國內外轉基因生物研究與產業發展的意義與態勢

全球轉基因技術研發勢頭強勁，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業化進程。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位醫藥、衛生、環境、農業和食品安全領域的兩院院士呼吁加大轉基因技術研發和產業化應用力度。

近年來，國內外轉基因研發和產業化不斷呈現出新的變化和新的格局。全球轉基因作物的研究和產業化繼續呈現穩定快速發展的態勢，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，顯示出巨大的經濟、社會和生態環境效益，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。該項目以產業化為導向，在新品種研發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，農業部批準發放了轉基因抗蟲水稻“華恢1號”及雜交種“Bt汕優63”和轉植酸酶基因玉米BVLA430101的生產應用安全證書；以抗蟲棉為主的轉基因作物繼續大面積推廣。然而，與轉基因作物的研發方面不斷取得了可喜成果的形勢相反，我國轉基因作物產業化進程緩慢。

為保證我國未來在生物技術領域的自主創新能力和全球競爭力，保證國家糧食安全和主要農產品的有效供給，從生產方式和產業結構上推進生態文明和美麗中國的建設，必須對農業生物技術和產業化發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業發展的意義與態勢

全球轉基因技術研發勢頭強勁，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業化進程。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位醫藥、衛生、環境、農業和食品安全領域的兩院院士呼吁加大轉基因技術研發和產業化應用力度。

近年來，國內外轉基因研發和產業化不斷呈現出新的變化和新的格局。全球轉基因作物的研究和產業化繼續呈現穩定快速發展的態勢，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，顯示出巨大的經濟、社會和生態環境效益，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。該項目以產業化為導向，在新品種研發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，農業部批準發放了轉基因抗蟲水稻“華恢1號”及雜交種“Bt汕優63”和轉植酸酶基因玉米BVLA430101的生產應用安全證書；以抗蟲棉為主的轉基因作物繼續大面積推廣。然而，與轉基因作物的研發方面不斷取得了可喜成果的形勢相反，我國轉基因作物產業化進程緩慢。

為保證我國未來在生物技術領域的自主創新能力和全球競爭力，保證國家糧食安全和主要農產品的有效供給，從生產方式和產業結構上推進生態文明和美麗中國的建設，必須對農業生物技術和產業化發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業發展意義重大

農業是一個安天下、穩民心的戰略性基礎產業。隨著工業化、城鎮化和現代化的加速推進，我國農業基礎薄弱，資源環境的約束進一步加劇。農業生產既要保障糧食安全，又要促進農業可持續發展，面臨的供給、資源和環境壓力越來越大。具體表現在：

1.1 人口變化對糧食的剛性需求繼續增長

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者變為消費者，使糧食生產滿足需求的壓力增大。據國家有關機構預測，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增產和保障糧食安全發揮了重要作用，而且傳統育種技術還有一定的增產潛力和改進空間。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、現用方法效率不高等多種因素約束，單獨利用常規手段已難以實現育種技術新的突破。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、玉米等農產品進口數量不斷攀升，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量均不及國外優質高產轉基因品種，導致進口大豆數量劇增，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%，且大豆加工業也幾乎被國外資本所控制。

1.3 消費結構變化對糧食生產構成了挑戰

隨著人均收入不斷提高，我國居民膳食消費結構發生了重大變化，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。據統計，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生劇烈的價格反應。從歷史經驗看，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。據國家中長期科技規劃測算，在節水灌溉前提下，到2020年我國農業用水缺口在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 糧食生產與資源、環境的矛盾日益突出

我國糧食生產尚未擺脫“高投入、高消耗、高浪費、低效益”粗放式發展方式。長期以來，我國農業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，加大農業成本，而且由于每年數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、生態環境破壞、農產品污染加重等后果，也直接威脅著國民的身體健康。據統計，我國現有的污染源超過40%來自農業。如何在保證糧食安全的前提下做到資源節約、環境友好，成為亟待破解的課題。

