“基因剪刀”，是一種形象的說法，也就是利用某些能夠切割病毒遺傳物質的Cas蛋白，即CRISPR－Cas，對目標基因進行一定剪切，從而實現復雜精準的基因編輯。Cas蛋白有93個之多，德國和美國的兩位學者因發現CRISPR－Cas9“基因剪刀”而於2020年共同榮獲諾貝爾化學獎。一直以來，該領域技術及原始核心專利為西方少數國家所壟斷。近年來，我國一批科學家奮力耕耘，在植物基因編輯研究領域不斷開疆拓土。事實充分說明，中國實現高水平科技自立自強路在腳下。
植物工廠育種加速器破解植物周年加代繁育瓶頸
沒有陽光、雨水和土壤，能種出糧食來嗎？農業科學家說：“能，而且長得更快！”2021年10月，在國家“十三五”科技創新成就展上，一幢泛著紅紫色柔光的玻璃小屋格外亮眼。這是中國農業科學院都市農業研究所植物工廠創新團隊研製的一座植物工廠。四層栽培架上，一排排水稻青苗齊整整扎在特殊的營養液里，在顆顆彩色LED節能燈的“撫觸”下，正奮力拔節。
創新團隊以人工光植物工廠為手段，在詳盡分析水稻苗期、分蘖期、拔節期、抽穗期、開花期、灌漿期等各個生育階段生物學特性基礎上，創制出水稻不同生育期環境—營養動態協同調控技術，構建了大幅度縮短水稻生育期的技術途徑，成功實現水稻種植60天左右收穫的重大突破，將傳統大田環境下120天以上的水稻生育周期縮短了一半，大幅提升水稻育種效率。
創新團隊首席科學家楊其長說，這座植物工廠如同一台水稻育種加速器，有望實現每年6茬以上的水稻“快速育種”，栽培層數甚至可以達到10層以上。此外，創新團隊正致力於將植物工廠用在小麥加速育種上，目前可實現小麥從秧苗移栽到植物工廠後34天孕穗，39天抽穗，65天成熟收穫，與傳統大田環境下平均180天的生長周期相比縮短了三分之二。楊其長說，未來，依靠植物工廠，可為水稻和其他作物的加代育種和高效栽培提供新的技術路徑。
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