点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:基因编辑秘籍,助力油菜成为“全能王”
首页> 科普频道> 三农科普> 基因故事 > 正文

基因编辑秘籍,助力油菜成为“全能王”

来源:光明网2021-01-21 09:44

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  出品:科普中国

  监制:中国作物学会 光明网科普事业部

  统筹:程维红 徐琴

  策划:宋雅娟 张蕃

  作者:桑世飞 河南师范大学生命科学学院生物技术系讲师;胡琼 中国农业科学院油料作物研究所研究员 博士生导师

  提起油菜,很多人一定会想到榨油和赏花,但油菜的用途仅此而已吗?事实上,作为我国当前的第四大农作物、第一大油料作物,油菜的功能用途得到了科学家广泛的开发——

  一菜多吃,油菜让身体更健康

  经过农业科学家的改良,菜籽油不再有刺激性气味,精炼油清亮无味,压榨油浓香醇厚,各有一定的喜好人群。最妙的是,菜籽油是所有植物油中含容易引起动脉硬化的饱和脂肪酸含量最低的,同时其不饱和脂肪酸种类多并且比例合理,还含有脑黄金DHA的前体物质亚麻酸,是健康功能最好的食用植物油之一。

  榨油只是油菜在我们饮食中扮演的角色之一,如今油菜还是一种蔬菜,菜苗鲜嫩可口,菜薹肉质肥厚,成为了不少美食爱好者与营养追求者追捧的对象。

  种植油菜薹不仅有助于农民提高种植经济效益,对于消费者来说还能够避免由于缺硒所带来的健康隐患。中国农业科学院副院长、国家油菜产业技术体系首席科学家王汉中院士基于油菜富集硒元素的能力,提出了油菜“硒高效”概念,即在普通的非富硒土壤中,生产出每公斤含硒0.01毫克以上的菜薹,并培育出“硒滋圆”系列油菜薹用品种。除了富硒以外,油菜薹还具有高钙、高维生素 C、高氨基酸和高锌的特性。

  绚烂缤纷,菜花让家乡更美丽

  “杨柳青菜花黄,天上人间觅芬芳”。多少人儿时的记忆中,春天乡村田园那成片的金黄,蜂飞蜜香,是一年中最美的景色,点缀着对生活的美好向往。如今,油菜品种改良以后,适应性提高,种植区域南进北扩,不断增大。遍及全国油菜主产区的油菜花景点,熙攘热闹的油菜花节,吸引着人们,带着家人,伴着朋友,走向田野村庄。最早从1月、2月的广东新会、云南罗平始,到3月的江西婺源、湖北荆门、江苏兴化,再到4月的陕西汉中,7月、8月的青海门源、甘肃民乐、内蒙古海拉尔,都有美丽的油菜花海可以徜徉。

  近年来,油菜周年开花技术研发逐渐成熟,秋冬季看油菜花已经不再是奢望。2019年中国农业科学院油料作物所携手全国油菜花第一县江西婺源打造出秋季油菜花海景观,通过新品种、新技术集成创新,攻克了低海拔地区夏季高温种植油菜植株矮小、开花难、花色不艳、花期不长等难题,8月初种植,9月下旬初花,10月进入盛花期,打造出秋季金灿灿的油菜花海,让国庆期间的游客异常惊喜,为美丽乡村建设和花海经济找到了新的增长点。2020年,该秋季油菜花海又在湖北武汉和松滋华丽绽放,10月、11月均可观花,为疫情后湖北人民的生活增添了色彩。

  传统油菜花为黄色,花色相对单一。科学家们通过努力,发掘和培育出具有白色、金黄、橘黄、红色、紫色等多种花色的多彩观光油菜新品种(系)。这些多彩油菜品种花色灿烂,适于景观设计,为观光农业发展提供了更多选择。

基因编辑秘籍,助力油菜成为“全能王”

  彩色油菜花拼图(图片源自网络)

  曾经湖北恩施州全州贫困发生率30.61%,这其中就包含恩施市和利川市交界处的朝东岩下方,坐落着人口3000余人的田凤坪村。中国农业科学院油料作物研究所对口田凤坪村进行帮扶,结合当地产业布局,整合新品种、新技术、新成果,建设了高山油菜试验示范基地和良种繁育基地,以保护价回购良种,让村民吃下了增收致富的“定心丸”。同时 坚持“以农带旅、以旅促农、农旅结合”发展思路,形成了种植、观花、餐饮、民宿和特色农产品销售一体化发展新模式。如今田凤坪千亩油菜花海成为恩施远近知名的网红打卡景点。油菜观赏不仅实现“美丽乡村”理念,还切切实实为当地农民带来了经济效益,将油菜观光打造成了当地的一张名片,为乡村脱贫致富提供了可复制、可推广的产业扶贫模式。

