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青企故事荟 | 一把“基因剪刀”如何剪出“优质品种”

原创 2026-07-25 06:33 青岛日报社/观海新闻  

未米生物构建全链条核心竞争力,已为国内外1000多家科研机构和生物种业企业、5000余位科学家提供技术服务

一把“基因剪刀”如何剪出“优质品种”

经营者说

未米生物科技(青岛)有限公司董事长许洁婷:

绘制基因编辑产业化“路线图”

当前,AI辅助靶点挖掘、高通量表型鉴定、基因编辑和不依赖基因型的遗传转化技术,正在共同推动生物育种从经验驱动转向数据和工程化驱动。行业竞争已经不再只是单个品种的竞争,而是种质资源、编辑工具、转化效率、性状验证和产业化落地能力的综合竞争。

面向未来,未米生物将继续聚焦“核心技术—核心产品—产业链协同”的一体化路径:持续提升玉米、水稻、大豆、小麦、棉花等主要作物的转化效率,突破更多商业化材料的基因型限制;围绕高蛋白玉米、抗逆增产、耐密植、抗病虫和功能蛋白植物底盘等产品管线,形成可验证、可合作、可推广的性状材料;与科研院所、种业企业、饲料企业和种植主体共建产业联盟,让技术成果从实验室进入田间、饲料端和消费端;按监管要求提前布局分子特征、脱靶、食用安全和环境安全评价数据,为基因编辑作物规范化产业应用打牢基础。

玉米是我国种植面积最大、产量最高的农作物,也是饲料的绝对主力。但长期以来,国内杂交种玉米籽粒蛋白含量普遍只有8%左右,无法满足畜禽养殖业对饲料蛋白的需求。饲料蛋白的结构性缺口,最终只能依靠大量进口大豆填补。数据显示,我国大豆年进口量常年稳定在1亿吨左右,对外依存度超80%。

事实上,高蛋白玉米蛋白含量显著高于普通玉米,可在饲料环节替代大豆蛋白。据测算,若玉米蛋白含量每提升1个百分点,2亿吨饲用玉米可额外产生200万吨蛋白质,相当于替代约500万吨大豆。推动玉米品种升级,让玉米既当“能量源”,又当“蛋白罐”,实现一物两用、一粮多效,是补齐饲料蛋白短板、优化饲料结构、保障产业安全的有效路径。

未米生物科技(青岛)有限公司科研人员正在开展玉米种子基因编辑工作。周 伟 摄

但传统育种技术周期长、改良效率有限,很难快速突破玉米高蛋白的品种瓶颈。而基因编辑技术的成熟应用,为玉米种质改良提供了颠覆性解决方案。作为国内玉米基因编辑赛道的标杆企业,落户青岛科创大走廊青年科创城的未米生物科技(青岛)有限公司(简称未米生物),目前已构建起从底层工具研发、基因挖掘、品种创制到产业化落地的全链条核心竞争力,已为国内外1000多家科研机构和生物种业企业、5000余位科学家提供技术服务。

玉米的“微创手术”

冷冻玉米解冻后总是失水干瘪、口感发硬?这个“老大难”问题,在未米生物展厅里那堆不起眼的玉米粒面前,正被轻松化解。

那么,这些玉米粒究竟暗藏怎样的玄机?在实验室里,未米生物高蛋白玉米管线经理马宝鹏给出了答案:“支链淀粉天然的物理特性容易锁住水分,让食品能够保持Q弹、软糯、不发硬。一般玉米淀粉构成有70%多是支链淀粉,通过基因编辑后的支链淀粉从70%多提升至近100%,同时并不影响玉米的株高、产量等性状。”

而完成这场玉米“微创手术”的,正是一把打破国外垄断的国产“基因剪刀”。“这个工具叫CasY7,在国际上属于第一梯队,目前它的编辑效率已经超过85%,成本更低,效率更高,周期也更短。通过CasY7,我们可以在‘郑58’这个玉米品种上,把Waxy1这个基因精准地敲除掉。这个基因和玉米里面的支链淀粉含量是呈反向相关性的,把它敲除,最终实现玉米性状的改良。”马宝鹏说。

