國內外轉基因生物研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義與態(tài)勢

全球轉基因技術研發(fā)勢頭強勁，成為世界各國科技競爭的焦點，我國必須占有一席之地。但是，近幾年關于轉基因安全問題爭論激烈，甚至出現(xiàn)妖魔化趨勢，嚴重影響到公眾的科學認知，延緩了轉基因技術研究與產(chǎn)業(yè)化進程。對轉基因研究和應用，全球科學界基本達成共識，早在2013年我國61位醫(yī)藥、衛(wèi)生、環(huán)境、農業(yè)和食品安全領域的兩院院士呼吁加大轉基因技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用力度。

近年來，國內外轉基因研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化不斷呈現(xiàn)出新的變化和新的格局。全球轉基因作物的研究和產(chǎn)業(yè)化繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定快速發(fā)展的態(tài)勢，2012年全球轉基因作物種植面積達到1.7億hm2，是1996年全球轉基因作物種植面積170萬hm2的100倍，顯示出巨大的經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境效益，以轉基因大豆、玉米為主，世界各國轉基因食品的消費者達數(shù)十億人口。

長期以來，我國政府一直重視植物基因組和轉基因作物研發(fā)的投入，已實施5年的轉基因生物新品種培育國家科技重大專項，到2020年總投資將達到240億元。該項目以產(chǎn)業(yè)化為導向，在新品種研發(fā)和應用方面取得了重要進展：2009年，在長時間嚴格透徹的安全評價后，農業(yè)部批準發(fā)放了轉基因抗蟲水稻“華恢1號”及雜交種“Bt汕優(yōu)63”和轉植酸酶基因玉米BVLA430101的生產(chǎn)應用安全證書；以抗蟲棉為主的轉基因作物繼續(xù)大面積推廣。然而，與轉基因作物的研發(fā)方面不斷取得了可喜成果的形勢相反，我國轉基因作物產(chǎn)業(yè)化進程緩慢。

為保證我國未來在生物技術領域的自主創(chuàng)新能力和全球競爭力，保證國家糧食安全和主要農產(chǎn)品的有效供給，從生產(chǎn)方式和產(chǎn)業(yè)結構上推進生態(tài)文明和美麗中國的建設，必須對農業(yè)生物技術和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展策略有新的通盤考慮和重大舉措。

國內外轉基因生物研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義與態(tài)勢

全球轉基因技術研發(fā)勢頭強勁，成為世界各國科技競爭的焦點，我國必須占有一席之地。但是，近幾年關于轉基因安全問題爭論激烈，甚至出現(xiàn)妖魔化趨勢，嚴重影響到公眾的科學認知，延緩了轉基因技術研究與產(chǎn)業(yè)化進程。對轉基因研究和應用，全球科學界基本達成共識，早在2013年我國61位醫(yī)藥、衛(wèi)生、環(huán)境、農業(yè)和食品安全領域的兩院院士呼吁加大轉基因技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用力度。

近年來，國內外轉基因研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化不斷呈現(xiàn)出新的變化和新的格局。全球轉基因作物的研究和產(chǎn)業(yè)化繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定快速發(fā)展的態(tài)勢，2012年全球轉基因作物種植面積達到1.7億hm2，是1996年全球轉基因作物種植面積170萬hm2的100倍，顯示出巨大的經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境效益，以轉基因大豆、玉米為主，世界各國轉基因食品的消費者達數(shù)十億人口。

長期以來，我國政府一直重視植物基因組和轉基因作物研發(fā)的投入，已實施5年的轉基因生物新品種培育國家科技重大專項，到2020年總投資將達到240億元。該項目以產(chǎn)業(yè)化為導向，在新品種研發(fā)和應用方面取得了重要進展：2009年，在長時間嚴格透徹的安全評價后，農業(yè)部批準發(fā)放了轉基因抗蟲水稻“華恢1號”及雜交種“Bt汕優(yōu)63”和轉植酸酶基因玉米BVLA430101的生產(chǎn)應用安全證書；以抗蟲棉為主的轉基因作物繼續(xù)大面積推廣。然而，與轉基因作物的研發(fā)方面不斷取得了可喜成果的形勢相反，我國轉基因作物產(chǎn)業(yè)化進程緩慢。

為保證我國未來在生物技術領域的自主創(chuàng)新能力和全球競爭力，保證國家糧食安全和主要農產(chǎn)品的有效供給，從生產(chǎn)方式和產(chǎn)業(yè)結構上推進生態(tài)文明和美麗中國的建設，必須對農業(yè)生物技術和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展策略有新的通盤考慮和重大舉措。