基因编辑秘籍,助力油菜成为“全能王”

  中油所建所60周年油菜花大地艺术图案(图片源自中油所)

  饲料油菜,为粮食安全做贡献

  油菜植株中蛋白质含量与豆科牧草相当,粗纤维含量低,粗脂肪和无氮浸出物含量较高,钙含量高,粗蛋白质含量、有机物消化能和磷含量接近豆科饲草,各种营养成分高于谷草,营养类型与豆科饲草类似,堪称为品质优良的饲草。

  华中农业大学傅廷栋院士近年来为了解决我国饲料供应不足的问题,致力于饲用油菜产业化的研究,培育出饲油系列品种,并在多地建立饲用油菜生产模式。特别是在西北、东北地区,在小麦等主季作物收后到冬前2-3个月的农田空闲时间,种植以收鲜草为目的的专用饲料油菜,饲料油菜青草产量比豆科牧草高1/2~1/3,亩产蛋白质量显著高于豆科牧草。羊吃了添加了油菜的饲料后,屠宰率和净肉率都有提高,甲烷排放量减少。牛吃了添加了油菜的饲料后,体重增加快,产奶多,奶中蛋白质含量提高、脂肪含量下降。该模式充分利用西、北部地区小麦等早熟作物收后的光、热、水、土资源,不仅促进了农区养殖业发展,还有助于保护生态环境,改良土壤,应用前景十分广阔。饲料油菜还可以推广到南方的约5000万亩冬闲田区域,生产出优质饲草除了作为牛羊饲料外,还能满足其他畜禽(如鸡、鸭、鹅)养殖的饲料需求。

  基因编辑,让油菜更全能

  十三五期间,我国农业科技进步贡献率超过60%,科技创新在农业生产中所占据的比重越来越高,油菜也在育种学家几十年的改良下,拥有了众多优良品质和功能,油、菜、花、饲、肥、蜜多种用途得以全面发展。如今,基因编辑技术赋能油菜品种培育,依托基因编辑技术可以在短短几年之间使油菜获得“华丽变身”——

基因编辑秘籍,助力油菜成为“全能王”

  编辑RGA和 IAA7基因后形成的矮化程度不同的油菜植株

  (Cheng et al., 2020, Plant Biotechnology J)

  利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,华中农业大学对控制油菜种子中油酸含量的FAD2及亚麻酸含量的FAD3基因进行定点编辑,通过对转基因后代的连续自交和回交,两年内即可获得不带有转基因元件的高油酸低亚麻酸突变体,让油菜油的营养价值更高。浙江大学和德国基尔大学合作,利用CRISPR/Cas9技术敲除了油菜中的“油脂消减基因(Seed Fatty Acid Reducers, 简称SFARs)”,大幅度提升了油菜种子含油量。华中农业大学、中国农科院油料所及德国科学家还通过突变油菜的裂角基因,提高油菜角果的抗裂性,降低机械联合收获时的落粒损失。中国农科院油料所利用基因编辑技术敲除油菜MAX1基因,创制出油菜高产新株型优异种质,单株产量有望提高约20%。武汉市农业科学院通过对BnaC2-GMYB28基因编辑获得种子低硫苷油菜材料,可使油菜饼粕营养更好。中国农科院油料所和扬州大学还建立了油菜的单碱基编辑技术,通过目标基因单个碱基的替换,获得了株高不同程度降低和抗除草剂的非转基因材料,将有力推动适合全程机械化生产的油菜新品种选育进程。

  随着“基因编辑”技术的发展,我们有理由相信未来在这项技术的支持下,油菜产业能够架起翅膀飞得更高!

基因编辑秘籍,助力油菜成为“全能王”

[ 责编:张蕃 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 来中国科技馆,和科学家击掌!

  • 理响中国·幸福有“理”

