我們今天所依賴的作物已經(jīng)培育了數(shù)千年，以提高某些特性。例如，甜玉米開始作為一種叫做teosinte的野草生活。但每當(dāng)我們通過育種選擇特性時(shí) - 例如反復(fù)穿越選定的植物以產(chǎn)生更大的果實(shí) - 我們就失去了遺傳多樣性，這是其他性狀如抗病性的必要變異。這使我們的作物容易受到病蟲害的侵害。

精確的基因編輯技術(shù)可以提供解決方案。

CRISPR 基因編輯已成功用于重新馴化野生番茄植物。一個(gè)研究小組僅編輯了六個(gè)基因，并在番茄(Solanum pimpinellifolium)的野生近緣中生產(chǎn)出商業(yè)大小的果實(shí)。另一組通過僅編輯四個(gè)基因獲得了類似的結(jié)果。

作為一個(gè)社會(huì)，我們需要弄清楚如何監(jiān)管這些技術(shù)和工廠，以確保安全性和可接受性。

新的馴化

這種被稱為“ 從頭馴化”或“新馴化” 的新方法允許野生植物的遺傳多樣性在新作物中出現(xiàn)。這些新的番茄品系保留了其祖先的所有多樣性，提供了對(duì)疾病的保護(hù)。

顯然，它們味道也很好。

這得益于多年來對(duì)基因的艱苦研究，這些基因支撐著與馴化相關(guān)的基本特征。如果沒有這個(gè)，科學(xué)家就不會(huì)知道要定位和編輯哪些基因。

通過雜交具有不同性狀的植物(如大果實(shí)與小果實(shí))鑒定一些基因。通過比較野生親緣植物和馴化植物發(fā)現(xiàn)了其他植物。

我們可以和其他野生物種一起做嗎?

我們目前僅依靠極少數(shù)植物物種來生產(chǎn)世界上大部分的糧食。超過一半的植物來源能量來自三種草(小麥，水稻和玉米)?；蚓庉嬁梢蕴峁U(kuò)展它的方法。

顯示上述番茄方法的更廣泛價(jià)值，另一個(gè)研究小組將相同的方法應(yīng)用于孤兒作物酸漿(被稱為地面櫻桃)。孤兒作物是那些因各種原因而被忽視并逃過現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的作物。他們幾乎沒有投資，研究或育種工作。

研究人員希望地面櫻桃有一天能夠在大規(guī)模農(nóng)業(yè)中找到它與草莓，藍(lán)莓，黑莓和覆盆子并列的地方。

“ 從頭馴化”方法可能提供一種馴化任何可食用的野生植物的方法。估計(jì)有20,000種已知的可食用物種，馴化的可能性可能非同尋常 - 特別是在澳大利亞，那里廣泛，經(jīng)濟(jì)上成功的本地食品馴化主要限于澳洲堅(jiān)果。

基因測序越來越便宜

為了創(chuàng)造新的作物，我們需要基因目標(biāo)的良好工作知識(shí)，以及我們想要馴化的植物物種的基因組序列(其中包含每個(gè)細(xì)胞內(nèi)所有基因的完整代碼)。

基因組測序過去花費(fèi)了數(shù)百萬美元，需要大量的研究團(tuán)隊(duì)。它現(xiàn)在越來越便宜和常規(guī)。

我們對(duì)目標(biāo)基因的理解主要來自對(duì)主要農(nóng)作物的研究。一些馴化基因只適用于與發(fā)現(xiàn)它們的作物密切相關(guān)的物種。

在番茄研究中靶向的馴化基因的版本存在于許多植物物種中，因此該方法也可能在更遠(yuǎn)距離相關(guān)的物種中起作用。

我們?cè)撊绾我?guī)范呢?

我們應(yīng)該促進(jìn)這種創(chuàng)新，但我們需要安全地做到這一點(diǎn)。

在世界范圍內(nèi)，政策制定者已經(jīng)在努力應(yīng)對(duì)新基因工具的影響。與現(xiàn)有的遺傳修飾方法相比，關(guān)于如何調(diào)控基因組編輯的爭論如雨后春筍般涌現(xiàn)。

編輯作物中的基因與傳統(tǒng)的遺傳修飾或轉(zhuǎn)基因不同 - 其中來自不同物種的基因插入植物中。

與這兩種方法相反，經(jīng)典作物育種依賴于輻射等隨機(jī)過程來誘導(dǎo)新的遺傳多樣性。CRISPR編輯類似但更有效和精確，因?yàn)樗槍?duì)特定的所需突變。

7月，歐洲法院裁定，經(jīng)過編輯的植物與轉(zhuǎn)基因植物一樣處于同一規(guī)定之下。這使他們受到非常嚴(yán)格的監(jiān)管，這些監(jiān)管會(huì)給進(jìn)入市場帶來重大障礙，可能會(huì)推動(dòng)人才和資金流出歐洲市場。

相比之下，美國農(nóng)業(yè)部(USDA)表示不會(huì)對(duì)基因組編輯的作物進(jìn)行調(diào)控。

平衡的方法

這兩種監(jiān)管方法之間的合理平衡可能是最合理的前進(jìn)方式?；蚪M編輯不應(yīng)完全逃脫監(jiān)管。

如果可以證明編輯的植物不含任何新基因(包括CRISPR機(jī)制)，那么該調(diào)控應(yīng)該比轉(zhuǎn)基因更嚴(yán)格，因?yàn)檫@些變化與常規(guī)植物育種非常相似。對(duì)編輯過的作物的基因組進(jìn)行測序是提供證據(jù)的好方法。

在澳大利亞，轉(zhuǎn)基因生物受基因技術(shù)監(jiān)管機(jī)構(gòu)(OGTR)監(jiān)管。目前的立法非常廣泛地定義了遺傳修飾，但正在審查中。南澳大利亞是一個(gè)例外，與禁令有關(guān)轉(zhuǎn)基因作物。

理想情況下，監(jiān)管應(yīng)該更多地關(guān)注我們作物中應(yīng)該允許的遺傳修飾類型的問題，而不是它們的引入方式和來源。

但編輯后的生物不應(yīng)完全被排除在監(jiān)管之外。應(yīng)要求提供證據(jù)，并提供新作物在功能上等同于常規(guī)育種的產(chǎn)品，隨后的批準(zhǔn)過程應(yīng)反映這一點(diǎn)。

決策者和監(jiān)管者的首要任務(wù)是確保作物安全。保持公開透明的對(duì)話至關(guān)重要，以便公眾可以信任決策。