技术上的突破获得了官方的权威认可。前不久,未米生物获批农业农村部颁发的农业用基因编辑生物安全证书,其自主研发的“突变Waxy1基因品质性状改良玉米未米糯101”,正式获得全国范围内的生产应用安全许可。这是国内首个获批的糯性改良玉米基因编辑安全证书,标志着我国基因编辑育种从增产导向向品质升级实现关键突破。

未米糯101一旦大规模商业化应用,意味着进行工业提取支链淀粉时,不再需要复杂的化学分离,加工成本大幅降低,这将推动玉米产业从大宗农产品向高附加值、高标准工业原料的转型,实现产业链整体提质增效。

或许有人会问,基因编辑和常说的转基因有何不同?“区别于转基因做‘加法’,基因编辑主要是做‘修整’,它针对的是生物体自身的基因,使用像CRISPR这样的‘基因剪刀’,精确定位到DNA序列的某一个具体位置进行精确敲除、修改或替换,不引入外源基因,产生的结果往往与自然突变或传统育种的结果非常相似。”未米生物科研人员介绍,“如果把一粒玉米种子的基因编辑过程讲得通俗一些,它并不是直接拿成品种子‘剪一下基因’就完成,而是先从目标性状倒推目标基因,再在可再生的玉米组织中完成编辑,最后把编辑成功的细胞重新培养成完整植株,还得经过分子检测和田间鉴定。”

技术落地之外,商业化进程同样蹄疾步稳。作为国内唯一具备高蛋白玉米商业化能力的企业,未米生物在该领域建立了难以复制的先发优势。2025年商业化首年,未米生物在内蒙古、吉林、黑龙江、山西、山东、湖北等地种植4万亩高蛋白玉米;2026年预计超50万亩;2030年规划达1000万亩。目前,该公司已获得3张玉米基因编辑安全证书。

构建多基因编辑系统

当前,国际和国内植物基因编辑行业正在从“科研工具”走向“产业化育种平台”。国内趋势则更具政策推动特征:2022年,农业农村部发布农业用基因编辑植物安全评价指南,2023年又发布评审细则,要求围绕靶基因编辑情况、载体残留、脱靶、目标性状、生态环境与食用安全等提交资料。

未米糯101的获批,不仅是企业自身技术实力的体现,更标志着我国基因编辑育种正从“单点突破”进入“多性状并行、多场景应用”的产业化加速期。随着越来越多品质类基因编辑产品的落地,我国种业创新将进一步向“高产、优质、高效、绿色”方向发展,为保障国家粮食安全、推动种业振兴注入新动能。

不过,拿到安全证书并不意味着可以立刻推向市场。“获得安全证书只是第一步,意味着该品种在生物安全性上过关了。要合法卖给农民种植,还必须经过品种审定程序,要在不同气候区进行1至2年的田间种植,试验合格后,向国家或省级品种审定委员会提交申请并获得品种审定证书后,才可以合法生产和销售。”未米生物董事长许洁婷介绍。

当然,未米生物的关注点并不止于玉米这一条赛道。例如,利用基因编辑技术创制了高直链淀粉含量水稻、大长粒型水稻、矮杆直立株型水稻等多个新种质,相关技术已获授权发明专利。开展大豆基因编辑改良,相关成果正在推进安全证书申请。同时,未米生物正向苜蓿、狼尾草、羊草等饲用经济作物以及辣椒、灵芝等高附加值作物拓展基因编辑服务。与超1000家高校和研究所合作,提供包括基因编辑在内的技术服务,覆盖水稻、小麦、棉花、油菜、番茄、大豆等多种作物,帮助科研机构缩短研发周期、提升效率,主要客户包括中国农业科学院作物科学研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所、浙江大学、河南农业大学、华中农业大学等。

目前,未米生物已构建了覆盖30余种作物、750余个品种的高通量无基因型限制遗传转化和基因编辑平台,是目前国内植物基因编辑覆盖物种最广、品种最多的平台之一。

从玉米单品到多元作物矩阵,未米生物正在一步步把“基因剪刀”的作用,发挥至更广阔的田间地头。(青岛日报/观海新闻记者  周 伟)

责任编辑:刘聪聪

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