生物技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響

文/?臨沂市第五中學(xué) 王毛毛

由于現(xiàn)代生物技術(shù)的巨大潛力，特別是近20年來(lái)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的飛速發(fā)展與產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)力，為21世紀(jì)初期的世界農(nóng)業(yè)展示了新的希望和動(dòng)力?！熬G色革命”的核心是“種子革命”，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)目前最具潛力和最成功的領(lǐng)域仍然是種子產(chǎn)業(yè)，由此可以相信，在以現(xiàn)代生物技術(shù)為核心的新的農(nóng)業(yè)科技革命中，將帶來(lái)一場(chǎng)新的種業(yè)技術(shù)革命。

一、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展的狀況與趨勢(shì)

1.世界農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)。20世紀(jì)末以來(lái)，生物技術(shù)出現(xiàn)了舉世矚目的重大進(jìn)展，成為了“對(duì)全社會(huì)最為重要并可能改變未來(lái)工業(yè)和經(jīng)濟(jì)格局的技術(shù)”，全球生物技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)了4大趨勢(shì):（1）以企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新為主體的產(chǎn)學(xué)研一體化程度越來(lái)越強(qiáng)。（2）技術(shù)與經(jīng)濟(jì)結(jié)合更加緊密，生物技術(shù)產(chǎn)品商品化速度越來(lái)越快（3）產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)聯(lián)度越來(lái)越大，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)對(duì)其它產(chǎn)業(yè)的影響日益增強(qiáng)。（4）生物技術(shù)對(duì)世界各國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化等方面的影響越來(lái)越受到重視。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，水稻基因組計(jì)劃的順利實(shí)施、多種作物多種外源基因的轉(zhuǎn)化成功等技術(shù)突破使農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究領(lǐng)域出現(xiàn)了3個(gè)明顯的趨勢(shì):即研究方式的集約化和規(guī)模化趨勢(shì)、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)和生物基因資源爭(zhēng)奪白熱化趨勢(shì)。

2.全球轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化生產(chǎn)狀況。繼1983年世界首批轉(zhuǎn)基因植物問(wèn)世和1996年轉(zhuǎn)基因作物大面積商業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積迅速增加。1996—2002年的6年間，全球轉(zhuǎn)基因作物的總面積累計(jì)達(dá)到2.35億公頃，連續(xù)7年增幅超過(guò)10%。即從1996年的170萬(wàn)公頃增至2002年的5870萬(wàn)公頃，種植轉(zhuǎn)基因作物的國(guó)家由1996年的6個(gè)逐漸增加到2002年的16個(gè)。2002年全球轉(zhuǎn)基因作物總面積中大豆、玉米、棉花和油菜分別占62%、21%、12% 和 5%。2002年上述4種農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因品種的全球采用率分別達(dá)到了51%、9%、20%和12%。在轉(zhuǎn)基因性狀上，一直以耐除草劑、抗蟲(chóng)(Bt)用二者結(jié)合特性為主，同時(shí)也有抗病毒和品質(zhì)改良等性狀。2002年全球約600萬(wàn)農(nóng)民從種植轉(zhuǎn)基因作物中獲益，其中大多數(shù)來(lái)自發(fā)展中國(guó)家。

3.我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物研究與產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀。我國(guó)的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究位于世界發(fā)展中國(guó)家的領(lǐng)先地位，并開(kāi)始步入國(guó)際先進(jìn)行列。國(guó)家863計(jì)劃、973計(jì)劃等國(guó)家級(jí)科技計(jì)劃歷來(lái)將農(nóng)業(yè)生物技術(shù)作為最重要的內(nèi)容之一。目前已經(jīng)有轉(zhuǎn)基因耐儲(chǔ)番茄、轉(zhuǎn)查爾酮合成酶基因矮牽牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗蟲(chóng)棉花等幾種獨(dú)立研制的轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)入了商品化生產(chǎn)階段。

二、現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)種子技術(shù)的影響

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)對(duì)種子產(chǎn)業(yè)的影響是全面的和深刻的，涉及到種子產(chǎn)業(yè)的主要環(huán)節(jié)和主要技術(shù)，從一定意義上講，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展為種子產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了一次全新的技術(shù)革命。

1.在品種性狀改良方面。植物遺傳育種包括兩個(gè)基本環(huán)節(jié)，一是創(chuàng)造變異，二是選擇和固定變異。在創(chuàng)造變異方面，傳統(tǒng)的育種技術(shù)是通過(guò)植物種內(nèi)或近緣種間的雜交將優(yōu)良性狀組合到一起，從而獲得比親本產(chǎn)量更高或品質(zhì)更佳的新品種。該技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，但其限制因素是物種間生殖隔離的存在，可供基因交流的范圍十分有限。轉(zhuǎn)基因技術(shù)克服了植物某些限制，基因交流的范圍無(wú)限擴(kuò)大，通過(guò)遺傳操作，可將細(xì)菌、病毒、動(dòng)物、人類、遠(yuǎn)緣植物甚至人工合成的基因?qū)胫参?，使目?biāo)植物獲得所有物種的所有有利性狀，其應(yīng)用前景十分廣闊。目前全世界正在推廣的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，即是將原存在于蘇云金芽孢桿菌的一個(gè)DNA序列片段(Bt)轉(zhuǎn)移到棉花遺傳基因組中，使棉花獲得了對(duì)棉鈴蟲(chóng)等害蟲(chóng)的高度抗性。

