基因编辑来了!你知道美国、阿根廷、欧盟监管政策有哪些不同吗?

2018-11-09 08:49 | 作者: 柯悦莹 | 标签: 基因编辑

11月7日,国内外种业大咖齐聚陕西杨凌,在第二届杨凌国际种业创新论坛上,为大家带来了一场世界种业尖端科技盛宴。

基因编辑:定向改良进展迅猛

近年来,二代测序技术飞速发展,越来越多的植物基因组被测序,基因组编辑技术将替代RNA干扰技术成为基因功能解析的一项重要工具。

基因组编辑技术的重要性在分子生物学领域可以与分子克隆和聚合酶链式反应相提并论。2013 年《Science》杂志将序列特异核酸酶( sequence-specific nucleases,SSNs) 技术的最新成果CRISPR/Cas9列入年度十大科学进展。2016 年麻省理工学院评出了最具潜力的10大新兴技术,植物基因组编辑技术是10大新兴技术之一。

1、基因编辑技术开发势头猛

“现在我们已经能够实现用基因编辑直接创制抗除草剂的水稻,并且对玉米进行株型改造。”中国农业科学院作物科学研究所所长刘春明表示,目前作物科学研究所使用基因编辑技术已经在定向改良水稻、玉米、大豆上取得成功,包括定点替换ALS两个氨基酸获得纯合抗除草剂水稻,获得“无外源基因”的GmFT2a定点敲除大豆。

作为蔬菜种子业务的全球领导者之一,先正达北京创新中心首席科学家张兴平表示,先正达现在已经具备玉米、大豆、水稻、小麦、向日葵、番茄、甜玉米等7种作物的编辑能力,未来更多的作物正在加入中。

目前已开发出用于抗病、增产、品质提升和育种技术的基因编辑性状,而对水稻作物的研究证实了基因编辑加速作物育种的潜力。

先正达积极开发基于基因编辑技术的性状和产品:
用于基因发现的基因组编辑。通过靶基因敲除鉴别单倍体诱导子(HI)基因Matrelineal(MATL)——一种精子细胞特异性的磷脂酶。
用于基因验证的靶向编辑。使用基因组编辑进行映射、克隆、测序并证明这一有用的HI性状是由MATL基因的单一突变触发的。
利用基因发现技术努力开发跨作物的性状。
使用MATL CRISPR Cas9同时编辑和双单倍体诱导(SEDHI)。
通过双子叶植物中的CENH3单倍体诱导进行编辑。

2、CRISPR/Cas9加速优秀基因提取

在过去几年中, 以锌指核酸酶( zinc finger nuclease,ZFN) 技术、类转录激活因子效应物核酸酶( transcription activator-like effector nuclease,TALEN) 技术为代表的序列特异性核酸酶技术以其能够高效率地进行定点基因组编辑, 在基础研究、基因治疗和遗传改良等方面展示出了巨大的潜力。

而CRISPR/Cas9技术自问世以来,就有着其它基因编辑技术无可比拟的优势,技术不断改进后,更被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。

“一些常规的产品可以通过使用CRISPR/Cas9进行基因删除,开发出新的产品。”陶氏杜邦农业事业部(科迪华)亚太区法规监管事务总监Firoz Amijee提到。自2017年以来,基因编辑技术取得了突飞猛进的进展,陶氏杜邦无疑在这个领域领跑者之一。

Firoz Amijee表示,在许多位点上的测试发现,这种技术是非常稳定的,具有特异性的。同样的产品通过传统的方法也可以研究出来,但时间肯定会长,特异性也会差。

3、监管体系推动颇具挑战

通过基因编辑技术获得优质新产品后,如何保证其能最终到达农民和消费者手中?推动全世界范围内的监管体系是基础。

随着基因编辑作物的出现与发展,由于其定点精准的对基因组进行操作,且无外源DNA 序列的插入,对转基因监管提出了挑战,究竟该如何监管基因编辑作物? 目前不同国家和地区对基因编辑作物的监管持有不同态度,正在讨论商榷中,还没有形成统一的规定。

作物科学亚洲协会北京代表处种业委员会主席王琴芳介绍了全球各个国家和地区针对基因编辑技术的监管政策。

美国:通过自愿的咨询程序可以澄清监管的状态。通过权威部门认定,最后定义基因编辑的某个产品是转基因还是非转基因。

2018年3月28日,“美国农业部关于植物育种创新的声明”中指出,“根据相关生物技术法规,对于通过传统育种技术也可以开发得到的植物,只要其开发过程中没有使用植物有害生物作为供体或载体,并且其本身不是植物有害生物,美国农业部不会也没有计划对其进行监管。”

