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 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 追寻红色足迹 深学党建思想

  • 青岛邮轮母港开启暑期首航

独家策划

推荐阅读
生成式人工智能正以前所未有的力量重塑全球高等教育。面对这把“双刃剑”,如何在教育赋能与风险防控之间找到平衡,探索适应人工智能时代的高校治理路径,是全球高校共同面对的时代命题。全球高校对生成式人工智能的治理逐渐超越单纯的技术风险防控,迈向关于价值、规则与能力的系统性重构。
2026-07-02 09:20
今后钢铁厂、水泥厂、数据中心等用电大户,不能再随心所欲地使用煤电了,必须消费一定比例的可再生能源。长期以来,我国可再生能源产业发展重心锚定发电侧扩张,风电、光伏装机规模连年攀升,绿色能源供给能力实现跨越式增长。
2026-07-02 09:44
截至目前,全国配发832套流动科技馆,巡展7956站,服务公众2.57亿人次;科普大篷车累计配发1880辆,下沉乡镇及偏远地区,开展活动49.6万次,服务基层公众达4.07亿人次,行驶里程6188.5万公里,相当于绕地球1547圈。
2026-07-02 09:19
国家能源局日前发布《中国供电发展报告2026》,其中显示,我国已建成全球规模最大的电力供应体系,居民用户和小微企业告别了“花钱办电”的历史,人民群众用电获得感明显增强。
2026-07-02 09:40
农机装备是观察我国农业现代化水平的窗口,映射着农业新质生产力在田间地头的蓬勃脉动。用新技术、新场景锻造新农具,推进农机装备全程全面升级,一定能让更多农民挑上“金扁担”。
2026-07-02 09:22
随着SpaceX上市,太空算力再度成为全球科技竞争新焦点。据报道,中国已推动12颗计算卫星实现在轨运行,它们是于2025年5月14日发射升空的全球首个太空计算卫星星座。抓住机遇、乘势而上,中国完全有底气在这场太空算力竞赛中,跑出自己的加速度。
2026-07-01 09:38
电动汽车还与人工智能、新型电力电子技术加速融合,推动车辆从传统交通工具向智能能源终端转变。面对旺盛市场需求,中国电动汽车凭借完整产业链、智能化优势及快速交付能力,正改写全球汽车市场格局,成为稳定全球供应链的关键力量。
2026-07-01 09:33
中国世赛焊接团队全力对标产业升级需求,将比赛成果转化为实际应用,积极探索技能人才成长成才的实践路径。依托10余年的积淀与科学化的集训机制,中国焊接世赛团队终于迎来突破时刻,先后斩获第41届世赛银牌、第42届世赛优胜奖,并在第43届赛事中勇夺该项目的首金。
2026-07-01 09:29
短短几年,林场里农家乐和民宿如雨后春笋般涌现,如今增加到40多家,形成了一条远近闻名的“溪水农家院一条街”。每天午后,我都会沿着林场整洁的步道溜达溜达,一路景色宜人,一路自在惬意。
2026-07-01 09:26
国家税务总局30日发布最新数据显示,今年1至5月份,我国具身智能产业发展向好,呈现多方面亮点。目前,全国近九成具身智能产业企业集中在广东、北京、上海、浙江、江苏,其余少量分布在辽宁、山东、陕西、安徽等10个省市。
2026-07-01 09:24
在6月27日举行的首届西部商业航天大会现场,陕西西安高新区管委会主任陈辉端着一台银灰色的火箭发动机模型走向发布台。“我们要实现星箭总体环节的突破,大力引进培育卫星总体、火箭总体企业,支持卫星智能制造工厂和商业火箭总装线建设。
2026-06-30 10:01
近日,“共和国勋章”获得者、我国著名水稻专家袁隆平相关话题上了热搜。袁隆平带领我国科研工作者,通过雄性不育遗传工具,攻克了利用杂种优势的世界性难题,创建了系统化、原创性的杂交水稻育种体系,开辟出利用水稻杂种优势的新道路,有力保障了国家粮食安全。
2026-06-30 10:01
国家能源局29日发布数据显示,今年1至5月,全国累计完成电力市场交易电量30573亿千瓦时,同比增长24.8%。1至5月,从交易范围看,省内交易电量24361亿千瓦时,同比增长28.5%;跨省跨区交易电量6212亿千瓦时,同比增长12.2%。
2026-06-30 10:01
教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。在资源配置方面,需要强化规划衔接、政策协同,推动教育、科技、产业等多部门资源在人才培养这一共同目标下统筹配置。
2026-06-30 10:00
今年入夏以来,雷电、暴雨、大风等强对流天气轮番登场,其瞬间释放的破坏力令人心生畏惧。若身处人流密集区域,同行人不牵手,应立即进入安装有防雷装置的建筑物、金属车身的汽车等安全区域。
2026-06-30 10:00
美国核能初创企业Antares宣布,其在爱达荷国家实验室安装的小型模块化核反应堆“Mark-0”首次测试达到临界状态,成为特朗普政府发布加速核电发展行政命令以来,第一个突破这一门槛的新型反应堆设计。
2026-06-29 09:43
目前,油田油水井、站库的数字化覆盖率已分别超过97%和93%,物联网将油气生产的每一个末梢都纳入了智慧之网。
2026-06-29 09:41
中国共产党党员、中国工程院院士、著名金属材料专家、华中科技大学教授崔崑同志,因病医治无效,于2026年6月26日在武汉逝世,享年101岁。
2026-06-29 09:40
科学家成功把一束在纳米尺度下被高度囚禁的光,变成了一把能感知原子级形变的超级“尺子”,对材料内部埋藏的微小变形实现了无损探测。
2026-06-29 09:40
27日,国家重大科技基础设施“聚变堆主机关键系统综合研究设施”最大的超导部件——环向场磁体在安徽省合肥市完成最后制备工艺,并通过专家验收。
2026-06-29 09:37
加载更多