1 推進我國轉基因生物研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大

農業(yè)是一個安天下、穩(wěn)民心的戰(zhàn)略性基礎產(chǎn)業(yè)。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和現(xiàn)代化的加速推進，我國農業(yè)基礎薄弱，資源環(huán)境的約束進一步加劇。農業(yè)生產(chǎn)既要保障糧食安全，又要促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展，面臨的供給、資源和環(huán)境壓力越來越大。具體表現(xiàn)在：

1.1 人口變化對糧食的剛性需求繼續(xù)增長

人口總量增加導致對糧食的剛性需求增長，大批進城農民由糧食生產(chǎn)者變?yōu)橄M者，使糧食生產(chǎn)滿足需求的壓力增大。據(jù)國家有關機構預測，即使到2020年我國新增500億kg糧食的目標如期實現(xiàn)并得以保持，我國糧食缺口仍然較大，到2030年缺口將達到1 220億～1 700億kg。保障糧食安全的任務十分艱巨。

1.2 多因素約束育種技術新的突破

以雜交水稻為代表的農作物新品種培育和應用對農業(yè)增產(chǎn)和保障糧食安全發(fā)揮了重要作用，而且傳統(tǒng)育種技術還有一定的增產(chǎn)潛力和改進空間。但也要看到，由于受到育種材料遺傳背景狹窄、生殖屏障無法跨越、現(xiàn)用方法效率不高等多種因素約束，單獨利用常規(guī)手段已難以實現(xiàn)育種技術新的突破。盡管付出巨大努力，10年來我國水稻、玉米、小麥等重要作物單產(chǎn)遞增均明顯趨緩，有的甚至不升反降。與此同時，大豆、玉米等農產(chǎn)品進口數(shù)量不斷攀升，糧食自給率實際上已跌破95%的基線，而且供求關系越來越緊張。以大豆為例，近年因我國食物消費結構的改變，飼料蛋白和食用油需求急速增長，而國內大豆種植面積有限且品質產(chǎn)量均不及國外優(yōu)質高產(chǎn)轉基因品種，導致進口大豆數(shù)量劇增，2012年進口已達5 838萬t，占世界大豆出口總量的60%，不僅國內自給率降到18%，且大豆加工業(yè)也幾乎被國外資本所控制。

1.3 消費結構變化對糧食生產(chǎn)構成了挑戰(zhàn)

隨著人均收入不斷提高，我國居民膳食消費結構發(fā)生了重大變化，人均直接消費口糧有所下降，但動物性食物和水果、蔬菜、食油、食糖的消費則快速增長。動物性食物增加需要更多糧食轉化，蔬菜、水果、食油、食糖增加則需占用更多優(yōu)質糧田，糧食安全將面臨更多威脅與風險。

1.4 國際貿易無法保障我國糧食安全

全球糧食供求偏緊，貿易量很小，通過國際市場調劑的空間十分有限。據(jù)統(tǒng)計，全球每年糧食的正常貿易總量僅為我國糧食需求量的45%，國際市場大米貿易總量僅相當于我國稻米消費量的15%左右。同時，糧食消費需求彈性小，供求兩端任何細小變化都可能產(chǎn)生劇烈的價格反應。從歷史經(jīng)驗看，如果我國進口糧食占國際糧食市場貿易量的10%，國際市場糧價則可能上漲100%，所以我國糧食問題必須立足國內解決。

1.5 耕地和水資源對糧食生產(chǎn)制約性增大

隨著對土地和水的需求量不斷增大，我國耕地資源逐年減少，淡水資源日益緊缺。我國糧食安全將面臨土地和水資源短缺的嚴重威脅。我國多年來平均缺水量35.73億m3。據(jù)國家中長期科技規(guī)劃測算，在節(jié)水灌溉前提下，到2020年我國農業(yè)用水缺口在700億m3左右。1996-2007年，我國年均減少耕地73.33萬hm2，目前已接近1.2億hm2耕地紅線，據(jù)預測2020年耕地需求缺口將達800萬hm2，同時，耕地質量下降，土地沙化、土壤退化、“三廢”污染嚴重。

1.6 糧食生產(chǎn)與資源、環(huán)境的矛盾日益突出

我國糧食生產(chǎn)尚未擺脫“高投入、高消耗、高浪費、低效益”粗放式發(fā)展方式。長期以來，我國農業(yè)對化肥和農藥的依賴程度一直很高。目前我國是世界上化肥和農藥最大的生產(chǎn)國，使用量也居世界之首（約為世界總量的35%），而我國耕地面積僅占世界的8%，化肥和農藥使用量約為世界平均水平的4.5倍。1978-2011年，我國糧食總產(chǎn)量增長87.4%，而同期化肥施用量卻增長了581%。按播種面積計算，我國化肥使用量高達400 kg/hm2，遠遠超過發(fā)達國家為防止化肥對水體造成污染而設置的225 kg/hm2的安全上限。過量的化肥、農藥投入不僅大量消耗了磷礦、鉀鹽、煤炭和天然氣等不可再生資源，加大農業(yè)成本，而且由于每年數(shù)以千萬噸化肥農藥流失到土壤和江河湖泊，嚴重污染水源、土壤和空氣，造成耕地質量下降、生態(tài)環(huán)境破壞、農產(chǎn)品污染加重等后果，也直接威脅著國民的身體健康。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有的污染源超過40%來自農業(yè)。如何在保證糧食安全的前提下做到資源節(jié)約、環(huán)境友好，成為亟待破解的課題。

