基因編輯作物在非洲開辟出新天地

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分子生物學家Steven Runo曾經認為，他的團隊將創造歷史，成為第一個在非洲土壤中種植基因編輯種子的團隊。但事實證明，這一領域的競爭比他預想的要激烈。

Runo在肯尼亞肯雅塔大學工作，其基因編輯項目主要集中在高粱上。他說，一個研究玉米的小組“比我們快了兩三個月”。

不過，友好的競爭是進步的標志。研究人員長期以來一直希望低成本的CRISPR基因編輯系統將使中低收入國家能夠生產出符合當地農民需求的作物，而不是依賴外國開發的種子。現在，科學家正在監督至少十幾項開發這種基因編輯作物的工作。

在這些項目中，Runo致力于改造高粱，使其能夠抵抗一種令人頭疼的寄生植物獨腳金。Runo在近日于美國圣地亞哥舉行的動植物基因組會議上表示，新品種的田間試驗定于今年晚些時候進行。

高粱是一種耐寒作物，在非洲廣泛用于食品、建筑材料和原料。但是超過60%的非洲農田受到了獨腳金的污染，這種寄生植物附著在高粱的根部，吸走其養分和水分。獨腳金的侵擾可以摧毀整株作物。

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非洲博茨瓦納的一片高粱田，基因編輯已經培育出能夠抵抗獨腳金的高粱植物。

圖片來源：MarcPo/Getty

一些野生高粱品種對獨腳金具有抗性，因為它們攜帶的突變會改變作物產生的一種名為“獨腳金內酯”的化合物，從而促進獨腳金的種子發芽。Runo與合作者正在使用CRISPR-Cas9來模擬這些突變。

根據肯尼亞2022年關于基因編輯作物的規定，這些植物被視為傳統育種作物，因為它們不含有其他物種的DNA。這意味著這些經過基因編輯的植物可以繞過對含有外源DNA的轉基因作物施加的一些繁重的測試和要求。Runo說，尼日利亞和馬拉維也有類似的政策，包括埃塞俄比亞和烏干達在內的其他非洲國家預計也會效仿。

去年，肯尼亞當局允許Runo與其合作者在這些規定下種植基因編輯的種子，Runo計劃在今年晚些時候開展實地研究，這是重要一步，因為獨腳金在較富裕地區并不是一個問題，這意味著大型跨國公司幾乎沒有動力為它開發解決方案。

其他改善非洲農產品的基因編輯項目也在進行中。國際玉米小麥改良中心研究主任Kevin Pixley與合作者已經開發出編輯玉米的方法，使其能夠抵抗玉米致命壞死病。他們還對珍珠粟進行了編輯，使其面粉在碾磨后不易很快變質；對花生進行了編輯，使其更能抵抗產生致癌黃曲霉毒素真菌感染。

非洲的牲畜也在被編輯。在動植物基因組會議上，加拿大生物技術公司Recombinetics的首席科學官Dan Carlson介紹了一個項目，該項目正在對非洲品種的牛進行編輯，以提高它們的產奶量、耐熱性及疾病耐受性。

瑞典農業科學大學研究農村發展的Klara Fischer說，盡管在實驗室進行基因編輯相對便宜，但將這些經過編輯的作物帶到農場仍然存在很大的障礙。“由于市場不太可能為購買力有限的貧窮小規模農民提供服務，基因編輯產品可能仍需要政府的參與才能使農民受益。”

目前，Runo依靠美國國際開發署的資助，并與美國一家農業公司Corteva Agricscience合作，其團隊也在努力削減實驗室用品和設備的成本，并尋找其他資金來源。Pixley團隊則獲得了比爾和梅琳達·蓋茨基金會的資助，還獲得了美國科迪華公司的技術援助。