大力发展转基因技术 培育生物育种战略性新兴产业

作者:林敏

时间:2012年03月29日   来源:科技日报  

　　自从人类社会进入农耕文明时代以来，就从未停止过对农作物的遗传改良。转基因技术是人类改良农作物的一种最为有效的技术途径。转基因技术与传统育种技术一脉相承，本质上都是通过基因转移获得优良品种，但转基因技术可以打破物种界限，实现更为精准、快速、可控的基因重组和转移，提高育种效率，引领现代农业发展的新方向。因而，转基因技术在抗病虫、抗逆、高产、优质等性状改良方面具有不可替代的作用，同时在缓解资源约束、保障粮食安全、保护生态环境、拓展农业功能等方面应用前景广阔。

　　自1996年首例转基因农作物产业化应用以来，全球转基因技术研发日新月异，转基因作物产业化发展势头强劲。1996年转基因作物的种植面积为170万公顷，2011年已达到1.6亿公顷，增长94倍，因此转基因技术被誉为现代农业史上应用最为迅速的作物技术。美国兰德公司在“2020年全球技术革命”研究报告中，列举了16个重大革命性技术，转基因技术排名第4位。在我国发改委编制的《国家战略性新兴产业发展“十二五”规划》中,生物育种产业被列为七大国家战略性新兴产业之一。转基因技术是关系到国家核心竞争力的战略高技术、转基因生物育种产业是关系到国家长远发展的战略性新兴产业。

　　转基因技术促进全球可持续性发展

　　转基因技术及其产业在经历了“技术成熟时期”和“产业发展时期”两个阶段之后，目前已进入至关重要的抢占技术制高点与经济增长点的“战略机遇时期”。随着新基因、新性状、新方法和新产品不断涌现，转基因技术得到不断创新和发展，主要表现在：首先,功能基因种类不断增加。1996年全球仅有100多个功能基因，到2005年，仅美国农业部受理安全性评价的功能基因就达到380个。我国转基因重大专项启动实施以来，鉴定具有自主知识产权的功能基因300多个，完成了80个以上营养品质、抗旱、耐盐碱、耐热、养分高效利用和产量等经济性状基因的功能验证，打破了国外基因专利垄断。其次,转基因性状日益丰富。转基因作物从抗病虫和除草剂等第一代特性向抗逆、改良营养品质、改变代谢途径、工业或医药用生物反应器等第二、三代特性发展，将在更广阔的领域改变传统农业的面貌。再次,转基因方法更加多样，新的基因操作技术和遗传转化方法不断出现。近年来兴起的锌指核酸酶（ZFN）和寡聚核苷酸定向诱变（ODM）等新技术，使植物基因定点突变成为可能。另一个技术发展趋势是把转基因作为育种过程的一个环节，利用转基因技术培育非转基因品种。

　　转基因技术目前已进入一个规模化集成应用的新阶段。2011年，全球29个国家种植转基因作物 1.6亿公顷，占全球作物种植总面积（15亿公顷）的10.7%。美国仍保持领先地位，占全球种植面积的43%，但发展中国家势头强劲，种植面积以相当于发达国家两倍的速度迅速增长。从1996年至2011年的16年期间，来自全球29个国家的农民中约有1亿人次种植了转基因作物，且累积种植面积超过1.25亿公顷。2011年仅转基因种子的全球市场价值就达到132亿美元（高于2010年的117亿美元），是2011年全球商业种子市场370亿美元的36%。2010年全球利用转基因技术获得的粮食及其他产品价值大约为1600亿美元，年增长率高达10% 以上。

　　转基因技术是一种节约耕地的技术，可在目前15亿公顷耕地上获得更高的生产率，因此有助于防止砍伐森林和保护生物多样性。如果2010年转基因作物没有产出2.76亿吨额外的粮食、饲料和纤维，那么需要增加9100万公顷土地种植传统作物以获得相同产量，这额外的9100万公顷中的一部分将极有可能需要耕作生态脆弱的贫瘠土地和砍伐富有生物多样性的热带雨林。