1.7 糧食單產(chǎn)水平不能滿足糧食增產(chǎn)需求

面臨水、土資源匱乏和人口增長壓力，我國未來糧食增產(chǎn)只能靠提高單產(chǎn)來解決。應當肯定，在過去的幾十年中，我國水稻、小麥、玉米、油菜等大田作物育種取得了巨大的成就，但近10年也明確地顯示出通過傳統(tǒng)技術取得育種的突破越來越難，農作物新品種的產(chǎn)量改良遞增率不足0.5%。以基因改良為主要目標的農業(yè)生物工程育種是解決這一問題的關鍵。

2 國內外轉基因生物研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新態(tài)勢

2012年，全球共有8個發(fā)達國家和20個發(fā)展中國家1730萬農民種植了轉基因作物，值得注意的是，種植者中90%以上（即超過1500萬農民）是發(fā)展中國家的資源匱乏的小農戶。另有30個國家批準了轉基因作物田間試驗或進口轉基因產(chǎn)品用于食品和飼料加工，相關區(qū)域的人口已占世界總人口的3/4以上。按照種植面積統(tǒng)計，全球約81%的大豆、35%的玉米、30%的油菜和81%的棉花是轉基因品種。如美國在整合轉基因和常規(guī)單雜交技術的基礎上大力推進轉基因玉米商業(yè)化育種和規(guī)?；N植，1996年以來玉米單產(chǎn)提高了約25%，目前已突破10 t/hm2，轉基因玉米的種植面積已達到玉米總面積的90%。2012年美國種植轉基因作物達到6950萬hm2，其中轉基因大豆、玉米、棉花等主要農作物均占總面積的90%以上，居民日常消費食品含轉基因種類比例高達70%以上。

除發(fā)達國家外，巴西、阿根廷等發(fā)展中國家的經(jīng)驗也值得重視。例如與我國同屬新興經(jīng)濟體金磚國家的巴西近年抓住生物技術蓬勃發(fā)展的機遇，大力推進農作物生物育種產(chǎn)業(yè)化，使農業(yè)集約化程度和勞動生產(chǎn)率迅速提高。巴西2005年開始推進轉基因作物發(fā)展，2012年轉基因大豆、玉米和棉花種植面積已達到3660萬hm2（為我國轉基因作物種植面積的10倍），位居世界第二，增速世界第一。巴西轉基因大豆大量出口到中國、歐盟和日本，總額達165億美元之巨。生物育種已成為推動巴西農業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的重要引擎。

據(jù)統(tǒng)計，從1996-2011年的16年間，全球種植以抗病蟲、抗除草劑性狀為主的轉基因作物增產(chǎn)價值達982億美元，相當于節(jié)約了1.087億hm2的耕地；改善了1 500萬農戶、近5000萬貧困農民的生計；減少了4.73億kg化學農藥的使用。此外，種植轉基因作物還加快了少耕、免耕栽培技術的推廣，因而增加了土壤中碳的儲量、節(jié)約了農機燃料消耗、顯著降低了溫室氣體的排放，僅2011年就減少了231億kg的CO2排放（相當于1020萬輛小汽車的排放量）。

轉基因作物的主要種植國已實現(xiàn)轉基因作物品種的更新?lián)Q代，功能性和治療性轉基因食品相繼研制成功，新一代轉基因作物開始進入商業(yè)化生產(chǎn)階段，如旨在為缺乏維生素A的第三世界兒童補充VA的“黃金水稻”即將在菲律賓等國商業(yè)化。新性狀和復合性狀的轉基因作物已進入或即將進入商業(yè)化審批。轉基因品種正由農業(yè)領域向醫(yī)藥、能源、化工領域等拓展，部分用轉基因植物生產(chǎn)的藥物已上市銷售，種業(yè)科技孕育著新的重大躍升。轉基因作物產(chǎn)業(yè)化加速發(fā)展的趨勢已不可逆轉，已展現(xiàn)出新的“綠色革命”的前景。

