国内外转基因生物研究与产业发展的意义与态势

全球转基因技术研发势头强劲，成为世界各国科技竞争的焦点，我国必须占有一席之地。但是，近几年关于转基因安全问题争论激烈，甚至出现妖魔化趋势，严重影响到公众的科学认知，延缓了转基因技术研究与产业化进程。对转基因研究和应用，全球科学界基本达成共识，早在2013年我国61位医药、卫生、环境、农业和食品安全领域的两院院士呼吁加大转基因技术研发和产业化应用力度。

近年来，国内外转基因研发和产业化不断呈现出新的变化和新的格局。全球转基因作物的研究和产业化继续呈现稳定快速发展的态势，2012年全球转基因作物种植面积达到1.7亿hm2，是1996年全球转基因作物种植面积170万hm2的100倍，显示出巨大的经济、社会和生态环境效益，以转基因大豆、玉米为主，世界各国转基因食品的消费者达数十亿人口。

长期以来，我国政府一直重视植物基因组和转基因作物研发的投入，已实施5年的转基因生物新品种培育国家科技重大专项，到2020年总投资将达到240亿元。该项目以产业化为导向，在新品种研发和应用方面取得了重要进展：2009年，在长时间严格透彻的安全评价后，农业部批准发放了转基因抗虫水稻“华恢1号”及杂交种“Bt汕优63”和转植酸酶基因玉米BVLA430101的生产应用安全证书；以抗虫棉为主的转基因作物继续大面积推广。然而，与转基因作物的研发方面不断取得了可喜成果的形势相反，我国转基因作物产业化进程缓慢。

为保证我国未来在生物技术领域的自主创新能力和全球竞争力，保证国家粮食安全和主要农产品的有效供给，从生产方式和产业结构上推进生态文明和美丽中国的建设，必须对农业生物技术和产业化发展策略有新的通盘考虑和重大举措。

国内外转基因生物研究与产业发展的意义与态势

全球转基因技术研发势头强劲，成为世界各国科技竞争的焦点，我国必须占有一席之地。但是，近几年关于转基因安全问题争论激烈，甚至出现妖魔化趋势，严重影响到公众的科学认知，延缓了转基因技术研究与产业化进程。对转基因研究和应用，全球科学界基本达成共识，早在2013年我国61位医药、卫生、环境、农业和食品安全领域的两院院士呼吁加大转基因技术研发和产业化应用力度。

近年来，国内外转基因研发和产业化不断呈现出新的变化和新的格局。全球转基因作物的研究和产业化继续呈现稳定快速发展的态势，2012年全球转基因作物种植面积达到1.7亿hm2，是1996年全球转基因作物种植面积170万hm2的100倍，显示出巨大的经济、社会和生态环境效益，以转基因大豆、玉米为主，世界各国转基因食品的消费者达数十亿人口。

长期以来，我国政府一直重视植物基因组和转基因作物研发的投入，已实施5年的转基因生物新品种培育国家科技重大专项，到2020年总投资将达到240亿元。该项目以产业化为导向，在新品种研发和应用方面取得了重要进展：2009年，在长时间严格透彻的安全评价后，农业部批准发放了转基因抗虫水稻“华恢1号”及杂交种“Bt汕优63”和转植酸酶基因玉米BVLA430101的生产应用安全证书；以抗虫棉为主的转基因作物继续大面积推广。然而，与转基因作物的研发方面不断取得了可喜成果的形势相反，我国转基因作物产业化进程缓慢。

为保证我国未来在生物技术领域的自主创新能力和全球竞争力，保证国家粮食安全和主要农产品的有效供给，从生产方式和产业结构上推进生态文明和美丽中国的建设，必须对农业生物技术和产业化发展策略有新的通盘考虑和重大举措。

1 推进我国转基因生物研究与产业发展意义重大

农业是一个安天下、稳民心的战略性基础产业。随着工业化、城镇化和现代化的加速推进，我国农业基础薄弱，资源环境的约束进一步加剧。农业生产既要保障粮食安全，又要促进农业可持续发展，面临的供给、资源和环境压力越来越大。具体表现在：

