濟南“關鍵核心技術”尋找最優解:玉米抗風又增產,大豆拓展種植面

悠悠萬事,吃飯為大。中國人的飯碗怎樣從“拿得穩”到“端得更牢”,離不開“科技”這把智慧的鑰匙。正在努力打造“北方種業之都”的濟南正在發力,比如山東舜豐生物科技有限公司,獲批三張糧食作物基因編輯生物安全証書。種子是農業的“芯片”,也是農業科技發展的核心載體。在生物基因編輯領域的創新只是近年來濟南堅持把創新作為引領發展第一動力的縮影,他們深入實施創新驅動發展戰略,聚力突破關鍵核心技術,加速布局高能級科創平台,科創實力不斷實現新躍升。
舜豐矮稈玉米,抗風又增產
有過農業生產經歷的人都知道,玉米稈太高其實不太好,遇到大風大雨等惡劣天氣,就會被吹倒,容易造成減產。同時,玉米稈太高,單位面積所能種植的數量也會減少,同樣會影響產量。
有沒有一種可能,讓玉米稈矮一些,以提升其產量和抗災害能力?位於濟南高新區創新谷的舜豐生物正在這方面發力,農業農村部發布的《2024年農業基因編輯生物安全証書(生產應用)批准清單》顯示,該企業的矮稈玉米獲得農業基因編輯生產應用安全証書。
該公司首席科學家、研發副總牛小牧介紹,這是我國首個主糧作物的基因編輯生產應用安全証書,同時也是我國首個產量性狀的基因編輯生產應用安全証書,對於實現農業增產增收、保障國家糧食安全具有非常積極的意義。
舜豐矮稈玉米是通過突變Br2基因對玉米植株進行精准編輯。數據顯示,編輯后的產量性狀改良玉米179AC19-13-13比野生型株高降低約25%,穗位高降低約40%,株高及穗位高均顯著降低。
此外,舜豐生物利用基因編輯技術在多個骨干玉米自交系中通過單基因敲除、改變基因氨基酸序列以及多基因突變的組合,創造了多種類型的矮化突變體,可實現5%-50%范圍內的株高降低。
矮稈玉米創制成功解決了傳統玉米種植中因植株高大而帶來的倒伏等問題。同時,株高是制約耐密種植的關鍵因素,通過適度降低株高,合理增加單位面積的種植株數,從而實現玉米產量的顯著提升,且更有利於機械化收割,對於玉米種植業的可持續發展、提高農民收益都有重要意義。
長童期大豆打破地理限制,提高產量
在山東舜豐生物科技有限公司的基因編輯產業基地,一排排農作物長勢喜人,而它們的高產源於該公司研發的“基因剪刀”技術。
該公司科研人員王家樂介紹,“基因編輯技術”可以定點精准編輯生物體的DNA,實現對DNA的精准修飾與改良,比如提高它的產量、抗逆性,強化營養方面的能力。
常規育種需要五年甚至十年才能培育出一個好的品種,但是用基因編輯這項技術,兩年半或者三年就可以培育出一個比較好的品種,節省大量的人力、物力、財力和土地資源。
利用這項技術,舜豐生物還研發出長童期大豆。大豆作為重要的農作物之一,近年來進口數量居高不下,一直是我國重點關注、急需提質增量的農作物產品,其育種技術的發展對於農業生產和糧食安全具有深遠影響。基因編輯技術的運用為大豆育種帶來了革命性的變革。
根據農業農村部發布的2023年農業基因編輯生物安全証書(生產應用)批准清單,舜豐生物獲得一張植物基因編輯安全証書。本次獲得安全証書的作物是舜豐生物利用自主知識產權的基因編輯底層核心工具CRISPR Cas-SF01研發的長童期大豆。
大豆的內源基因GmELF3a在生育期調控中起著關鍵作用。通過基因編輯技術對GmELF3a的精准編輯,能夠使大豆延遲開花,從而延長其生育期。前期試驗數據表明,經過編輯的大豆品種開花期延遲5天,成熟期延遲9天。
長童期大豆的創制和培育,有利於將優良的大豆品種向低緯度地區推廣種植,對實現優良大豆品種的跨緯度引種及產量的提高具有重要意義。同時也為大豆育種家提供了一個高效跨區引種的新技術和新選擇,對於實現優秀品種的跨生態區引種、擴大品種適宜種植范圍、發揮品種最大潛力和價值具有積極的意義。
長童期大豆的成功研發和應用,標志著基因編輯技術在大豆育種中的巨大潛力。這種技術的應用不僅能夠提高大豆的產量和適應性,還能夠為我國農業的可持續發展和糧食安全提供強有力的支持,滿足消費者對高品質、健康食品的需求。
濟南一批關鍵核心技術取得突破
舜豐生物只是濟南聚力突破關鍵核心技術、搶佔產業發展新賽道的一個縮影。濟南市科技局提供的數據顯示,2024年,濟南新獲批省重大科技創新工程項目26項,爭取省撥資金3.1億元。市區域內高校院所、企業獲2023年度國家、山東省科學技術獎143項(國家科學技術獎14項、省科學技術獎129項)。
一批關鍵核心技術取得突破,濟南量子技術研究院參與並發布首批量子測量領域7項國家標准,齊魯中科電磁院“電磁橇”持續保持電磁推進噸級物體運行速度世界紀錄,齊魯制藥1類新藥“艾帕洛利托沃瑞利單抗”(齊倍安)獲批上市,恆元光電在全球率先研制出12英寸光學級鈮酸鋰晶體。
2024年,濟南還發布“濟南好成果”20項,其中,10項入選“山東好成果專報”,“山河號”智能化盾構機等4項入選“2024年度山東省十大科技創新成果”榜單,數量居全省前列。
與此同時,一個個重大科創平台也在加速崛起,構筑起強省會建設的四梁八柱。位於中國科學院濟南科創城內的齊魯中科光物理與工程技術研究院,圍繞“雙高脈沖//板條激光技術”,目前已經形成20多項關鍵技術,覆蓋激光研發全鏈條的關鍵環節。
濟南市科技局重大科創平台管理處處長郭慶介紹,下一步將按照“國內一流”的高端定位,統籌承接中國科學院落地山東的項目、平台資源,加快構建跨學科、跨領域的協同創新網絡,力爭用5到10年的時間,把科創城打造成為立足濟南、引領山東、服務全國的高端前沿產業培育基地,依托這些重大科創平台,有力支撐濟南市原始創新能力提升。
濟南市科技局黨組成員、副局長彭文博介紹,將持續加快推動高質量科技供給,持續強化企業創新主體地位,全面促進科技成果轉化應用,扎實推進科技創新和產業創新深度融合,爭創區域科技創新中心,努力為“強新優富美高”新時代社會主義現代化強省會建設貢獻更多科技力量。(劉彪)
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