　　转基因技术有利于减轻贫困和饥饿，减少农业的环境影响。到目前为止，转基因棉花已经在中国、印度、巴基斯坦、布基纳法索及南非等发展中国家为1500万资源贫乏的小农户的收入做出了重要贡献，并且这一贡献在今后还将继续增强。传统农业需要施用大量农药，对环境有严重影响，转基因技术能够减少这种不利影响。1996年至2010年，杀虫剂活性成分累计减少了4.43亿公斤，节省了9.1%的杀虫剂。目前全球70％的淡水被用于农业。抗旱性状作物的应用将对世界范围内，尤其是干旱严重的发展中国家的农业体系可持续性产生重大影响。预计2013年具有抗旱性状的转基因玉米杂交种将在美国开始商业化，2017年之前热带抗旱转基因玉米在撒哈拉以南非洲地区开始商业化。转基因技术有助于减缓气候变化及减少温室气体。通过减少使用矿物燃料、杀虫剂和除草剂，2010年预计减少了17亿公斤二氧化碳排放（相当于路上行驶汽车的数量减少了80万辆）。随着全球气候变暖，人类面临的干旱、洪涝等灾害将更为频繁且更为严重。同时，2011年全球人口达到70亿，2100年将达到101亿。全球粮食安全问题日益突出。与传统育种技术相比，转基因技术能加快育种进程，培育更多的抗逆优良品种，以满足日益增长的世界人口对粮食的巨大需求。

　　　中国大力发展转基因技术是出于现实需求

　　我国是一个农业大国，基本特点是人多地少，资源短缺。此外，我国也是一个自然条件并不优越的国家，南咸、北碱、东西部寒冷，半壁江山干旱。改革开放30年来，我国农业和农村发展取得了举世瞩目的成就，但同时面临人口增加、资源短缺、环境恶化、气候异常、市场竞争等越来越大的压力，粮食中长期供求形势依然十分严峻。多年来我国粮食增产主要依靠单产的提高，目前主要作物的单产已经达到了相当高的水平。但要想进一步提高，确保我国粮食基本自给率95%以上，必须突破现有技术的瓶颈。因此，加快转基因生物技术的发展与常规技术的紧密结合，大幅度提高农产品的产量和品质，才能满足我国社会经济发展对农产品持续增长的需求。

　　推动转基因生物品种产业化已成为我国既定的战略决策。2004年以来连续8个中央一号文件中都强调加快农业生物技术的发展。长期以来，国家863、973等科技计划都将转基因技术研究作为重大项目予以支持。2008年，我国启动实施了基因生物新品种培育重大专项，是建国以来农业科技领域投入最大的高技术项目。转基因生物新品种培育科技重大专项是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》16个国家科技重大专项之一，未来15年将投入资金总计约200亿元，将抓紧开发具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因和生物新品种，在科学评估、依法管理基础上，推进转基因新品种产业化。

　　历经二十多年的发展和积累，我国已经初步建成了世界上为数不多的，包括功能基因克隆、遗传转化、品种选育、安全评价、产品开发、应用推广等各环节在内的转基因育种科技创新和产业发展体系，转基因作物研究开发的整体水平已领先于发展中国家。我国已拥有一批抗病虫、抗除草剂、抗旱、营养改良等重要基因的自主知识产权和核心技术，水稻、棉花、玉米等转基因作物的基础研究和应用研究已取得了一批高水平的科技成果，初步形成了自己的特色与优势。

　　2009年，我国科学家拥有自主知识产权的转基因杂交水稻品系“华恢1号”和“Bt汕优63”获得安全证书，进入处于产业化应用的关键阶段。这是我国转基因作物技术研发历史上极具现实意义的一个事件。

　　转基因水稻在生产试验中已显示出巨大的应用潜力。据中国科学院农业政策研究中心研究，转基因抗虫水稻杀虫效果显著，可以减少稻田防治害虫农药用量的80%，显著减轻环境污染和农药残留。若我国50%的稻田种植转基因抗虫水稻，每年可减少农药用量28.8万吨。

　　我国批准转基因水稻生产应用的安全证书具有重要的现实意义。一是抢得了转基因生物产业发展的先机和技术制高点，是一项事关我国粮食安全的战略部署，为开创我国农业生物产业的新局面奠定了重要基础。二是有利于我国在水稻转基因技术领域继续保持领先地位，进一步带动和增强我国农业转基因生物新品种培育的整体技术水平和核心创新能力，提高我国农业的国际竞争能力。三是标志着我国生物育种技术和产业进入一个技术不断突破和产业稳步推进的新阶段。自上世纪90年代初期，各大跨国公司巨头连续进入我国种子市场，试图从创新源头掌握优质种子市场主导权和控制种业发展的主动权。面对国际种业公司的激烈竞争，发展民族种业，提高良种覆盖率，保障供种安全已迫在眉睫。我国批准自主研发的转基因水稻生产应用的安全证书，有利于推动我国转基因研究相关领域的技术集成和资源整合，打造与国际接轨、具备参与国际竞争能力的现代高技术种业龙头集团，促进我国转基因生物产业的跨越发展

　　我国转基因产业健康发展需要规范管理和良好氛围

　　我国政府十分重视农业转基因生物安全管理工作，坚持立法先行、有法可依、执法保障，已经形成了一整套适合我国国情并与国际惯例相衔接的法律法规、技术规程和管理体系，依法实施安全管理取得显著成效。

