单倍体诱导编辑（HI-Edit）的突破性进展
先正达的科学家们揭开基因秘密，让作物更高产、更健康
面对全球气候的快速变化以及新出现的病虫害，世界各地的农民们迫切需要能够适应这些挑战的玉米新品种。将抗病等理想性状引入新的玉米杂交种，关键在于单倍体植物的应用。
简而言之，单倍体植物是指携带独特遗传特征的植物。它们不从亲本双方继承基因，只含有来自单一亲本的遗传物质。
单倍体为培育杂交玉米新品种提供了一个稳定的起点，在全球粮食供应链中发挥着至关重要的作用——它们是释放每棵玉米作物全部遗传潜力的关键。
因此，先正达每年培育数百万株单倍体植物。传统上，这一育种过程需要大量资源和时间。但如果可以不必如此呢？如果有一种方法能更高效地触发单倍体植物的成长呢？
这就是先正达公司作物性状和技术发现主管Tim Kelliher 所取得的突破。
Tim Kelliher, Syngenta Seeds R&D Scientist
Tim Kelliher, Syngenta Seeds R&D Scientist
在著名期刊《自然》（Nature）上发表的这项荣获科技奖的研究中，Kelliher及其团队揭示了影响植物发育为单倍体的遗传基础。
获奖时，Kelliher表示：“能够获得这个奖项，我感到非常荣幸，尤其是考虑到其他获奖者所做的杰出工作。我很高兴这种迷人又奇怪的生物学能得到如此广泛的关注。”
玉米育种家和遗传学家已经进行了大量的基因图谱绘制工作，因此Kelliher及其团队在他们的工作基础上做了进一步研究。他们进行了详细的基因测序，确定了一个有希望的品系，并通过进一步分析，确定了导致单倍体性状的关键基因。
Kelliher描述了那个关键的时刻：“在比较正常品系和产生单倍体品系的原生基因序列时，我们发现后者缺失了四个碱基对。当我看到这一结果时，我笑了，心潮澎湃地说‘哦，就是它了’。
这个变化虽然微小——毕竟在整个基因组二十亿个碱基对中只是沧海一粟——但却意义重大。Kelliher解释道：“这意味着在产生单倍体的品系中，该基因发生了断裂，因此很可能是触发单倍体形成的诱因。后续的生物技术（包括互补测试和基因组编辑）实验证实了这一点。”
这一发现本身就是一个重要的科学成就。但Kelliher和其他先正达的科学家们并未止步。他们将这一发现与CRISPR基因组编辑技术相结合，进一步推动了研究的深入。他们开发了一种名为HI-Edit™的专有专利技术，该技术对单倍体诱导和基因组编辑进行了整合。
玉米育种家和遗传学家已经进行了大量的基因图谱绘制工作，因此Kelliher及其团队在他们的工作基础上做了进一步研究。他们进行了详细的基因测序，确定了一个有希望的品系，并通过进一步分析，确定了导致单倍体性状的关键基因。
Kelliher描述了那个关键的时刻：“在比较正常品系和产生单倍体品系的原生基因序列时，我们发现后者缺失了四个碱基对。当我看到这一结果时，我笑了，心潮澎湃地说‘哦，就是它了’。
这个变化虽然微小——毕竟在整个基因组二十亿个碱基对中只是沧海一粟——但却意义重大。Kelliher解释道：“这意味着在产生单倍体的品系中，该基因发生了断裂，因此很可能是触发单倍体形成的诱因。后续的生物技术（包括互补测试和基因组编辑）实验证实了这一点。”
这一发现本身就是一个重要的科学成就。但Kelliher和其他先正达的科学家们并未止步。他们将这一发现与CRISPR基因组编辑技术相结合，进一步推动了研究的深入。他们开发了一种名为HI-Edit™的专有专利技术，该技术对单倍体诱导和基因组编辑进行了整合。
HI-Edit技术拥有迅速提升性状导入速度的潜力，能加快新作物性状的市场化进程。新性状的市场化通常需要十年或更长时间，而HI-Edit能够加速育种周期同时保持遗传稳定性，这意味着农民可以更迅速地获得这些创新成果。
HI-Edit技术的应用范围非常广泛。它可以帮助作物适应气候变化等压力，或许还能重新振兴那些已经不受到种植者青睐的作物品种。
HI-Edit代表了CRISPR技术的一项应用，这项技术在短短几年内已经取得了显著进展。然而，要实现产量最大化，还必须依赖于持续的科学创新。
为了进一步加速农业创新，先正达通过一个名为“Shoots by Syngenta”的开源平台，提供了部分基因编辑技术。这为学术研究人员提供了开发新科学解决方案的前沿工具。
在全球人口不断增长的背景下，确保粮食供应成为了一项重大挑战，尤其当农民在增加粮食产量的同时，还必须应对疾病、害虫和气候变化等挑战。因此，充分发挥每一株植物的遗传潜力成为了一项至关重要的使命。
Kelliher及其团队所开展的科学工作与全球面临的一些最严峻挑战直接相关——包括保障粮食安全、应对气候变化以及提升农民的生产力。
正因为如此，先正达的科学研究才如此重要。Kelliher表示：“过去一百年中，每在植物科学研究上投入一美元，就能在经济生产力上获得8美元的回报。如今，创新的力量正聚焦于如何以可持续的方式，用更少的土地生产更多粮食。尽管挑战众多，但我们手中已有工具，能够实现我们的目标。”
正如Kelliher的研究所展示的，对遗传学中哪怕是最微小的奇特现象给予关注，也能带来巨大的益处——对农民、对粮食生产乃至对整个世界都是如此。
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