范云六：著力科技創(chuàng)新 發(fā)展生物技術(shù)

本刊記者/宋暉 吳浪

范云六：著力科技創(chuàng)新 發(fā)展生物技術(shù)

本刊記者/宋暉 吳浪

中國工程院院士范云六

她，最早建成我國DNA體外重組質(zhì)粒；建立了農(nóng)口第一個(gè)分子生物學(xué)研究機(jī)構(gòu)；率先將分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)作物遺傳改良；國內(nèi)最早獲得轉(zhuǎn)抗蟲基因的水稻及棉花，并獲得延緩害蟲對(duì)轉(zhuǎn)單一Bt基因植物產(chǎn)生抗性的科學(xué)數(shù)據(jù)；創(chuàng)造性地進(jìn)行了生物工程基礎(chǔ)工作和上游研究；開發(fā)研究出特異性高表達(dá)并具有植酸酶活性的玉米；開發(fā)了具有優(yōu)越酶學(xué)性質(zhì)的乳糖酶及其高效生產(chǎn)新途徑……

她，多年來在國內(nèi)外核心學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表研究論文、學(xué)術(shù)報(bào)告及專著等150余篇，獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、國家科技發(fā)明獎(jiǎng)、農(nóng)業(yè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)及河南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)各一項(xiàng)，國家發(fā)明專利多項(xiàng)。

她，精心培育了一批高水平的科技人才，其中博士近30名，碩士40名，國外進(jìn)修生3名，這些學(xué)生廣泛分布在海內(nèi)外的科研領(lǐng)域，并已成長為科研技術(shù)骨干。

她，就是我國著名分子生物學(xué)家，中國工程院院士，中國植物基因工程開創(chuàng)者之一，本刊編委會(huì)副主任范云六先生。2011年春節(jié)前夕，本刊記者前往中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院拜訪了范云六院士，并就植酸酶玉米與轉(zhuǎn)基因安全等問題與范院士進(jìn)行了交流。

科技創(chuàng)新要緊扣國計(jì)民生

作為農(nóng)業(yè)基因生物學(xué)家，范云六非常注重科技與國計(jì)民生的緊密聯(lián)系?！爸袊且粋€(gè)農(nóng)業(yè)大國，在農(nóng)業(yè)方面要想不被別人‘卡脖子’，就必須有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，并將之產(chǎn)業(yè)化。要把生物技術(shù)項(xiàng)目的科技創(chuàng)新與項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化緊密地結(jié)合起來，種子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，離不開科技創(chuàng)新原動(dòng)力的支持，同時(shí)以產(chǎn)品為導(dǎo)向的生物技術(shù)項(xiàng)目，如果不實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，根本不可能真正體現(xiàn)它創(chuàng)新的價(jià)值。”

我們都知道，畜禽和水生動(dòng)物的成長需要一種重要的礦物元素——磷。玉米、大豆等飼料中的植酸磷非常豐富，但是，由于動(dòng)物體內(nèi)缺乏“植酸酶”，很難吸收植酸磷。于是，范云六開始將目光轉(zhuǎn)移到改造玉米基因上來。雖然在此之前，已有以微生物發(fā)酵的方式生產(chǎn)植酸酶，降解植酸磷，釋放無機(jī)磷，供動(dòng)物吸收的做法，但仍未從根本上節(jié)約成本和降低能耗。

由于我國80％的玉米用于生產(chǎn)飼料，她選擇了玉米作為轉(zhuǎn)植酸酶基因的材料。順利完成轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的分子設(shè)計(jì)后，她的科研團(tuán)隊(duì)用基因槍把含有植酸酶DNA的微彈直接發(fā)射到受粉9天后的玉米胚細(xì)胞內(nèi)。在培養(yǎng)基里，這些新型的細(xì)胞被培養(yǎng)成種苗。對(duì)每一批新種苗都要經(jīng)過研究人員的DNA“檢驗(yàn)”，不含有植酸酶基因的馬上被淘汰；還要對(duì)含有植酸酶基因的種苗的種子中植酸酶的活性進(jìn)行檢驗(yàn)，如果植酸酶的活性達(dá)不到飼料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，以及種苗在以后的大田成長中，玉米的產(chǎn)量、抗病以及植酸酶的活性等方面表現(xiàn)不好，也都會(huì)被淘汰。經(jīng)過與傳統(tǒng)育種的結(jié)合和雜交育種，范云六的科研團(tuán)隊(duì)得到了27個(gè)含有植酸酶并能穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因玉米純合系。就這樣，用一粒粒普通的玉米種子為畜牧養(yǎng)殖業(yè)的磷營養(yǎng)難題和畜牧業(yè)糞便造成的嚴(yán)重的環(huán)境磷污染問題提供了一個(gè)有效的嶄新的解決途徑。

這種由我國科學(xué)家首創(chuàng)的植酸酶生產(chǎn)方式有巨大的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢——不需要廠房、發(fā)酵罐、產(chǎn)品后加工設(shè)備等，比發(fā)酵生產(chǎn)的成本低得多；生產(chǎn)過程僅是玉米種子的田間生長過程，無需耗費(fèi)其他能量，也不需再進(jìn)行植酸酶的提取和純化，節(jié)約大量能源；此外，植酸酶能在種子中長期穩(wěn)定保存，無需酶類產(chǎn)品特殊的保存條件，極其易于長距離運(yùn)輸和普及推廣。