该类植物品种可包括以下类型的改变:

删除——植物的改变仅包括任意大小的遗传片段删除;
单碱基对替换——植物的改变为单碱基对的替换;
来源于有性亲和的近缘植物的插入——对植物的改变仅包括从有性亲和的近缘植物引入;
核酸序列,这种改变也可以通过传统育种的方法将受体生物与之杂交并产生可存活的后代而获得;
不含外源序列的分离体——基因工程植物的子代未保留其父母本中的变化。

阿根廷:2015年的政策建立了个案咨询程序,以确定产品是否属于转基因生物法规监管的范畴。该程序将转基因生物定义为,通过应用现代生物技术得到的含有重组遗传物质的生物体。

申请者需要描述:

用于获得和选育该作物的育种方法;
新性状和计划修饰的简单说明;
最终产品中存在遗传改变的证据;
产品中去除所用转基因的证据。

欧盟:2018年7月欧洲法院进行了法律解释,通过诱变获得的生物体属于转基因生物,并且在原则上受到转基因生物法规所规定义务的约束。然而,对于常规在多种应用上使用,且有长期的安全记录的诱变技术,通过其获得的生物体可以免除相关的义务,成员国可与欧盟法规一致,无须遵守指令所规定的义务或其它义务。

“各国之间监管程序不同会带来很多负面影响,包括全球范围内的种子流通、全球范围内种质资源的交换和获取、农业贸易、研究合作等等。” Firoz Amijee表示。监管体系的不同会导致只有大型的种子公司才具备财力来支付与监管相关的成本,种子和粮食贸易的全球经济活动将减少,同时全球育种的研究合作和种质交换将变得更具挑战性。

各国家和地区的经验显示,今后在推进监管政策实施时应考虑以下三个方面的因素:

1、基因编辑植物与经过传统育种工具开发且有很长安全使用历史的植物无法区分。

2、决定安全性的是植物本身的特性,而非其开发所用的方法。

3、监管政策应当与风险水平成正比:对于两个相同产品采取的监管不应当有差异。


数字技术:综合优化创高产

基因编辑带来良种,而除了优质的种子外,产量还受到环境、生产操作等诸多因素的影响,一场台风、一场倒春寒、一场霜冻都会影响植物生产。

“要综合优化所有的因素,才会有高产的可能性。”拜耳作物科学亚洲非洲企业事务总监高勇谈到了数字技术对农业生产力的作用,“要做到各因素的综合,真正帮助农民创造价值。一要收集采集数据,集中在一起,打好基础。二要生成简单易懂的见解,让农民能够看懂,能够操作使用。三要指导生产,将知识转化为生产力。比如如何优化农资投入、农技操作、生产方案。” 数字农业的平台宗旨是利用数据科学,来帮助全球的农民提高生产力,进行可持续生产。

数字经济为新的农业产业发展模式和组织形态重塑带来了新的机会。把农业全过程数字化,提升农业生产的空间应变能力和生产要素的匹配使用能力,改善农业生产方式向精准农业和智慧农业方式发展,将形成政府推动的新型农业生产方式。

作为一个农户,如何参与整个数据科学过程?

首先应该做的是帮助收集数据。在春天播种的时候,在生长季进行喷药和施肥的时候,一直到秋天进行收获的时候,播种机、施药机、收割机上都配有一个收集数据的装置,采集并且实时传送数据至平台。农民操作时收集的数据,加上拜耳包括气候公司的数据、公共来源的数据、及众多合作伙伴的数据形成庞大的数据库。

有了这些数据,平台就可以通过软件进行计算、模拟、列表和成像等分析,生成品种图、密度图、土壤肥力图和水分图、病虫害图、以及最终的产量图,给下一季的生产决策提供指导方案。

种子包衣:助力种子保护

中国种子市场通过获得好的种子基因,种子性状变得越来越好,而种子处理有助保护种子取得更高价值,成为解决生物胁迫与非生物胁迫方案的有力补充。

先正达中国大区种衣剂业务总监Thilo Arend Heidbrinck 从事种子健康业务工作8年,他表示,“种子处理能将现代技术通过便捷的手段传递于种子。”种子包衣是一项种子处理技术,是提前预防病虫害的重要措施,是提高种子质量、实现种子产业化,以及增加农民收入的重要措施,作为一种最简洁高效的增产手段,具有广阔的发展应用前景。

鳞翅目害虫防控,提高作物对主流除草剂的耐受力、缓解除草剂药害,全面控制土传种传病害,实现苗床干籽直播,全面促进根系健康……种衣剂通过对种子的全方位呵护,带来巨大的产量以及品质提升。

来源:南方农村报丨农财宝典

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