1.1 人口变化对粮食的刚性需求继续增长

人口总量增加导致对粮食的刚性需求增长，大批进城农民由粮食生产者变为消费者，使粮食生产满足需求的压力增大。据国家有关机构预测，即使到2020年我国新增500亿kg粮食的目标如期实现并得以保持，我国粮食缺口仍然较大，到2030年缺口将达到1 220亿～1 700亿kg。保障粮食安全的任务十分艰巨。

1.2 多因素约束育种技术新的突破

以杂交水稻为代表的农作物新品种培育和应用对农业增产和保障粮食安全发挥了重要作用，而且传统育种技术还有一定的增产潜力和改进空间。但也要看到，由于受到育种材料遗传背景狭窄、生殖屏障无法跨越、现用方法效率不高等多种因素约束，单独利用常规手段已难以实现育种技术新的突破。尽管付出巨大努力，10年来我国水稻、玉米、小麦等重要作物单产递增均明显趋缓，有的甚至不升反降。与此同时，大豆、玉米等农产品进口数量不断攀升，粮食自给率实际上已跌破95%的基线，而且供求关系越来越紧张。以大豆为例，近年因我国食物消费结构的改变，饲料蛋白和食用油需求急速增长，而国内大豆种植面积有限且品质产量均不及国外优质高产转基因品种，导致进口大豆数量剧增，2012年进口已达5 838万t，占世界大豆出口总量的60%，不仅国内自给率降到18%，且大豆加工业也几乎被国外资本所控制。

1.3 消费结构变化对粮食生产构成了挑战

随着人均收入不断提高，我国居民膳食消费结构发生了重大变化，人均直接消费口粮有所下降，但动物性食物和水果、蔬菜、食油、食糖的消费则快速增长。动物性食物增加需要更多粮食转化，蔬菜、水果、食油、食糖增加则需占用更多优质粮田，粮食安全将面临更多威胁与风险。

1.4 国际贸易无法保障我国粮食安全

全球粮食供求偏紧，贸易量很小，通过国际市场调剂的空间十分有限。据统计，全球每年粮食的正常贸易总量仅为我国粮食需求量的45%，国际市场大米贸易总量仅相当于我国稻米消费量的15%左右。同时，粮食消费需求弹性小，供求两端任何细小变化都可能产生剧烈的价格反应。从历史经验看，如果我国进口粮食占国际粮食市场贸易量的10%，国际市场粮价则可能上涨100%，所以我国粮食问题必须立足国内解决。

1.5 耕地和水资源对粮食生产制约性增大

随着对土地和水的需求量不断增大，我国耕地资源逐年减少，淡水资源日益紧缺。我国粮食安全将面临土地和水资源短缺的严重威胁。我国多年来平均缺水量35.73亿m3。据国家中长期科技规划测算，在节水灌溉前提下，到2020年我国农业用水缺口在700亿m3左右。1996-2007年，我国年均减少耕地73.33万hm2，目前已接近1.2亿hm2耕地红线，据预测2020年耕地需求缺口将达800万hm2，同时，耕地质量下降，土地沙化、土壤退化、“三废”污染严重。

1.6 粮食生产与资源、环境的矛盾日益突出

我国粮食生产尚未摆脱“高投入、高消耗、高浪费、低效益”粗放式发展方式。长期以来，我国农业对化肥和农药的依赖程度一直很高。目前我国是世界上化肥和农药最大的生产国，使用量也居世界之首（约为世界总量的35%），而我国耕地面积仅占世界的8%，化肥和农药使用量约为世界平均水平的4.5倍。1978-2011年，我国粮食总产量增长87.4%，而同期化肥施用量却增长了581%。按播种面积计算，我国化肥使用量高达400 kg/hm2，远远超过发达国家为防止化肥对水体造成污染而设置的225 kg/hm2的安全上限。过量的化肥、农药投入不仅大量消耗了磷矿、钾盐、煤炭和天然气等不可再生资源，加大农业成本，而且由于每年数以千万吨化肥农药流失到土壤和江河湖泊，严重污染水源、土壤和空气，造成耕地质量下降、生态环境破坏、农产品污染加重等后果，也直接威胁着国民的身体健康。据统计，我国现有的污染源超过40%来自农业。如何在保证粮食安全的前提下做到资源节约、环境友好，成为亟待破解的课题。