独家策划

推荐阅读
当前全球生态环境挑战日益严峻,科技创新是应对可持续发展挑战的核心力量。
2026-10-16 16:29
10月16日是第四十六个世界粮食日,所在周是全国粮食安全宣传周,主题为“创新当下,粮安未来”。从良种选育、智能农机到数字农业、精准储运,创新正成为粮食增产、节粮减损、营养提升的关键引擎。即日起,光明网联合科普中国推出系列科普视频,深入解读科技创新绘就的粮安答卷。
2026-10-16 08:46
在显示技术升级与人工智能赋能的双重驱动下,行业正跳出传统数字阅读的固有边界
2026-10-16 08:45
打造集技术研发、模型训练、系统验证及场景测试于一体的创新基地,推动人形机器人及具身智能技术从实验室研发阶段走向大规模产业应用。
2026-10-16 08:39
工业和信息化部、中央网信办、市场监管总局高度重视,在前期调查工作基础上,成立联合调查组开展核查,并依法依规处理。有关情况将及时公布。
2026-10-16 08:40
大会延续“零碳·科技”永久主题,以“智储新程 绿动全球”为年度主题
2026-10-16 08:35
“戈壁荒滩老风口,飞沙走石雁不留。托里县老风口蝶变的三部曲,为生态脆弱地区推动高质量发展、树立和践行正确政绩观,提供了深刻启示。树立和践行正确政绩观,就要算大账、算长远账、算整体账,既做显功、也做潜功,把生态优势转化为发展优势、民生福祉。
2026-10-15 09:51
常压下,水到0℃会结冰,这就是人们熟悉的相变,0℃即是相变的临界点。两篇论文的共同通讯作者、宁波东方理工大学助理教授余雪佳,把这个难题比作“在沸水中完好保存一件冰雕”。
2026-10-15 09:49
长久以来,古生物学界与教科书普遍认为琥珀皆源自种子植物(裸子或被子植物),最古老的确切记录定格在美国约3.2亿年前的石炭纪晚期。
2026-10-15 09:48
在芯片制造、航空发动机等高端硬核制造领域,技术迭代具有长周期、累积性、阶梯式特征,遵循循序渐进、层层突破的线性攻关规律。新征程上,持续深耕创新生态建设、迭代升级现代化创新体系,必能培育形成扎根中国、联通世界、内生增长、开放共生的创新新格局。
2026-10-15 09:46
受困于“小散弱”的格局,长期以来,我国科技期刊在国际学术传播体系中缺少属于自己的“拳头产品”与平台话语权——“在精品化发展方面,经过70余年积淀,我国已形成以《中国科学》《科学通报》《国家科学评论》等刊群为代表的高水平期刊方阵。
2026-10-15 09:45
AI时代,科研的“源头活水”是什么?不是算力,不是数据,而是人对未知世界的好奇与追问。
2026-10-14 11:28
截至8月末,三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数7.04亿户,比上年末净增1365万户;三家基础电信企业及中国广电的移动电话用户总数18.49亿户,其中5G移动电话用户13.11亿户。
2026-10-14 09:34
自然资源部会同国家发展改革委12日发布《矿产资源目录》。自然资源部矿产资源保护监督司负责人表示,矿产资源目录是矿产资源管理制度的重要基础,是制定矿产资源规划、实施矿业权管理、规范矿产资源勘查开采行为、征缴矿产资源税费、制定产业政策等工作的依据。
2026-10-14 09:40
与共康村相邻的巴达村,是第一批参与试种的村,也是西藏首个高海拔水稻实测亩产破千斤的村子,村民把“海拔3175米种水稻”写进村史。一粒水稻种子,不只改写了亩产数字,更改变了“西藏水稻只能在察隅、墨脱海拔1500米以下种植”的历史,为高原水稻纳入地方主粮增添可能。
2026-10-14 09:41
如今,AI正改变许多行业的底层逻辑,固守单一思维模式将面临严峻挑战,文理兼备、跨界融合才是稀缺能力——既有理科生的技术思维和逻辑能力,又有文科生的人文洞察和情感素养。未来更有竞争力的,可能不是最典型的文科生或理科生,而是既有专业深度,又能跨学科解决问题的人。
2026-10-14 09:48
不久前,在海南三亚崖州湾科技城,一场名为“青年π”的海洋主题对话临海开讲。高频下潜试出的不只有装备可靠性,也不断刷新人们对深海的认识。同一园区,由哈尔滨工程大学南海研究院孵化的海南水之声海洋科技有限公司,正给海洋装备搭水下“Wi-Fi”。
2026-10-14 09:49
目前各地正在开展流感疫苗接种。今年开始,国家对农村地区“一老一小”重点人群实施免费接种等相关支持性政策。为什么要接种流感疫苗?去年接种过,今年是否还需要接种?到哪里接种?
2026-10-13 10:03
我国城市盲道总里程以万公里计,公共场所无障碍设施持续铺开。数字世界的“盲道”畅通起来。精神文化的“视界”也在扩大。中国传媒大学师生发起的“光明影院”项目,近十年间每年制作上百部无障碍电影,把电影送到视障朋友耳边,今年还走进联合国教科文组织总部举办专场放映。
2026-10-13 10:01
记者近期从中国互联网络信息中心获悉:截至今年上半年,我国生成式人工智能用户规模超7亿人,普及率超50%。
2026-10-13 09:58
加载更多