1.7 糧食單產水平不能滿足糧食增產需求

面臨水、土資源匱乏和人口增長壓力，我國未來糧食增產只能靠提高單產來解決。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技術取得育種的突破越來越難，農作物新品種的產量改良遞增率不足0.5%。以基因改良為主要目標的農業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業發展的最新態勢

2012年，全球共有8個發達國家和20個發展中國家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品用于食品和飼料加工，相關區域的人口已占世界總人口的3/4以上。按照種植面積統計，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單雜交技術的基礎上大力推進轉基因玉米商業化育種和規?；N植，1996年以來玉米單產提高了約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。

除發達國家外，巴西、阿根廷等發展中國家的經驗也值得重視。例如與我國同屬新興經濟體金磚國家的巴西近年抓住生物技術蓬勃發展的機遇，大力推進農作物生物育種產業化，使農業集約化程度和勞動生產率迅速提高。巴西2005年開始推進轉基因作物發展，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和經濟發展的重要引擎。

據統計，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價值達982億美元，相當于節約了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轉基因作物品種的更新換代，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化生產階段，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化審批。轉基因品種正由農業領域向醫藥、能源、化工領域等拓展，部分用轉基因植物生產的藥物已上市銷售，種業科技孕育著新的重大躍升。轉基因作物產業化加速發展的趨勢已不可逆轉，已展現出新的“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20余年發展，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，自主創新能力顯著增強，生物安全保障能力持續提升，生物產業蓄勢待發。目前，水稻功能基因組學研究成效顯著，整體研發水平進入世界前列，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獲得了一大批營養品質、抗旱、耐鹽堿、耐熱、養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?；D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。這些進展為生物產業的超常規大規模發展奠定了較為堅實的基礎。

根據對國內近10年轉基因抗蟲棉大規模種植和轉基因抗蟲水稻生產性實驗的調查，轉基因作物具有巨大經濟、社會和生態效益。2008-2009年全國推廣轉基因抗蟲棉746.66萬hm2，國產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性實驗的數據表明，農民可節省80%的農藥投入，可節省投入平均600～1200元/hm2，顯著減少因受蟲害造成的水稻產量損失，與打農藥對照相比增產6%～9%?？梢?，如果轉基因作物的應用，不僅能夠大幅減少農藥和化肥的用量，而且能夠控制農業生產上資源消耗和碳的排放，幫助修復水、土壤和大氣生態環境，帶來顯著的生態環保效益。

我國已建立了與轉基因研發和產業化相配套的法規體系。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和產業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，相繼制定頒發了一系列的管理條例和辦法，形成了對轉基因生物及其產品的的評價和管理較完善的法規體系。早在1993年，我國就頒布了《基因工程安全管理辦法》。1996年，農業部頒布了《農業生物基因工程管理實施辦法》，根據該辦法，農業部設立了農業生物基因工程安全管理辦公室，成立了農業生物基因工程安全委員會，建立了農業生物基因工作審批制度，制定了《農業基因工程的安全性評價方法》和《農業生物遺傳工程體及其產品安全評價措施》。從1997年起，我國開始依法受理國內外農業轉基因生物安全評價申請。2001年，國務院出臺《農業轉基因生物安全管理條例》，農業部、國家質量監督檢驗檢疫總局等就此出臺了系列配套管理辦法，相繼出臺了農業轉基因生物分級安全評價制度、標識管理制度、生產許可制度、經營許可制度、加工審批制度、進口安全審批制度等，將農業轉基因生物安全管理延伸到研究、試驗、生產、加工、經營和進出口活動的全過程。

在多年實踐的基礎上，按照相關法規要求，參照國際標準，我國轉基因生物環境、食用安全評價的專家體系、檢測體系、監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轉基因生物安全管理技術支撐體系，在農業轉基因生物安全管理中發揮了重要保障作用。

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、轉基因玉米等商業化生產不存在知識產權障礙。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成熟。

（基因農業網 2016-03-12）