1.7 粮食单产水平不能满足粮食增产需求

面临水、土资源匮乏和人口增长压力，我国未来粮食增产只能靠提高单产来解决。应当肯定，在过去的几十年中，我国水稻、小麦、玉米、油菜等大田作物育种取得了巨大的成就，但近10年也明确地显示出通过传统技术取得育种的突破越来越难，农作物新品种的产量改良递增率不足0.5%。以基因改良为主要目标的农业生物工程育种是解决这一问题的关键。

2 国内外转基因生物研究与产业发展的最新态势

2012年，全球共有8个发达国家和20个发展中国家1730万农民种植了转基因作物，值得注意的是，种植者中90%以上（即超过1500万农民）是发展中国家的资源匮乏的小农户。另有30个国家批准了转基因作物田间试验或进口转基因产品用于食品和饲料加工，相关区域的人口已占世界总人口的3/4以上。按照种植面积统计，全球约81%的大豆、35%的玉米、30%的油菜和81%的棉花是转基因品种。如美国在整合转基因和常规单杂交技术的基础上大力推进转基因玉米商业化育种和规模化种植，1996年以来玉米单产提高了约25%，目前已突破10 t/hm2，转基因玉米的种植面积已达到玉米总面积的90%。2012年美国种植转基因作物达到6950万hm2，其中转基因大豆、玉米、棉花等主要农作物均占总面积的90%以上，居民日常消费食品含转基因种类比例高达70%以上。

除发达国家外，巴西、阿根廷等发展中国家的经验也值得重视。例如与我国同属新兴经济体金砖国家的巴西近年抓住生物技术蓬勃发展的机遇，大力推进农作物生物育种产业化，使农业集约化程度和劳动生产率迅速提高。巴西2005年开始推进转基因作物发展，2012年转基因大豆、玉米和棉花种植面积已达到3660万hm2（为我国转基因作物种植面积的10倍），位居世界第二，增速世界第一。巴西转基因大豆大量出口到中国、欧盟和日本，总额达165亿美元之巨。生物育种已成为推动巴西农业和经济发展的重要引擎。

据统计，从1996-2011年的16年间，全球种植以抗病虫、抗除草剂性状为主的转基因作物增产价值达982亿美元，相当于节约了1.087亿hm2的耕地；改善了1 500万农户、近5000万贫困农民的生计；减少了4.73亿kg化学农药的使用。此外，种植转基因作物还加快了少耕、免耕栽培技术的推广，因而增加了土壤中碳的储量、节约了农机燃料消耗、显著降低了温室气体的排放，仅2011年就减少了231亿kg的CO2排放（相当于1020万辆小汽车的排放量）。

转基因作物的主要种植国已实现转基因作物品种的更新换代，功能性和治疗性转基因食品相继研制成功，新一代转基因作物开始进入商业化生产阶段，如旨在为缺乏维生素A的第三世界儿童补充VA的“黄金水稻”即将在菲律宾等国商业化。新性状和复合性状的转基因作物已进入或即将进入商业化审批。转基因品种正由农业领域向医药、能源、化工领域等拓展，部分用转基因植物生产的药物已上市销售，种业科技孕育着新的重大跃升。转基因作物产业化加速发展的趋势已不可逆转，已展现出新的“绿色革命”的前景。

