气候变化下，如何用基因技术让农作物更有营养

当前，全球约7亿人面临热量摄入不足的饥饿问题，超过20亿人存在维生素和矿物质缺乏，即‘隐性饥饿’——这类营养不良不易察觉，却严重危害健康。要实现联合国可持续发展目标2（零饥饿），农业需同步达成三大目标：一是提高作物产量；二是提升维生素和矿物质含量，确保日常膳食能满足人体所需（即‘多重生物强化’）；三是增强作物应对气候变化的能力。上世纪的‘绿色革命’虽大幅增加了粮食总热量供应，却因过度追求高产而忽视营养品质，反而加剧了隐性饥饿。更严峻的是，气候变暖等环境压力已被证实会降低小麦、水稻等主粮中的铁、锌、维生素等关键营养素含量。CRISPR-Cas基因编辑技术因其精准、高效、可设计性强的特点，已成为新一代育种利器，已在多国投入应用。本文系统梳理了该技术如何用于生物强化：例如通过编辑代谢通路关键基因，显著提高稻米中的维生素A前体（β-胡萝卜素）、番茄中的维生素D3、生菜中的维生素C和叶黄素等；还可结合代谢工程（如改造维生素合成路径）、染色体工程及新型调控元件（如上游开放阅读框uORF）实现多营养素协同提升。作者强调，鉴于‘零饥饿’时间紧迫，不应将CRISPR技术与其他手段割裂——而应与传统育种、代谢工程、人工智能辅助设计等形成技术组合拳。此外，文章还指出，大量尚未被挖掘的遗传资源（如野生近缘种、地方品种、非编码调控区）以及新兴工具（如碱基编辑、先导编辑、大片段插入技术）仍有巨大潜力。最后，文中对比分析了全球各大洲对新型基因组技术（NGT）的监管政策差异，呼吁建立科学、灵活、基于风险的分类管理体系，以加速安全、有效的营养强化作物落地推广，切实解决21世纪最紧迫的公共健康挑战之一。