卢旺达农业与动物资源发展委员会和非洲农业技术基金会宣布,正式实施农业生物技术计划,旨在通过引进抗病、抗虫和抗旱的转基因作物品种,提高木薯、玉米和马铃薯等主粮作物的产量。

19 中国科学家团队揭示调控水稻叶片发育新机制

2025年2月14日, 《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表湖南师范大学研究成果。研究人员通过EMS诱变获得了一个叶片严重卷曲的水稻突变体oslc1。与野生型比较,oslc1植株表现出株高降低、分蘖数减少、籽粒产量下降等农艺性状缺陷。通过图位克隆和CRISPR/Cas9 基因编辑验证,研究团队确定OsLC1为叶片卷曲关键基因,该基因定位于叶绿体,编码一种转醛醇酶活性功能蛋白。

该研究首次揭示转醛醇酶OsLC1通过次生代谢途径调控木质素和类黄酮生物合成,并最终影响叶片细胞发育模式和形态建成的分子机制,为解析细胞分化、发育及器官形态建成的机制提供了全新视角。

20 中国科学家团队发现水稻BR信号传导单倍型对产量、品质和籼粳亚种间分化的协同性遗传贡献

2025年2月7日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表华中农业大学研究成果。研究人员通过利用籼粳分化指标的全基因组关联分析,确定了水稻4个油菜素甾醇(BR,一种植物激素,能够调节植物的生长、发育和抗逆能力)信号传导相关的关键基因OsBRI1、OsBAK1、OsGSK3 和 OsBZR1。

研究人员提出了BR信号传导单倍型(BSHs)的新概念,并发现它们对粮食产量、品质和籼粳亚种间分化的协同性遗传有重要影响。由于籼稻的BR信号传导普遍较弱,因此其产量通常高于粳稻。该研究还证实BR信号传导通路的组分影响了水稻的许多品质性状,为作物遗传改良提供新的概念验证育种策略和靶点。

21 中国科学家团队揭示CTF1调控水稻开花期的耐冷性

2025年1月29日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表广东省农业科学院的研究成果。研究人员以耐冷籼稻IR58025B为供体、广东省籼稻品种HJX74(华粳籼74)为受体,构建SSSL(单片段代换系)。

研究发现CTF1基因通过其启动子和编码区的变异共同调控水稻开花期的耐冷性。该研究揭示了CTF1在促进水稻耐冷性分子育种方面的潜力,对提高水稻在低温冷害环境下的产量具有重要意义。

22 荷兰科学家团队通过编辑F5H和FAD2显著提高亚麻荠的经济价值

2025年1月27日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表荷兰瓦赫宁根大学研究成果。研究人员通过基因编辑技术同时敲除六倍体亚麻荠中F5H和FAD2的所有三个基因座,获得了正常发育的亚麻荠突变植株,这些植株的种子油质量提高,更适用于生产生物燃料或饲料。

23 中国科学家团队合作建立玉米株高梯度降低的育种改良策略

2025年1月20日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表中国农业科学院生物技术研究所和华南农业大学合作研究成果。

研究人员通过多基因组比对选择基因编辑靶点,对Br2基因的第五外显子进行选择性编辑,创制了7种具有不同(连续)降低株高等位基因型,并找到了2种降低株高不减产的等位基因M1和M2。

通过与大量育种亲本进行杂交试验发现,设计的基因编辑载体具有普适性,可以对任意玉米自交系进行有效编辑和连续降低株高改良。研究人员还创制了基于Br2基因的“单倍体介导的基因组编辑”系统,并在两代内实现对玉米骨干自交系的快速株高改良。

23 中国科学家团队开发出植物高效精准大片段DNA操纵及染色体编辑技术

2025年1月13日,《自然植物(Nature Plants)》在线发表中国农业大学小麦研究中心与中国科学院遗传与发育生物学研究所研究成果。研究人员开发了一种高效且精准的植物大片段DNA和染色体操纵技术,拓展了植物基因精准编辑的尺度,为复杂染色体结构变异的创制提供了新策略。

同时,该技术也为生物育种技术创新、植物合成生物学研究、植物新性状及新型植物的创制提供了重要技术支撑。为方便用户简单快速使用该技术,该研究同时开发了网页版设计工具DualPE-Finder,能够提供DualPE介导的大片段DNA编辑策略设计方案。

24 中国科学家团队开发了植物高效超紧凑型CRISPR/Cas基因编辑系统

2025年1月12日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表内蒙古大学开发的植物高效超紧凑CRISPR/Cas基因编辑系统。研究人员对crRNA和Cas12j-8 核酸酶进行了工程改造,利用AlphaFold2对其进行了结构分析,结合已报道的Cas12j-2和Cas12j-SF05的结构,构建了27个Cas12j-8变体,发现其基因编辑活性显著提高。