我国在转基因重大专项及其前已实施的科技部863和973相关项目等国家科技计划支持下，历经20余年发展，在基因克隆、转基因技术、品种选育及应用等方面取得了重要进展，自主创新能力显著增强，生物安全保障能力持续提升，生物产业蓄势待发。目前，水稻功能基因组学研究成效显著，整体研发水平进入世界前列，我国在水稻功能基因组和转基因水稻技术领域已取得优势地位，专利申请总量已超过日本和美国。转基因玉米在品质改良等领域也达到了国际先进水平。小麦、玉米等作物的功能基因组学研究也有明显进展，在这几种主要粮食作物中已经获得了一大批营养品质、抗旱、耐盐碱、耐热、养分高效利用等重要性状基因。建立了水稻、棉花、玉米、牛等主要动植物的规模化转基因技术体系，转化效率大幅度提高，抗旱、抗除草剂作物品种培育步伐加快，高品质奶牛、高产绒毛羊等品种培育进展顺利。当前，我国正在研究的转基因植物种类达50余种。这些进展为生物产业的超常规大规模发展奠定了较为坚实的基础。

根据对国内近10年转基因抗虫棉大规模种植和转基因抗虫水稻生产性实验的调查，转基因作物具有巨大经济、社会和生态效益。2008-2009年全国推广转基因抗虫棉746.66万hm2，国产抗虫棉的市场份额巳达到93%，农民净增效益130亿元，减少农药用量5.6万t。转基因抗虫水稻的生产性实验的数据表明，农民可节省80%的农药投入，可节省投入平均600～1200元/hm2，显著减少因受虫害造成的水稻产量损失，与打农药对照相比增产6%～9%。可见，如果转基因作物的应用，不仅能够大幅减少农药和化肥的用量，而且能够控制农业生产上资源消耗和碳的排放，帮助修复水、土壤和大气生态环境，带来显著的生态环保效益。

我国已建立了与转基因研发和产业化相配套的法规体系。参照世界主要国家生物安全管理措施，我国采取了行政法规和技术标准相结合的生物安全管理方式，使得我国转基因生物的研发和产业化具备了坚实的生物安全保障能力。从20世纪90年代初开始，我国将转基因生物安全管理纳入与国际接轨的法制化轨道，相继制定颁发了一系列的管理条例和办法，形成了对转基因生物及其产品的的评价和管理较完善的法规体系。早在1993年，我国就颁布了《基因工程安全管理办法》。1996年，农业部颁布了《农业生物基因工程管理实施办法》，根据该办法，农业部设立了农业生物基因工程安全管理办公室，成立了农业生物基因工程安全委员会，建立了农业生物基因工作审批制度，制定了《农业基因工程的安全性评价方法》和《农业生物遗传工程体及其产品安全评价措施》。从1997年起，我国开始依法受理国内外农业转基因生物安全评价申请。2001年，国务院出台《农业转基因生物安全管理条例》，农业部、国家质量监督检验检疫总局等就此出台了系列配套管理办法，相继出台了农业转基因生物分级安全评价制度、标识管理制度、生产许可制度、经营许可制度、加工审批制度、进口安全审批制度等，将农业转基因生物安全管理延伸到研究、试验、生产、加工、经营和进出口活动的全过程。

在多年实践的基础上，按照相关法规要求，参照国际标准，我国转基因生物环境、食用安全评价的专家体系、检测体系、监测体系和标准体系建设进展顺利，初步形成了既与国际接轨又具中国特色的农业转基因生物安全管理技术支撑体系，在农业转基因生物安全管理中发挥了重要保障作用。

转基因抗虫水稻申请安全证书历时11年，是目前世界上审批程序最严格、安全评价项目和内容最多的转基因作物，转植酸酶玉米同样经过了漫长的安全评价过程，具有坚实的安全性保障。在我国法律保护下，转基因水稻、转基因玉米等商业化生产不存在知识产权障碍。无论从安全性、技术性还是法律和市场的层面评价，转基因抗虫水稻、转基因玉米等推向市场的条件已经成熟。

（基因农业网 2016-03-12）