　　我国转基因生物安全管理有三大特点：第一，制度设计严格规范。根据《农业转基因生物安全管理条例》，建立了研究、试验、生产、加工、经营、进口的许可审批和标识管理制度，实现了转基因技术研发与应用的全过程管理。国务院批准建立了部际联席会议制度，由农业部牵头，科技、卫生、环保、商务、质检等10个部门参加，负责研究、协调农业转基因生物安全管理工作中的重大政策和法规问题。第二，评价体系科学健全。安全评审工作由不同领域专家组成的农业转基因生物安全委员会负责。安委会委员由有关部委推荐，农业部聘任。安委会现有委员60名，涵盖生物技术、食用安全、环境安全、微生物等领域专家，分别来自教育、中科院、卫生、食品药品监督管理、环保、质检和农业等7个部门，具有广泛的代表性。评价中遵循科学、个案、熟悉、逐步的原则，对农业转基因生物实行分级、分阶段安全评价。第三，技术支撑保障有力。在积极发展转基因技术的同时注重安全评价和检测技术研究。经多年建设，已有35个转基因生物安全评价和检测机构经过国家计量认证和农业部审查认可，研究制定了62项转基因生物安全技术标准，开展了转基因生物长期生态检测，部分成果获得国际科学界的高度评价，为我国转基因生物安全监管提供了强有力的技术支撑。

　　根据《条例》及配套规章规定，我国建立农业转基因生物安全评价制度，对农业转基因生物实行分级、分阶段安全评价和管理。国家设立农业转基因生物安全委员会，负责安全评价工作。农业转基因生物安全委员会按照《条例》、配套规章和评价指南的要求，遵循科学、个案、熟悉、逐步的原则，参考国际食品法典委员会、联合国粮农组织、世界卫生组织、经济合作组织等制定的转基因生物安全评价指南，对农业转基因生物对人类、动植物、微生物和生态环境可能造成的危险或潜在风险进行全面评价。对于重要转基因作物，还要经过转基因技术检测机构的第三方验证，某些检测指标比国际上同类要求更严格。以我国进行的抗虫转基因水稻“华恢1号” 及 “Bt汕优63”为例，其安全检测指标已经超出了欧美发达国家和国际食品法典委员会、世界卫生组织等建议的评价内容和要求。现有的食用安全试验已充分证实抗虫转基因水稻“华恢1号” 与非转基因对照水稻同样安全。

　　世界科学发展历史表明，任何新兴技术的发展除了要不断克服技术上的困难以外，也要面对各种质疑，在争议中不断发展和完善。1996年全球转基因品种开始进入产业化发展阶段后不久，在国外媒体上就爆出“马铃薯试验大鼠中毒”、“美洲斑蝶死亡”、“墨西哥玉米基因混杂”等一连串所谓的“转基因事件”，中国也先后出现过“先玉335玉米致老鼠减少、母猪流产”、“广西大学生精子活力下降”等虚假报道。尽管这些所谓事件或虚假报道由于缺乏科学依据，并最终被科学界和有关国家生物安全管理机构一一否定，但还是引发了持续多年的转基因安全之争。美国在激烈争论中逐渐形成了基本共识，抓住技术发展机遇，抢占产业发展先机，迅速成为转基因产业的全球霸主。而欧盟、日韩等国家对发展转基因产业政策一直摇摆不定，研发水平不仅远远落后于美国，与巴西、阿根廷、印度和中国等发展中国家比较也存在相当差距。但近年，这些国家一方面在研究上趋向积极，一方面放宽转基因食品进口，如欧盟成员国和日本进口转基因大豆数量几乎占世界大豆贸易总量的40%。

　　我国转基因研究经过十多年的努力,已经建立了比较完善的转基因作物育种研发和管理体系,成为世界上为数不多的具有转基因作物独立研发、安全评价与安全管理能力的国家之一。但另一方面，我国相关科普工作比较薄弱，绝大多数公众对转基因这项新技术知之甚少，很容易受到一些负面言论的误导。我国转基因农作物新品种培育在一些领域处于国际领先水平，然而却迟迟不能产业化，一个重要因素就是科普工作缺位，产业发展缺乏良好氛围。因此，未来我国包括生物育种在内的战略性新兴产业的发展不但取决于我们的硬实力，同时也取决于我们是否能形成一个有利于高新技术发展的软环境。在转基因作物育种产业推进过程中,必须重视科普宣传,大力加强科学知识普及,提高公众的科学认知，引导公众对发展生物技术、增强我国自主创新能力的热情和信心，为生物育种产业发展营造良好的发展氛围。