人类、牲畜和伴侣动物受益于病毒疫苗和基因疗法，但农作物却没有。西班牙国家研究委员会 (CSIC) 植物分子和细胞生物学研究所 (IBMCP) 领导的一个国际研究小组在《自然评论生物工程》上发表的一篇文章中强调了这一悖论。

利用病毒提高作物性能的路线图

该研究提出了利用减毒病毒提高农作物性能的路线图，使其更能抵抗极端和不断变化的气候条件，或生产膳食补充剂以改善人类营养。据作者称，这是一种比农用化学品更有效、更可持续的替代品，比传统育种方法更快。

该文章是“食品的未来”系列文章的一部分，其中《自然评论生物工程》和《自然食品》杂志发表了讨论技术进步和工程食品技术机遇的文章。

“我们的文章提出了发人深省的观点，并让读者面对自相矛盾的情况，”IBMCP 的 CSIC 研究员、这项研究的主要作者 Fabio Pasin 说。作者提出，基于对植物无害的减毒病毒的病毒载体可用于将特定基因引入作物，从而改善其农艺性状。这些病毒载体可用于诱导植物开花和加速收获;开发改良的作物品种;修改植物结构以促进机械化;提高耐旱性;或产生对人类健康有益的代谢物，等等。

使用减毒病毒可能是实现所需植物特性的最佳方法。

“想象一下，如果你使用一台没有连接到互联网的电脑，每次你需要软件更新时，你都必须购买一台新电脑，”帕辛博士说。“好吧，我们的想法是使用像 USB 棒一样的病毒：你将其连接到电脑，安装更新，然后继续使用它。”

“这些载体可通过 CRISPR-Cas 组件进行精确的基因组编辑，以实现农艺性状的可遗传改良，例如小麦的粒长和重量或西红柿的果实颜色。此外，病毒载体应用允许暂时改善，由于其快速开发和验证，为更高效和可持续的农业生产系统提供了一种有吸引力的替代方案，而不是使用农用化学品，”CSIC 研究人员说。

人类、牲畜和宠物，但不包括植物

尽管有这些优势，作者们也指出了几个矛盾之处：将重组病毒用于人类(例如，针对 COVID-19)和兽医疫苗接种被认为是安全的，但尚未登记用于农业。人类和家畜可以从基于重组病毒的基因疗法中受益，但农作物却不能。

重组病毒可以释放到环境中，为狐狸、浣熊或郊狼等野生动物提供免疫，从而控制欧洲和美国的狂犬病，但它们的农业使用仍未获得授权，即使在高度封闭的环境中也是如此。

实现它需要什么?

鉴于这些优势，这项新技术能否应用于农作物?一个障碍是监管问题。在瞬时递送方法中，可以使用病毒载体立即改良植物，但科学家看到了一定的差距。

“这是一种新型产品，类似于农用化学品，但是一种生物产品，目前市场上还没有可用于农业的同类产品，因此我们没有先例，需要当局进行彻底的分析，”帕辛博士解释说。

他认为，可以通过使用重组病毒来实施确保生物防护的方法，并优先使用用于动物饲料、纺织纤维、生物燃料或观赏目的的作物来加快这一过程。

在植物中，病毒载体技术处于高级研究阶段，其有效性已在实验条件下得到证实。在 CSIC，研究人员优化技术平台，以加速基于病毒载体的农业应用的开发和验证，实施与未来工业规模生产兼容的合成生物学方法。此外，他们还探索使用病毒载体来改善作物(例如西红柿)的农学特性。