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济南“关键核心技术”寻找最优解:玉米抗风又增产,大豆拓展种植面

2025

/ 03/20
来源:

爱济南客户端

作者:

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悠悠万事,吃饭为大。中国人的饭碗怎样从“拿得稳”到“端得更牢”,离不开“科技”这把智慧的钥匙。正在努力打造“北方种业之都”的济南正在发力,比如山东舜丰生物科技有限公司,获批三张粮食作物基因编辑生物安全证书。种子是农业的“芯片”,也是农业科技发展的核心载体。在生物基因编辑领域的创新只是近年来济南坚持把创新作为引领发展第一动力的缩影,他们深入实施创新驱动发展战略,聚力突破关键核心技术,加速布局高能级科创平台,科创实力不断实现新跃升。

舜丰矮秆玉米,抗风又增产

有过农业生产经历的人都知道,玉米秆太高其实不太好,遇到大风大雨等恶劣天气,就会被吹倒,容易造成减产。同时,玉米秆太高,单位面积所能种植的数量也会减少,同样会影响产量。

有没有一种可能,让玉米秆矮一些,以提升其产量和抗灾害能力?位于济南高新区创新谷的舜丰生物正在这方面发力,农业农村部发布的《2024年农业基因编辑生物安全证书(生产应用)批准清单》显示,该企业的矮秆玉米获得农业基因编辑生产应用安全证书。

该公司首席科学家、研发副总牛小牧介绍,这是我国首个主粮作物的基因编辑生产应用安全证书,同时也是我国首个产量性状的基因编辑生产应用安全证书,对于实现农业增产增收、保障国家粮食安全具有非常积极的意义。

舜丰矮秆玉米是通过突变Br2基因对玉米植株进行精准编辑。数据显示,编辑后的产量性状改良玉米179AC19-13-13比野生型株高降低约25%,穗位高降低约40%,株高及穗位高均显著降低。

此外,舜丰生物利用基因编辑技术在多个骨干玉米自交系中通过单基因敲除、改变基因氨基酸序列以及多基因突变的组合,创造了多种类型的矮化突变体,可实现5%-50%范围内的株高降低。

矮秆玉米创制成功解决了传统玉米种植中因植株高大而带来的倒伏等问题。同时,株高是制约耐密种植的关键因素,通过适度降低株高,合理增加单位面积的种植株数,从而实现玉米产量的显著提升,且更有利于机械化收割,对于玉米种植业的可持续发展、提高农民收益都有重要意义。

长童期大豆打破地理限制,提高产量

在山东舜丰生物科技有限公司的基因编辑产业基地,一排排农作物长势喜人,而它们的高产源于该公司研发的“基因剪刀”技术。

该公司科研人员王家乐介绍,“基因编辑技术”可以定点精准编辑生物体的DNA,实现对DNA的精准修饰与改良,比如提高它的产量、抗逆性,强化营养方面的能力。

常规育种需要五年甚至十年才能培育出一个好的品种,但是用基因编辑这项技术,两年半或者三年就可以培育出一个比较好的品种,节省大量的人力、物力、财力和土地资源。

利用这项技术,舜丰生物还研发出长童期大豆。大豆作为重要的农作物之一,近年来进口数量居高不下,一直是我国重点关注、急需提质增量的农作物产品,其育种技术的发展对于农业生产和粮食安全具有深远影响。基因编辑技术的运用为大豆育种带来了革命性的变革。

根据农业农村部发布的2023年农业基因编辑生物安全证书(生产应用)批准清单,舜丰生物获得一张植物基因编辑安全证书。本次获得安全证书的作物是舜丰生物利用自主知识产权的基因编辑底层核心工具CRISPR Cas-SF01研发的长童期大豆。

大豆的内源基因GmELF3a在生育期调控中起着关键作用。通过基因编辑技术对GmELF3a的精准编辑,能够使大豆延迟开花,从而延长其生育期。前期试验数据表明,经过编辑的大豆品种开花期延迟5天,成熟期延迟9天。

长童期大豆的创制和培育,有利于将优良的大豆品种向低纬度地区推广种植,对实现优良大豆品种的跨纬度引种及产量的提高具有重要意义。同时也为大豆育种家提供了一个高效跨区引种的新技术和新选择,对于实现优秀品种的跨生态区引种、扩大品种适宜种植范围、发挥品种最大潜力和价值具有积极的意义。

长童期大豆的成功研发和应用,标志着基因编辑技术在大豆育种中的巨大潜力。这种技术的应用不仅能够提高大豆的产量和适应性,还能够为我国农业的可持续发展和粮食安全提供强有力的支持,满足消费者对高品质、健康食品的需求。

济南一批关键核心技术取得突破

舜丰生物只是济南聚力突破关键核心技术、抢占产业发展新赛道的一个缩影。济南市科技局提供的数据显示,2024年,济南新获批省重大科技创新工程项目26项,争取省拨资金3.1亿元。市区域内高校院所、企业获2023年度国家、山东省科学技术奖143项(国家科学技术奖14项、省科学技术奖129项)。

一批关键核心技术取得突破,济南量子技术研究院参与并发布首批量子测量领域7项国家标准,齐鲁中科电磁院“电磁橇”持续保持电磁推进吨级物体运行速度世界纪录,齐鲁制药1类新药“艾帕洛利托沃瑞利单抗”(齐倍安)获批上市,恒元光电在全球率先研制出12英寸光学级铌酸锂晶体。

2024年,济南还发布“济南好成果”20项,其中,10项入选“山东好成果专报”,“山河号”智能化盾构机等4项入选“2024年度山东省十大科技创新成果”榜单,数量居全省前列。

与此同时,一个个重大科创平台也在加速崛起,构筑起强省会建设的四梁八柱。位于中国科学院济南科创城内的齐鲁中科光物理与工程技术研究院,围绕“双高脉冲//板条激光技术”,目前已经形成20多项关键技术,覆盖激光研发全链条的关键环节。

济南市科技局重大科创平台管理处处长郭庆介绍,下一步将按照“国内一流”的高端定位,统筹承接中国科学院落地山东的项目、平台资源,加快构建跨学科、跨领域的协同创新网络,力争用5到10年的时间,把科创城打造成为立足济南、引领山东、服务全国的高端前沿产业培育基地,依托这些重大科创平台,有力支撑济南市原始创新能力提升。

济南市科技局党组成员、副局长彭文博介绍,将持续加快推动高质量科技供给,持续强化企业创新主体地位,全面促进科技成果转化应用,扎实推进科技创新和产业创新深度融合,争创区域科技创新中心,努力为“强新优富美高”新时代社会主义现代化强省会建设贡献更多科技力量。(济南日报·爱济南记者:刘彪)

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审核:刘美显

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