Adv Sci丨中国热科院甘蔗中心阙友雄团队阐述植物基因工程从“单基因评价”到“系统性设计”的DBTL时代

本文系统性地回顾了植物基因工程从1983年首例转基因烟草至今四十余年的发展历程，并首次从“设计-构建-测试-学习”（DBTL）的工程化视角，梳理了其在作物改良中的应用。文章背景是全球人口增长、气候变化与耕地紧张对传统育种的挑战，传统方法在周期和精度上存在瓶颈。研究目的在于探讨植物基因工程如何通过跨物种基因整合与精准性状叠加，实现从“单基因功能验证”到“多性状系统设计”的跨越。结论指出，基因工程已能系统性地从株型优化、抗逆提升、产量增强与品质改良四个维度进行作物改良，例如通过调控GA和BR通路优化株高，利用基因堆叠应对病原体快速进化，通过“源-流-库”协同工程提升产量，以及借助多基因途径改良营养与感官品质。文章还前瞻性地提出未来四个关键方向：野生资源创新利用、多基因共编辑、表观遗传调控及田间耐久性评估，强调植物基因工程正从描述性研究迈向智能化、可预测的作物设计，为全球粮食安全提供技术支撑。