2．在選擇技術(shù)方面。選擇是植物育種中發(fā)現(xiàn)變異和固定變異的主要手段，育種的進(jìn)程取決于選擇效率和效果。一般將植物育種中的選擇方法分為直接選擇和間接選擇，但間接選擇是目前最常用的方法。間接是通過(guò)與目標(biāo)基因連鎖的、易于識(shí)別的性狀作為標(biāo)記，對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行相關(guān)選擇。最新發(fā)展起來(lái)的分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)是一項(xiàng)通過(guò)與目標(biāo)基因緊密連鎖的分子標(biāo)記來(lái)判斷目標(biāo)基因存在與否的選擇方法。它在作物育種選擇工作中具有許多優(yōu)越性，既不需要考慮作物生長(zhǎng)條件和環(huán)境條件，又減少來(lái)自同一位點(diǎn)不同等位基因或不同位點(diǎn)的非等位基因間的互作干擾，這將對(duì)通過(guò)傳統(tǒng)育種方法很難或無(wú)法選擇的性狀做出選擇，有利于快速累積目標(biāo)基因，加速育種進(jìn)程，克服不利性狀的連鎖，達(dá)到提高選擇效率的目的。

3. 在種子質(zhì)量控制方面。前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，品種混雜退化現(xiàn)象嚴(yán)重，有些地方假種涌入市場(chǎng)，嚴(yán)重?fù)p害了育種家的權(quán)益和農(nóng)民的利益。因此，運(yùn)用快速、準(zhǔn)確方法進(jìn)行品種純度鑒定非常重要。傳統(tǒng)的種子純度鑒定主要依賴于樣品的種植表現(xiàn)，浪費(fèi)時(shí)間是其最大的弊端，而基于整個(gè)基因組DNA檢測(cè)的分子標(biāo)記技術(shù)，由于其種類廣、數(shù)量多，不受環(huán)境影響，直接從DNA水平上反映品種之間的差異，從而為品種純度鑒定提供了快速、可行、高效、準(zhǔn)確的方法。品種的指紋圖譜是鑒別品種、品系的有力工具，在檢測(cè)良種真實(shí)性和純度方面防止偽劣種子流入市場(chǎng)，保護(hù)我國(guó)名、優(yōu)、特種質(zhì)及由此育成的品種的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和育種家權(quán)益，具有重大意義。

三、建立以現(xiàn)代生物技術(shù)為依托的種子產(chǎn)業(yè)體系的建議

1．制定國(guó)家統(tǒng)一的生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃。我國(guó)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)和種子產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，需要國(guó)家制定一個(gè)統(tǒng)一的中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，對(duì)我國(guó)中長(zhǎng)期農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)和種子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向、目標(biāo)、優(yōu)先領(lǐng)域及發(fā)展戰(zhàn)略等進(jìn)行明確的規(guī)定，通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制，對(duì)生物技術(shù)要素進(jìn)行事例整合，形成知識(shí)鏈、技術(shù)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)接，合理配置資源，協(xié)調(diào)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的上游、中游和下游的比例關(guān)系，防止“小而全”現(xiàn)象的再次發(fā)生和避免重復(fù)建設(shè)浪費(fèi)。

2.促進(jìn)大型企業(yè)發(fā)展，鼓勵(lì)企業(yè)投資，強(qiáng)調(diào)商業(yè)化方向。在國(guó)外，高新技術(shù)成果研究及產(chǎn)業(yè)化往往依靠的是企業(yè)的人力和財(cái)力支持，但在我國(guó)，科研及成果轉(zhuǎn)化主要靠國(guó)家投入，企業(yè)的熱情不高，而在現(xiàn)階段，作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，國(guó)家的投入是很有限的，以農(nóng)業(yè)生物技術(shù)為例，我國(guó)所有投入總和也不及美國(guó)一家公司的投入。我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化需要大投入和大產(chǎn)出，需要多學(xué)科的綜合技術(shù)的相互支持與配合，更需要企業(yè)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)和發(fā)展計(jì)劃，如果沒(méi)有企業(yè)長(zhǎng)期的有計(jì)劃、有步驟地投入和支持，沒(méi)有相關(guān)學(xué)科的集成作戰(zhàn)，僅僅依靠國(guó)家的有限投入，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究將難以實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。鼓勵(lì)企業(yè)投資的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是市場(chǎng)導(dǎo)向和市場(chǎng)運(yùn)作機(jī)制，只有按市場(chǎng)規(guī)律辦事，才能提高效率。

3．加大政府公共投資力度，提高我國(guó)原始創(chuàng)新能力。針對(duì)我國(guó)尚沒(méi)有足夠的有實(shí)力的企業(yè)進(jìn)入生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)和種子產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，目前加大政府公共投資十分必要。應(yīng)將國(guó)家有限的投資用于解決技術(shù)發(fā)展中的核心問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)，本著有所為和無(wú)所為的原則，立足解決獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，提高我國(guó)在生物技術(shù)領(lǐng)域的原始創(chuàng)新能力。據(jù)悉，“十五”期間，我國(guó)對(duì)生物技術(shù)研究開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的總投入已經(jīng)超過(guò)了100億元?？萍疾坑糜谵r(nóng)業(yè)科技和生物技術(shù)的研究經(jīng)費(fèi)在“十五”期間比“九五”期間分別增加 3倍以上，農(nóng)業(yè)部和地方政府對(duì)此的投入也將穩(wěn)步增長(zhǎng)。