科创中国

行业领域

高技术服务业,农、林、牧、渔业,农业

需求背景

随着全球人口的不断增长，粮食安全问题日益凸显，而农业生产效率和产量的提升成为解决这一问题的关键。转基因技术作为一项具有广泛应用前景的生物技术，为提高农作物的抗病虫性、抗逆性和营养价值提供了有效手段。玉米作为世界上种植面积最广、产量最高的粮食作物之一，其转基因研究具有重要的实际意义。因此，培育抗虫、抗除草剂转基因玉米新种质的需求日益迫切。

1. 抗虫转基因玉米的需求背景

虫害是影响玉米产量和品质的主要因素之一。在全球范围内，玉米受到的虫害种类繁多，包括螟虫、蚜虫、蝗虫等。这些害虫不仅危害玉米的生长，还可能导致玉米减产甚至绝收。此外，由于化学农药的长期使用，害虫已经产生了较强的抗药性，使得传统的防治方法效果不佳。因此，培育具有抗虫性的转基因玉米品种具有重要意义。

2. 抗除草剂转基因玉米的需求背景

除草剂是农业生产中常用的一种防治杂草的手段。然而，长期使用除草剂会导致土壤生态环境恶化，影响玉米的生长。此外，除草剂的滥用还可能导致杂草产生抗药性，使得除草效果降低。因此，研究和推广抗除草剂的转基因玉米品种，可以减少对环境的影响，提高农业生产的可持续性。

3. 抗虫、抗除草剂转基因玉米的技术需求

3.1 基因编辑技术

基因编辑技术是一种能够精确修改生物基因序列的技术，具有很高的灵活性和可控性。通过基因编辑技术，可以实现对外源抗虫、抗除草剂基因的有效导入，从而获得具有目标性状的转基因玉米品种。目前，CRISPR/Cas9系统被认为是最常用的基因编辑工具，但其在玉米上的应用仍处于研究阶段。因此，开发更加高效、安全的基因编辑技术是实现抗虫、抗除草剂转基因玉米育种的关键。

3.2 抗虫、抗除草剂功能基因的筛选与鉴定

筛选出具有抗虫、抗除草剂功能的基因是转基因育种的基础。通过对现有基因库进行筛选，可以找出与目标性状相关的基因。然后，通过基因表达分析、酶学检测等方法，对筛选出的基因进行功能鉴定，确保其具有良好的抗虫、抗除草剂效果。

3.3 转基因玉米的分子标记辅助选择

分子标记辅助选择（MAS）是一种基于分子标记位点筛选的方法，可以在早期的杂交组合中筛选出具有目标性状的个体。通过MAS技术，可以在大量的实验材料中快速、准确地找到具有抗虫、抗除草剂功能的转基因玉米种质，缩短育种周期，降低育种成本。

3.4 转基因玉米的遗传稳定性评估

遗传稳定性评估是评估转基因作物品种在实际应用中能够保持其抗虫、抗除草剂特性的能力。通过对转基因玉米的回交和自交试验，评估其遗传稳定性，确保其在种植过程中不发生性状分离，保证其实际应用价值。

总之，抗虫、抗除草剂转基因玉米新种质的研究具有重要的实际意义。通过基因编辑技术、功能基因筛选与鉴定、分子标记辅助选择以及遗传稳定性评估等手段，可以为农业生产提供更多具有优良性状的转基因玉米品种，提高农业生产效率和产量，保障粮食安全。

需解决的主要技术难题

利用拥有专利权的抗除草剂基因Epsps（ZL201110270905.7）、抗虫基因Cry2Aa（ZL201210280832.4）和Cry1Ca#（ZL201310305677.1），培育出抗除草剂、抗虫的转基因玉米新种质E1C143（含Epsps和Cry1Ca#基因）和B2A487（含Bar和Cry2Aa基因）。

它们对玉米螟的抗性与现有获得安全证书的抗虫玉米相当，均达到100%致死率。但是，E1C143优良转化事件对草地贪夜蛾100%致死，抗性优于现有获得安全证书的抗虫玉米。

期望实现的主要技术目标

1.获得抗虫、抗除草剂的基因专利。

2.获得高抗草地贪夜蛾和玉米螟、抗草铵膦或草甘膦的优异玉米转化事件。

3.备案转基因玉米中间试验。

需求解析

解析单位：“科创中国”湖南科技服务团（湖南省科学技术协会） 解析时间：2023-11-28

王朝晖

华智生物

澳大利亚莫多克大学生物科学博士

综合评价

技术创新：华智生物在转基因玉米领域具有丰富的研发经验和技术积累，其抗虫、抗除草剂转基因玉米新种质的研发体现了公司在转基因技术上的创新和突破。 市场需求：随着农业生产对高效、环保的需求不断提高，抗虫、抗除草剂转基因玉米新种质具有广阔的市场前景和应用价值。 安全性评估：转基因作物的安全性一直是社会关注的焦点。华智生物在研发过程中严格遵循国家相关法规和标准，确保新种质的安全性。 产业化推广：华智生物在转基因玉米新种质的研发过程中，注重与农业部门、科研院所等合作，推动新种质的产业化推广和应用。 持续创新：面对国内外市场竞争和技术挑战，华智生物将继续加大研发投入，不断优化和完善抗虫、抗除草剂转基因玉米新种质，为我国农业可持续发展做出贡献。

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