李晓娟
技术驱动进步 创新引领发展
——第二届生物育种技术及种质资源交流大会会议纪实
李晓娟
为响应中央一号文件精神,推动农业科技创新,转变农业发展方式,探讨国内外生物育种技术研究现状、发展前景及安全问题,促进我国生物育种技术产业化发展,5月27—29日,由中国农业国际合作促进会主办,中国农学会遗传资源分会、山西省名优土特新产品协会、华大基因研究院、基因有限公司协办的“第二届生物育种技术及种质资源交流大会”在山西太原隆重召开,来自全国各地的160余位专家、学者、企业代表和媒体齐聚龙城,共同探讨国内外生物育种技术研发现状及发展趋势。本文摘录了部分专家的发言,供学习、交流及探讨。
朱祯(中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员):
所谓转基因生物(GMO),就是利用DNA重组技术、转化技术将外源目的基因转移到受体生物中,使之产生定向的、稳定的遗传改变,并形成新的品种。目前,我国在转基因研发领域取得了重要进展。
在转基因棉花方面,我国研发出了抗虫棉。2012年,转基因抗虫棉花新品种推广面积约333万hm2左右,其国内市场份额从1998年的5%上升到2012年的近95%;高产抗虫三系杂交棉制种技术优于常规杂交棉,效率提高了40%,产量提高了20%,成本降低了60%,纯度可达100%,比常规杂交棉增产25%以上,累计推广30万hm2,产生社会经济效益11亿元;获得具有自主知识产权的优质新基因RRM2,培育出复合型第二代转基因优质抗虫棉。
在转基因水稻方面,研发出了抗虫水稻。抗虫转基因水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”通过安全性评价,并开发出新型抗虫水稻和双价抗虫水稻;新型抗虫水稻新组合“粤杂932”在产量、品质、抗性等方面均达到大面积推广的要求;克隆了可能抗稻飞虱的新型Bt基因Cry56Aa1、Cry54Aa1、Cry30Fa1和Cry30Ga1,初步检测对褐飞虱具有抗性,这是国际上首次发现对稻飞虱有杀虫活性的Cry蛋白;转EPSPS基因抗除草剂水稻新组合进入生产性试验,可比对照增产17%以上;转OsPHR2水稻的氮利用效率显著提高,在低氮条件下小区产量比对照高40%以上。
在转基因玉米方面,研发出了转植酸酶基因玉米。高植酸酶玉米新组合“蠡玉16”和“蠡玉35”比对照明显增产,已申请生产应用安全证书,作为饲料使用可有效减少动物养殖磷排放,保护生态环境;获得具有自主知识产权的抗虫基因Cry1Ac-M,并培育出高抗玉米螟新品系BT-38,目前已进入安全评价的生产性试验,为转基因抗虫玉米产业化奠定了基础。
在转基因小麦方面,研发出了抗病转基因小麦。高抗小麦黄花叶病转基因新品系N12-1已完成生产性试验阶段的安全评价,具有重要的应用价值;抗旱转DREB基因小麦新品系在旱地条件下千粒重比当地主栽品种增加15.8%,增产达20%以上。
在转基因大豆方面,研发出了抗除草剂大豆。转EPSPS基因抗除草剂大豆新品系“呼交06-698”产量比对照增产5%以上,含油量超过21%,除草成本降低70%,具备了产业化条件。
此外,我国还培育出了具有特殊用途的转基因产品——人血清白蛋白;以及高抗性淀粉转基因水稻,可作为糖尿病人专用食品。
尽管我国在转基因技术研发领域取得了很大进展,但是由于公众对转基因有疑虑、有争议,导致转基因作物的商业化种植在中国已经停滞多年。中国每年约需进口7 000万t的玉米、大豆和油菜籽,相当于中国所有作物总产量的12%左右。如果不借助转基因技术大幅提升产量,中国对作物进口的依赖程度将继续增长。这是一个严重的粮食安全问题。