此外,该研究开发了基于工程化改造后的crRNA和Cas12j-8 的嘧啶碱基编辑器,其在植物中的碱基编辑效率(C到T)比未优化的系统提高了5.36-6.85倍。该研究通过工程化改造开发出超紧凑型CRISPR/Cas12j-8基因编辑系统,显著提高了其在植物中的编辑效率,进一步丰富了植物基因编辑工具。

25 日本转基因水稻治疗花粉过敏症研究取得新进展

2025年1月8日,日本研究人员收获了440公斤缓解花粉过敏症的转基因水稻。自2000年以来,日本开始研发抗过敏水稻品种,研究人员对原有的北明水稻品种进行基因改造,使其产生花粉中的过敏原,以帮助人体对抗日本杉树花粉引发的过敏症状,相关临床试验已显示出较为理想的初步成效。

研究人员表示,目前正积极尝试从转基因水稻中提取活性成分,以实现更有效的免疫疗法。预计这项创新技术将彻底改变花粉过敏症的治疗方式,并为其他过敏症治疗探索道路。

26 中国科学家团队在甘蔗黑穗病抗病育种方面取得重要进展

2025年1月7日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表广西大学研究成果。研究人员选择甘蔗鞭黑粉菌侵染过程中发挥重要作用的甘蔗SsGlcP 基因作为靶标,构建了RNAi菌株,利用HIGS技术(RNA干扰技术发展而来的宿主诱导的基因沉默技术),在高产高糖甘蔗ROC22品种中实现了对SsGlcP基因的沉默表达。

结果显示,转基因株系的黑穗病发生率由56%下降至33%,沉默株系中黑粉菌的生物量相比于对照也显著下降。这项研究首次展示了HIGS技术在甘蔗抗黑穗病育种中的应用潜力,为优良抗病种质的创制提供了新的思路与基础。

27 中国科学家团队揭示水稻种子粒形与垩白的调控机制

2024年12月26日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表中国水稻研究所和四川省农业科学院研究成果。研究人员鉴定到一个在水稻灌浆初期籽粒中高表达的转录因子OsMYB73,利用基因编辑技术创制了长粒腹白突变体,其种子粒形、胚乳淀粉和脂质合成以及生长素合成相关基因的表达受到影响,同时触发了次生代谢产物的变化。

该研究揭示了转录因子OsMYB73参与调控种子粒形和垩白形成的分子机制,发现了该转录因子在植物发育过程中尤其是在籽粒形状和品质形成方面的关键作用,为水稻品质遗传改良提供新的重要基因资源和理论依据,拓展了水稻MYB家族转录因子的生物学功能。

28 中国科学家团队合作揭示转录因子OsNAC25调控水稻响应低钾胁迫的分子机制

2024年12月18日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表湖南师范大学、湖南隆平高科亚华种业研究院、加州大学伯克利分校合作研究成果。

研究人员鉴定出一个调控水稻响应低钾胁迫的关键NAC家族成员OsNAC25,通过调控阴离子通道OsSLAH3的表达,来调节水稻根部钾离子吸收速率,从而响应低钾胁迫。该研究为培育低钾耐受水稻新品种提供了新策略和基因资源。

29 中国科学家团队揭示水稻高位分蘖伸长机制

2024年12月16日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表中国农业科学院研究成果。研究人员从一个分蘖数增加的突变体nl1中克隆出了与高位分蘖相关的基因,其编码蛋白OsNL1与一个转录抑制辅助因子OsTOPLESS2互作,通过OsTOPLESS2共同抑制下游基因OsMOC1和OsMOC3的表达,从而调控高位分蘖的伸长。

该研究揭示了一条调控水稻高位分蘖伸长的遗传通路,为再生稻分子设计育种提供了理论支持。

30 中国科学家团队解析转录因子GmMYB77调控大豆异黄酮积累的分子机制

2024年12月8日, 《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表中国农业科学院作物科学研究所研究成果。研究人员定位到一个与异黄酮积累相关的基因GmMYB77,通过基因过量表达和RNAi干扰实验,验证GmMYB77负调控发状根中异黄酮含量的积累。敲除该基因可将大豆籽粒中的总异黄酮含量提高15%,其中异黄酮重要组分丙二酰基黄豆黄甙含量可提高58%以上,而过量表达植株籽粒异黄酮含量显著降低。

该研究揭示了关键转录因子GmMYB77在异黄酮积累中的调控作用机制,为改良大豆异黄酮品质提供了新思路。

31 中国科学家团队发布甘薯无间隙基因组并建立高效遗传转化及基因编辑系统

2024年12月2日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表徐州农业科学研究所研究成果。研究人员挖掘到一个适合作为甘薯遗传模式系统的野生种,将其命名为“小薯”。

“小薯”拥有高度自交亲和性,基因组纯合度高且为二倍体,生育期短,并且拥有大多数甘薯野生近缘种所不具有的膨大根。研究人员进而利用测序和组装技术,获得了“小薯”无间隙基因组,针对“小薯”开发了简单高效、无需组织培养的遗传转化体系。