我國在轉基因重大專項及其前已實施的科技部863和973相關項目等國家科技計劃支持下，歷經(jīng)20余年發(fā)展，在基因克隆、轉基因技術、品種選育及應用等方面取得了重要進展，自主創(chuàng)新能力顯著增強，生物安全保障能力持續(xù)提升，生物產(chǎn)業(yè)蓄勢待發(fā)。目前，水稻功能基因組學研究成效顯著，整體研發(fā)水平進入世界前列，我國在水稻功能基因組和轉基因水稻技術領域已取得優(yōu)勢地位，專利申請總量已超過日本和美國。轉基因玉米在品質改良等領域也達到了國際先進水平。小麥、玉米等作物的功能基因組學研究也有明顯進展，在這幾種主要糧食作物中已經(jīng)獲得了一大批營養(yǎng)品質、抗旱、耐鹽堿、耐熱、養(yǎng)分高效利用等重要性狀基因。建立了水稻、棉花、玉米、牛等主要動植物的規(guī)模化轉基因技術體系，轉化效率大幅度提高，抗旱、抗除草劑作物品種培育步伐加快，高品質奶牛、高產(chǎn)絨毛羊等品種培育進展順利。當前，我國正在研究的轉基因植物種類達50余種。這些進展為生物產(chǎn)業(yè)的超常規(guī)大規(guī)模發(fā)展奠定了較為堅實的基礎。

根據(jù)對國內近10年轉基因抗蟲棉大規(guī)模種植和轉基因抗蟲水稻生產(chǎn)性實驗的調查，轉基因作物具有巨大經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。2008-2009年全國推廣轉基因抗蟲棉746.66萬hm2，國產(chǎn)抗蟲棉的市場份額巳達到93%，農民凈增效益130億元，減少農藥用量5.6萬t。轉基因抗蟲水稻的生產(chǎn)性實驗的數(shù)據(jù)表明，農民可節(jié)省80%的農藥投入，可節(jié)省投入平均600～1200元/hm2，顯著減少因受蟲害造成的水稻產(chǎn)量損失，與打農藥對照相比增產(chǎn)6%～9%?？梢姡绻D基因作物的應用，不僅能夠大幅減少農藥和化肥的用量，而且能夠控制農業(yè)生產(chǎn)上資源消耗和碳的排放，幫助修復水、土壤和大氣生態(tài)環(huán)境，帶來顯著的生態(tài)環(huán)保效益。

我國已建立了與轉基因研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化相配套的法規(guī)體系。參照世界主要國家生物安全管理措施，我國采取了行政法規(guī)和技術標準相結合的生物安全管理方式，使得我國轉基因生物的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化具備了堅實的生物安全保障能力。從20世紀90年代初開始，我國將轉基因生物安全管理納入與國際接軌的法制化軌道，相繼制定頒發(fā)了一系列的管理條例和辦法，形成了對轉基因生物及其產(chǎn)品的的評價和管理較完善的法規(guī)體系。早在1993年，我國就頒布了《基因工程安全管理辦法》。1996年，農業(yè)部頒布了《農業(yè)生物基因工程管理實施辦法》，根據(jù)該辦法，農業(yè)部設立了農業(yè)生物基因工程安全管理辦公室，成立了農業(yè)生物基因工程安全委員會，建立了農業(yè)生物基因工作審批制度，制定了《農業(yè)基因工程的安全性評價方法》和《農業(yè)生物遺傳工程體及其產(chǎn)品安全評價措施》。從1997年起，我國開始依法受理國內外農業(yè)轉基因生物安全評價申請。2001年，國務院出臺《農業(yè)轉基因生物安全管理條例》，農業(yè)部、國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局等就此出臺了系列配套管理辦法，相繼出臺了農業(yè)轉基因生物分級安全評價制度、標識管理制度、生產(chǎn)許可制度、經(jīng)營許可制度、加工審批制度、進口安全審批制度等，將農業(yè)轉基因生物安全管理延伸到研究、試驗、生產(chǎn)、加工、經(jīng)營和進出口活動的全過程。

在多年實踐的基礎上，按照相關法規(guī)要求，參照國際標準，我國轉基因生物環(huán)境、食用安全評價的專家體系、檢測體系、監(jiān)測體系和標準體系建設進展順利，初步形成了既與國際接軌又具中國特色的農業(yè)轉基因生物安全管理技術支撐體系，在農業(yè)轉基因生物安全管理中發(fā)揮了重要保障作用。

轉基因抗蟲水稻申請安全證書歷時11年，是目前世界上審批程序最嚴格、安全評價項目和內容最多的轉基因作物，轉植酸酶玉米同樣經(jīng)過了漫長的安全評價過程，具有堅實的安全性保障。在我國法律保護下，轉基因水稻、轉基因玉米等商業(yè)化生產(chǎn)不存在知識產(chǎn)權障礙。無論從安全性、技術性還是法律和市場的層面評價，轉基因抗蟲水稻、轉基因玉米等推向市場的條件已經(jīng)成熟。

（基因農業(yè)網(wǎng) 2016-03-12）