這項(xiàng)成果歷時(shí)12年，2008年12月通過了農(nóng)業(yè)部安全評(píng)價(jià)委員會(huì)評(píng)審。2009年11月獲得農(nóng)業(yè)部正式頒發(fā)的轉(zhuǎn)基因生物安全生產(chǎn)許可證書。據(jù)范院士介紹，目前植酸酶玉米已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，這將使得我國在當(dāng)今農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的激烈國際競爭中，占有一席之地和制高點(diǎn)。

植酸酶玉米系1田間表現(xiàn)

理性對(duì)待轉(zhuǎn)基因安全問題

“基因育種是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本方向，目前，國家已經(jīng)投入巨額資金用于轉(zhuǎn)基因育種研究和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)是16個(gè)重大專項(xiàng)中唯一一個(gè)農(nóng)業(yè)專項(xiàng)，也是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中投入最大的科技項(xiàng)目，說明國家非常重視轉(zhuǎn)基因這個(gè)問題。因此，能不能以科學(xué)理性的態(tài)度對(duì)待轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的安全性，將決定我國在全球范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)競爭中的地位。”談及轉(zhuǎn)基因安全問題，范院士明確表示。

據(jù)范院士介紹，轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為一種更精確、更有預(yù)見性、效率更高的“雜交技術(shù)”，近年來得到廣泛推廣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，凡是經(jīng)過嚴(yán)肅、認(rèn)真和負(fù)責(zé)任的生物安全評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)基因食品，在全球被安全食用累計(jì)超過一萬億次，未出現(xiàn)一例安全事故。由于相關(guān)信息溝通渠道不夠暢通等原因，使得相當(dāng)一部分人對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)及轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品心存疑慮甚至產(chǎn)生誤解。

事實(shí)上，在作物的進(jìn)化過程中，有很多很多未知基因在不同個(gè)體之間相互轉(zhuǎn)移并發(fā)生重組。由于參與這種基因重組過程的染色體片段非常大，其中有有利的基因，也有不利的基因，所以這樣一種自然變異過程完全是隨機(jī)的、不可控的。從嚴(yán)格意義上來講，現(xiàn)今所有的農(nóng)作物都是經(jīng)過人類長期選擇的“轉(zhuǎn)基因”生物，不是原生態(tài)的天然物種。任何物種(包括植物在內(nèi))在漫長的進(jìn)化過程中都經(jīng)歷了人工選擇或自然選擇，它們的存在是這兩種選擇的結(jié)果。人工或自然選擇究其實(shí)質(zhì)是遺傳變異選擇。因此，變異是物種進(jìn)化的基礎(chǔ)，變異是絕對(duì)的，而穩(wěn)定是相對(duì)的。換言之，沒有任何一個(gè)生物體與其親本祖先是完全相同的，而常規(guī)育種就是一個(gè)對(duì)遺傳變異進(jìn)行人工選擇的過程，轉(zhuǎn)基因育種和常規(guī)育種沒有本質(zhì)上的不同。

現(xiàn)在，轉(zhuǎn)基因食品已開始進(jìn)入了我們的日常生活。我國市場上出售的大豆色拉油，幾乎全部都是用轉(zhuǎn)基因抗除草劑大豆生產(chǎn)的。而美國人吃的食品中，60％～70％都含有轉(zhuǎn)基因成分在內(nèi)。美國作為世界上轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)最為成功的國家，在其十幾年的轉(zhuǎn)基因作物大面積商品化推廣的過程當(dāng)中從未發(fā)現(xiàn)任何有關(guān)安全性的問題。在生物技術(shù)育種20多年的發(fā)展過程中，關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品安全性的科學(xué)研究報(bào)告數(shù)不勝數(shù)，其中僅有8個(gè)所謂的“轉(zhuǎn)基因食品安全性問題”事例報(bào)道，而這8個(gè)所謂的研究或是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理，或是因?yàn)閷?duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤解釋，已經(jīng)分別被國際上不同的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)或科學(xué)家小組所完全否定。

我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)原始創(chuàng)新能力較薄弱，科研管理水平也亟待提高。轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)的實(shí)施，為中國在全球范圍內(nèi)的生物經(jīng)濟(jì)競爭中搶占制高點(diǎn)提供了新的機(jī)遇，但同時(shí)我們也面臨很多挑戰(zhàn)。因此，在“十二五”期間，希望科學(xué)家、政府、社會(huì)組織、大眾媒體等各個(gè)領(lǐng)域共同努力，更好地實(shí)施這個(gè)項(xiàng)目，繼續(xù)加強(qiáng)生物安全管理，積極促進(jìn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、環(huán)境友好、能源節(jié)約、有利健康的轉(zhuǎn)基因作物品種產(chǎn)業(yè)化，使國家受益，農(nóng)民受益。

為雜志發(fā)展提出寶貴建議

作為本刊編委會(huì)副主任，范云六院士一直非常關(guān)注與支持《科技創(chuàng)新與品牌》雜志。采訪中，范院士也對(duì)雜志提出了寶貴的建議。

她說：科學(xué)的創(chuàng)新是發(fā)現(xiàn)(discovery)，技術(shù)的創(chuàng)新是發(fā)明(innovation)，科學(xué)的創(chuàng)新要通過工程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。從雜志的宗旨出發(fā)，可以更多地報(bào)道技術(shù)的創(chuàng)新，從而推動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，特別是對(duì)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的宣傳報(bào)道；其次，要緊緊把握國家發(fā)展形勢，緊扣類似農(nóng)業(yè)等關(guān)系國計(jì)民生的深層次問題著力報(bào)道，從而真正起到一個(gè)中央級(jí)媒體應(yīng)有的作用。

面對(duì)已年過八旬卻依然充滿活力、時(shí)刻關(guān)心國家與老百姓的老科學(xué)家，我們唯有肅然起敬，以及深深的祝福！