甘薯功能基因在该系统中可以有效地发挥作用,基于CRISPR-Cas9的基因编辑技术也可成功应用于该系统,为甘薯遗传学研究奠定了基础。

32 中国科学家团队发现野生稻中功能持绿且缩短生育期的关键基因OsSCE1a

2024年11月25日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表中国农业大学研究成果。研究人员鉴定到一个同时调节功能持绿和生育期的基因OsSCE1a。

低表达或敲除OsSCE1a,能够提高叶绿素含量、光合能力和氮素利用效率,同时使生育期提前,但不降低产量。该研究为实现水稻多季种植和提高农业生产力提供了新基因资源。

33 中国科学家团队通过基因编辑提高稻米抗性淀粉含量

2024年11月19日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表中国科学院遗传与发育生物学研究所、崖州湾国家实验室的研究成果。

研究人员以抗性淀粉含量为10%的水稻ssIIIassIIIb突变体为背景材料,系统编辑了支链淀粉合成途径中的14个基因,SSIIa、SSIVb 和 ISA2突变可分别将抗性淀粉含量提高至14%以上,而四突变体sbeIsbeIIb ssIIIa ssIIIb 和 sbeI ssIVb ssIIIa ssIIIb抗性淀粉含量分别提高至18%和20%。

抗性淀粉含量升高,导致水稻蒸煮食味品质和产量下降。该研究材料中ssIIIa ssIIIb 显示出抗性淀粉含量和稻米产量之间的最佳平衡。该研究系统性解析了支链淀粉合成途径在抗性淀粉合成中的作用,为培育兼顾产量与营养品质的高抗性淀粉水稻品种提供了策略。

34 中国科学家团队揭示大豆关键基因CS1调控大豆抗倒性的分子机制

2024年11月13日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表中国农业科学院与南京农业大学研究成果。研究人员利用倒伏突变体cs1,鉴定到一个与倒伏性相关的关键基因CS1,该基因编码一种HEATrepeat 蛋白,该蛋白通过调控淀粉体沉积来调节下胚轴向地性。

功能分析表明,CS1活性的丧失破坏了植物极性生长素运输、维管束发育以及纤维素和木质素的生物合成,最终导致植物过早倒伏和根系发育异常。反之,在高种植密度条件下,增加CS1表达量可显著增强植株抗倒伏能力,提高产量。该研究为大豆抗倒伏研究提供了新的基因资源,展现了CS1基因在大豆品种改良中潜在的应用价值。

35 中国科学家团队鉴定了调控小麦干旱响应基因TaPYL9介导小麦抵御干旱逆境的作用机制

2024年11月3日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表河北农业大学研究成果。研究人员鉴定了调控小麦干旱逆境响应的脱落酸(ABA)受体基因TaPYL9,并对其蛋白构建的ABA信号通路、介导植株抵御干旱逆境的作用机制及潜在应用价值进行了深入研究,发现TaPYL9通路对小麦干旱逆境响应的调控,与其下游组分转录因子TabZIP1对渗透胁迫响应关键基因转录激活密切相关。

该研究为小麦抗旱通路分子机制解析提供了新思路,同时明确了TaPYL9信号通路在小麦抗旱遗传改良中具有潜在的应用价值。

36 中国科学家团队利用基因编辑提高水稻耐热性

2024年11月1日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表宜春学院研究成果。

研究人员敲除水稻OsRbohB基因,发现在水稻营养生长期,该突变体能够缓解活性氧(ROS)过量积累导致的细胞损伤,提高热激蛋白基因表达水平,从而提高水稻耐热性;在生殖生长期,该突变体通过缓解ROS过量积累,进一步提高籽粒淀粉合成能力,达到提高产量的目的。

该研究揭示了不同ROS水平调控水稻不同生育期耐热性的分子机制,为耐高温水稻分子育种提供了新途径。

37 中国科学家团队揭示了杂草GST基因参与除草剂代谢抗性的全新分子机制

2024年10月28日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表湖南农业大学研究成果。研究人员发现了一个全新的棒头草GST基因PfGSTF2,利用CRISPR/Cas9 敲除水稻中PfGSTF2基因的同源基因,发现可以提高其对精喹禾灵的敏感性,通过过表达PfGSTF2基因使转基因水稻对ACCase抑制剂类除草剂(如精喹禾灵和高效氟吡甲禾灵)产生抗性。该研究丰富了杂草抗药性的基础理论,对作物的耐精喹禾灵遗传改良也具有重要指导价值。

38 日本科学家团队利用碱基编辑器靶向叶绿体基因成功培育抗嗪草酮除草剂拟南芥

2024 年10月20日,《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》在线发表日本东京大学研究成果。研究人员使用胞嘧啶碱基编辑器Ptptalecd和Ptptalecd_v2将V219I和 A251V突变引入了拟南芥D1蛋白,通过评估发现A251V突变赋予了拟南芥对嗪草酮的耐受性,且V219I和A251V双突变体比A251V单突变体耐受性更强。

来源 | 综合

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