[VOL_43,No_2 February_201^l Frontiersofscienceandtechnology |科技前沿丨3
◎盛利
以往，人们对转基因作物的争论焦点是，把外源 基因转入农作物后，外源基因是否存在安全隐患. 那么，能否到一条仅靠农作物自身基因突变，就获 取农作物抗病虫、抗除草剂等优良性状基因的路径？一种旨在实现上述目标的“基因超进化”技术己在 四川诞生，并获四川省科技计划项目支持。
目前，该项目科研团队已通过自主研发的“基因 超进化”技术，在实验室内对水稻自身的EPSPS基 因(抗草甘膦除草剂基因）进行髙通量筛选、分离，促进其定向、高速进化，得到高抗草甘膦的功能性基 因，并获得两项发明专利。 —个试管两天完成百万基因筛选
上世纪90年代，种业巨头孟山都率先在农杆菌 中分离出EPSPS基因的突变体CP4基因，并将该基 因转入植物使其获得草甘膦抗性，开启了全球农业 转基因的浪潮。 “CP4并非来源植物，而是来自草甘膦生产工厂 内发生突变的f农杆菌’，这成为转基因作物最大的 争议。”
项目承担企业一一四川天豫兴禾生物科技有 限公司首席科学家胥南飞说，由于所有植物都不含 有抗草甘膦基因，这使得传统的、仅限植物之间的基 因育种，很难获得抗草甘膦的基因，最终科学家只有 将细菌中的抗体基因转入植物。
到一条仅靠农作物自身基因突变，就能获取抗病虫、抗除草剂等优良基因的路径，曾在孟山都、巴斯夫、拜尔等农业科技公司任职近20年的胥南飞，于2015年启动研发“基因超进化”技术。
“基因超进化是指在一个特定的系统中，使植 物的目标基因按照预设的要求，完成高效、快速、定 向的进化过程，从而形成我们所需要的突变性状基 因。”胥南飞说，这项技术的创新在于，能够将目标基 因从水稻等作物中提取出来，在实验室进行大规模 突变和髙速筛选。
为农作物基因编辑“量体裁衣”
目前，胥南飞团队已承担四川省科技计划项目 《植物抗草甘膦功能基因的快速进化与筛选研究》，其目标正是运用“基因超进化”的原理建立抗草甘 膦除草剂基因的高效进化、筛选系统，使其能够大量 地制造EPSPS基因突变体，并通过循环进化不断提 升该基因对草甘膦的抗性。该团队已经筛选获得的 高抗草甘膦基因，是当前全球使用最广泛的草甘膦 抗性基因(CP4基因）抗性的2〜3倍，同时在生育期 抗性表现一致，性状更为稳定。
“筛选来自植物自身的基因，能够为农作物基因 编辑（量体裁衣’。”胥南飞说，团队筛选出髙抗草甘 膦基因后，可以应用基因修饰技术将该基因导入植 物体，快速获得所需要的植物新品种。“通过该系统 筛选出的水稻EPSPS基因来自水稻本身，属于植物 内源基因，后期应用极为方便。如采用全球最新的 基因编辑方法将其导回水稻，可在两三年的时间内，培育出非转基因抗草甘膦水稻新品种。”
由于基因超进化技术的高效性，目前胥南飞团 队己将多种农作物基因进化为髙抗草甘膦基因，并 正通过基因编辑技术，尝试将这些来源于植物本身 的髙抗草甘膦基因导入农作物。“未来，该技术可用 于改造玉米、小麦、大豆、油菜、棉花等农作物，获得 相应非转基因抗草甘膦新品种。”他说，应用这些新 品种对于减少农药用量、节约劳动力和生产成本、提 高作物产量和品质都具有重要作用。
(来源：中国科技网)
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