粮食安全技术换代 | 「基因编辑」pk「转基因」

到2050年，全球人口预计将从73亿增加到97亿。与此同时，气候变化导致的干旱和虫害也会不断对作物生产带来危害。因此，迫切需要改善作物生产以满足不断增长的粮食需求和应对不断变化的气候条件。基因组编辑技术，比如CRISPR/Cas系统，具备解决这些挑战的希望，但其前提是基因组编辑技术的精度能够有所提高，并且该技术可以被监管机构、生产者和消费者批准或接受。

传统植物育种是基于杂交种质，然后选择具有优良性状的个体。虽然这种方法非常成功，但可能需要10多年时间，在某些情况下甚至可能需要几十年的时间才能研发出改良品种。基因组工具可以提高选择效率，但育种仍然是艰苦的，须将现有多样性进行“洗牌”。鉴于人类面临的粮食安全问题，科学家正在转向基因组编辑的方法，如CRISPR / Cas。基因组编辑的方法与传统方法和早期的转基因方法相比，其优点是成本低、易于使用、转基因不会永久导入到作物种质、可对多个靶标编辑等。基因组编辑能够迅速改善农作物数量性状，如耐旱性和产量。

提高作物的抗虫能力无疑可以迅速提高粮食产量。目前在实验室条件下，科学家已通过CRISPR / Cas技术破坏了两个SWEET基因的启动子，从而增强了水稻白叶枯病的抗性。之后，在另一项基于实验室的研究中，研究人员采用类似的方法破坏了易感基因MLO-A1，来增强小麦的白粉病抗性。破坏所有三种MLO基因实现了白粉病的广谱抗性，这凸显出了多重基因组编辑技术在多倍体作物中的强大功能。

虽然在许多国家，转基因生物（GMOs）受到广泛监管，但是在美国，使用CRISPR/Cas编辑的生物体（没有永久导入转基因）目前还没有受到监管。在欧盟，基因组编辑作物的合法性仍具有争议，并且在2018年之前不太可能做出关于其监管的决定。如果监管机构将基因组编辑的作物评价为不含转基因并作为非转基因生物（non-GMOs），那么对于种子公司来说，商业化将更具有成本效益，并且可以针对更多性状和更多物种进行编辑。

然而，发展基因组编辑的作物也需要公众对其接受，避免公众像以前对待转基因作物一样进行抵制。为了促进基因组编辑作物的发展，迫切需要解答这类作物的监管问题，此外，公开辩论也可以提升公众对这些作物安全性和有益性的信心。特别是在发展中国家，通过协调努力，向小农户提供改良品种并加快其采用，这些对提高粮食安全来说都是至关重要的。

参考文献：Science 2017;355:1122-1123