大數(shù)據(jù)與植物基因育種技術(shù)
新的基因組技術(shù)（NGT）在歐洲議會已經(jīng)爭論了幾個月。2月7日，斯特拉斯堡以307票贊成、263票反對、41票棄權(quán)通過了該授權(quán)。
目標是通過NGTs開發(fā)改良的植物品種，提高糧食系統(tǒng)的可持續(xù)性和彈性。這些品種應該具有氣候適應性、抗蟲性，并且用更少的肥料和殺蟲劑提供更高的產(chǎn)量。在另行通知之前，NGT植物將繼續(xù)禁止用于有機生產(chǎn)。
目前，通過新的基因組技術(shù)獲得的所有植物都被視為轉(zhuǎn)基因生物（GMO）。議會支持一項為NGT工廠創(chuàng)建兩類不同規(guī)則的提案：
1.植物可能涉及CRISPR-Cas9等技術(shù)，對DNA序列進行精確改變，但這些改變的范圍有限，并模仿自然發(fā)生的遺傳變異。它們被視為與傳統(tǒng)生物等效，不受轉(zhuǎn)基因生物立法的約束。因此，這種新的基因組技術(shù)被認為與傳統(tǒng)植物相當。
2.?NGT2植物是基因組改變更為顯著的植物。這些可能包括更復雜的修改，例如引入無關(guān)物種的基因或基因組的重大重排。對于這些新的基因組技術(shù)，大多數(shù)轉(zhuǎn)基因立法要求都將保持不變。
3. 什么是新的基因組技術(shù)？
當我們談論基因組學時，經(jīng)常提到轉(zhuǎn)基因生物。但還有其他旗艦技術(shù)，如基因組編輯技術(shù)，即著名的新基因組技術(shù)。最受關(guān)注的是Crispr-Cas9方法，被稱為“分子剪刀”。它于2012年首次亮相，獲得了法國遺傳學家和微生物學家Emmanuelle Charpentier與美國人Jennifer Doudna聯(lián)合頒發(fā)的2020年諾貝爾化學獎。
新的基因組技術(shù)是如何工作的？
該模式很簡單，它發(fā)生在雙螺旋形狀的DNA長帶水平上，包含預先決定個體特征的所有基因。
這些基因是用已識別的堿基序列編碼的，就像在計算中一樣。這就是Crispr-Cas9“剪刀”通過兩個基本要素發(fā)揮作用的地方。
第一種是RNA鏈，第二種是酶Cas9，它能夠在兩個明確識別的堿基之間的精確點“切割”DNA帶。
因此，很簡單，這個系統(tǒng)將使有問題的基因失活或用健康的拷貝替換它成為可能。發(fā)生了突變，但細胞被留下來修復DNA本身。
新基因組技術(shù)的成功案例
植物育種領(lǐng)域正在發(fā)生一場革命。僅通過靶向突變，研究人員就可以更快地開展工作，而不需要外源基因。新的基因組技術(shù)的成功故事正從全球各地涌入，其他項目看起來非常有前景：
?在美國，第一種由基因組編輯改良的植物衍生的食品是Calyno大豆油（Calyxt）。其特點是脂肪酸含量高，接近橄欖油。
?在日本，初創(chuàng)公司Sanatech Seed創(chuàng)造了各種“西西里紅番茄”Gaba，之所以這樣命名，是因為它富含某種神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸，這種物質(zhì)在大腦功能和血壓調(diào)節(jié)中起著核心作用。
?在中國，研究人員長期以來一直在努力培育抗白粉病的小麥品種，白粉病是導致這些緯度地區(qū)嚴重損失的一種疾病。植物育種者面臨的問題是軟小麥基因組的復雜性。與具有二倍體染色體的人類DNA不同，小麥具有六倍體染色體。這意味著同一基因存在三到六個拷貝，因此必須被中和三到六次。利用Talen方法，中國研究人員成功地同時突變了三個小麥基因組中三條染色體攜帶的三個Mlo基因。請注意，在傳統(tǒng)育種中，這一壯舉也是虛幻的，這種自發(fā)突變的概率為10-27。換句話說，育種者有十億分之一的機會看到突變發(fā)生。
?其他成功案例包括抗馬鈴薯Y病毒的黃瓜（以色列）、無褐變的鱷梨（美國）、抗細菌性潰瘍的柑橘類水果（美國），抗霉菌的葡萄藤（智利）、略帶辛辣味道的西紅柿（巴西）、很快就不會結(jié)痂和發(fā)霉的果樹、無霉菌的土豆。。。。采用有利于NBT衍生品種的法規(guī)的國家名單仍在增加：美國、中國、阿根廷、巴西、智利、哥倫比亞、澳大利亞、加拿大、日本、尼日利亞……就連剛剛脫離歐盟的英國也在2021年決定授權(quán)對NBT選擇的植物（這是小麥）進行田間試驗，并放寬法規(guī)。
充分利用新基因組技術(shù)的數(shù)據(jù)技術(shù)
Excel電子表格對于植物育種者來說已經(jīng)不夠了，對于那些使用新基因組技術(shù)的人來說更是如此。為新的基因組技術(shù)量身定制的植物育種軟件為管理、分析和協(xié)作特定數(shù)據(jù)提供了專門的工具：
?高效的數(shù)據(jù)集成：該軟件可以集成來自各種來源的數(shù)據(jù)，提供新的基因組技術(shù)編輯過程及其結(jié)果的整體視圖。
?可定制的工作流程：研究人員可以創(chuàng)建和定制特定于新基因組技術(shù)數(shù)據(jù)分析的工作流程，簡化流程并適應NGT1的獨特要求。
?數(shù)據(jù)可追溯性：植物育種軟件可以確保CRISPR編輯的可追溯性，幫助研究人員跟蹤和記錄每次修改，以符合監(jiān)管要求和知識產(chǎn)權(quán)目的。
?協(xié)作工具：軟件中的協(xié)作功能使從事新基因組技術(shù)項目的研究人員能夠高效地進行團隊合作，使他們能夠安全地共享和討論數(shù)據(jù)。
總之，植物育種軟件為管理、分析和協(xié)作新基因組技術(shù)研究中涉及的各種數(shù)據(jù)提供了一個全面的解決方案，有助于更高效和有效的植物育種計劃。
