“基因剪刀”，是一种形象的说法，也就是利用某些能够切割病毒遗传物质的Cas蛋白，即CRISPR－Cas，对目标基因进行一定剪切，从而实现复杂精准的基因编辑。Cas蛋白有93个之多，德国和美国的两位学者因发现CRISPR－Cas9“基因剪刀”而于2020年共同荣获诺贝尔化学奖。一直以来，该领域技术及原始核心专利为西方少数国家所垄断。近年来，我国一批科学家奋力耕耘，在植物基因编辑研究领域不断开疆拓土。事实充分说明，中国实现高水平科技自立自强路在脚下。
植物工厂育种加速器破解植物周年加代繁育瓶颈
没有阳光、雨水和土壤，能种出粮食来吗？农业科学家说：“能，而且长得更快！”2021年10月，在国家“十三五”科技创新成就展上，一幢泛着红紫色柔光的玻璃小屋格外亮眼。这是中国农业科学院都市农业研究所植物工厂创新团队研制的一座植物工厂。四层栽培架上，一排排水稻青苗齐整整扎在特殊的营养液里，在颗颗彩色LED节能灯的“抚触”下，正奋力拔节。
创新团队以人工光植物工厂为手段，在详尽分析水稻苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期等各个生育阶段生物学特性基础上，创制出水稻不同生育期环境—营养动态协同调控技术，构建了大幅度缩短水稻生育期的技术途径，成功实现水稻种植60天左右收获的重大突破，将传统大田环境下120天以上的水稻生育周期缩短了一半，大幅提升水稻育种效率。
创新团队首席科学家杨其长说，这座植物工厂如同一台水稻育种加速器，有望实现每年6茬以上的水稻“快速育种”，栽培层数甚至可以达到10层以上。此外，创新团队正致力于将植物工厂用在小麦加速育种上，目前可实现小麦从秧苗移栽到植物工厂后34天孕穗，39天抽穗，65天成熟收获，与传统大田环境下平均180天的生长周期相比缩短了三分之二。杨其长说，未来，依靠植物工厂，可为水稻和其他作物的加代育种和高效栽培提供新的技术路径。
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