来源：DeepTech深科技
戴着草编帽子、汗水浸湿刘海、身旁是山脚下的豆田......
如果不是这副眼镜增加了几分书生气，似乎这看起来应该是一位农民大哥的田间记录照。但其实，这是一名科学家——来自广州大学的关跃峰教授。
此前，他和合作者在这片豆田忙活了整整三年，终于通过基因编辑技术成功优化了大豆的生物固氮能力，并将这项技术形象地比喻为“育种界的 5G”。
通过此，他们找到了既能多长根瘤、少施化肥、又能增加产量的方法，将大豆产量提升 10-20%，蛋白含量增加 1-2 个百分点，借此为大豆育种带来了概念性突破。
（来源：Nature Plants）
据介绍，基因编辑作物的应用完全遵照我国农业部 2022 年发布的《农业用基因编辑植物安全评价指南（试行）》规定。
相比转基因，基因编辑作物能够大大简化获取生物安全证书的程序，在时间流程上可以缩短 1-2 年。
目前，课题组正在东北、黄淮等主栽区域的大豆品种中开展基因编辑育种，希望能够提高国内大豆品种的单产水平、以及提高生物固氮的能力，减少农业化肥的使用。
未来，也可以将该技术转移到紫花苜蓿、花生等豆科作物中。
不过，需要注意的是，本次研究尚处于试验阶段，种植面积比较小，最大面积仅有 100 多平方米。因此，大面积种植时的增产效果还有待验证。
提升大豆产量重要性何在？
据介绍，我国每年消耗大豆的总量大约在 1.2 亿吨，平均每人每天要消耗半斤大豆，其中超过 80% 依靠进口。
进口大豆并不用于做豆腐豆浆，而是先榨油、剩下的豆粕做饲料。豆粕饲料是优质蛋白来源，对于肉蛋奶畜牧生产来说是必不可少的。
目前，中国人口占据世界人口的 19%，过去 40 年经济的高速发展，让老百姓实现肉蛋奶自由，而饲料的消耗也水涨船高。
我们国家的耕地资源有限，耕地仅占世界耕地的 8% 左右，这就需要通过进口粮食来弥补。
大豆之所以成为最主要的进口粮食，重要原因就是它单位面积的产量低，国内种植效益差。
比如，大豆每亩地产量仅为玉米的五分之一，收入约为玉米一半，因此农民更愿意种玉米，导致大豆种植就不足。
如能提高大豆产量和品质的生物育种技术，就能更快推广应用，帮助提高大豆单产水平和农民种植效益，也有助于提高大豆自给率。
将“诺奖技术”基因编辑成功用于大豆增产
科学家版本的“草盛豆苗稀”
不过，关跃峰坦言：“我是做分子生物学出身，做大豆育种属于半路出家。我们在实验室里虽然得心应手，但下田干活就是小白了。”
刚开始在大田里种植大豆时，田间管理不到位，杂草比大豆还茂密。由于过了除草剂喷施的窗口期，只能人工除草。
于是实验室全员集体出动，大家一起在田间除草，真实上演“锄禾日当午，汗滴禾下土”。后来，“种好田”也成为实验室的重点工作之一。
“这个经历让我对农业之难有了更直观的认识，也开始理解提高农业劳动效率和降低种植成本对于农业的重要性。”关跃峰说。
比如对于生物育种来说，仅仅提高大豆产量还远远不够，还需要围绕抗除草剂、抗病虫害等性状，才能满足现代种植的需求。
接下来，课题组首先将针对 RIC 基因编辑技术开展更大规模的育种应用，争取早日实现推广。
其次他们将挖掘增产效果更好的基因组合，让技术变得更加完善。
另外，他们将利用多重基因编辑技术，把优化结瘤 RIC 基因与其他高产优质基因编辑性状聚合在一起，力争创制产量更高、品质更好的“超级大豆”。
参考资料：
1.Zhong, X., Wang, J., Shi, X.et al. Genetically optimizing soybean nodulation improves yield and protein content. Nat. Plants 10, 736–742 (2024). https://doi.org/10.1038/s41477-024-01696-x
排版：初嘉实