习近平总书记指出,转基因是一项新技术,也是一个新产业,具有广阔发展前景。作为一个新生事物,社会对转基因技术有争议、有疑虑,这是正常的。转基因农作物的产业化、商业化推广,要严格按照国家制定的技术规程规范进行,稳打稳扎,确保不出闪失,涉及安全的因素都要考虑到。要大胆创新研究,占领转基因技术制高点,不能把转基因农产品市场都让外国大公司占领了。
所以,转基因技术在中国的推广任重而道远。
孙毅(山西省农业科学院生物技术研究中心研究员):
我国农业生产面临诸多限制因子,有限的农田和自然资源、环境污染日趋严重等诸如此类的问题,都需要通过创新生物技术来改善。而通过采用生物技术,可以增强生物体对病虫及不良环境的抵抗性;提高农作物产量,改良其品质和使用价值;改善食品营养,增强人民健康;提高农作物生产率,降低生产成本;减少环境污染,保持生态平衡等等。
目前我国粮食问题面临严峻形势,用占世界7%的耕地养活22%的人口。到2030年,我国人口将达到14.5亿,届时,粮食将面临巨大缺口。2040年时,考虑人口饮食消费结构的变化,中国城镇人均消费粮油当量为498 kg,农村为482 kg,按照15.5亿人口计算,合计粮食总需求为7 470万kg。假设技术条件不变,在现在粮食种植面积和复种率基础上,还至少需要增加约4667万hm2耕地才能满足。
鉴于如此粮食安全形势,我国几代国家领导人力主发展转基因工程。邓小平说过,“将来农业问题的出路,最终要由生物工程来解决,要靠尖端技术。”温家宝则说,“我力主大力发展转基因工程,特别是最近发生的世界性粮食紧缺更增强了我的信念。”习近平说,“要大胆创新研究,占领转基因技术制高点,不能把转基因农产品市场都让外国大公司占领了。”
转基因是保证食品安全性的需要。食品安全性关乎民生大计,必须从源头——产品的生产抓起。影响农产品食用安全的主要因素有化学农药残留、植物病虫危害、真菌细菌污染及化学添加剂等。
美国科学院于2016年5月17日发布的一份详尽报告称,从总体上来看,转基因作物减少了农民的劳作时间,降低了杂草和害虫带来的损失,为农民节省了不少费用。但对于害虫控制、农耕活动和农业基础设施而言,转基因既有积极影响,也存在一些消极影响。报告还提出,目前商业化种植的转基因作物主要是转入了抗虫或抵抗除草剂的基因。但在未来,利用这种技术可以给农作物增加抗旱及抗高温或低温的能力,从而帮助农作物应对气候变化问题。
转基因技术与传统育种技术(例如杂交)相比有其独特性,它可以打破物种的界限,将动物、微生物基因转入植物中。但是,从总体上来看,转基因技术仍是传统育种方法的延伸,它所面临的健康、环保问题传统作物同样也有。甚至可以说,转基因技术在某些方面要比传统育种方法更安全可靠,因为用传统的育种方法将两种亲本进行杂交时,对它们的基因大多数都茫然无知,无法预知其可能的后果,而转基因转入的则是有了透彻了解的特定基因。转基因技术只是一种育种方法,转基因品种与其他改良品种没有本质区别,其安全性问题应与其他育种方法培育的品种同等看待,应以科学的态度,依据事实对其进行全面的评估。
总之,生物技术是实现我国粮食安全性和食品安全性不可或缺的,是推动绿色农业的有力武器。绿色农业应将转基因技术作为其有机组成部分,只有如此才能保证绿色农业的健康发展。要知道任何科学技术的进步都会带来一定的风险和副作用,对其风险的防范只能依靠科学技术本身的进步,其安全性问题必将随着科学技术的发展而得到更好的解决。
原亚萍(吉林大学植物科学院教授):
随着玉米在世界范围内需求量的不断增加,创制和选育优良玉米新种质显得尤为重要。转基因育种将基因工程与传统育种相结合,是创制改良新种质的一种有效手段。高效的遗传转化受体系统,是玉米转基因技术成功的关键。体细胞胚胎再生系统因其遗传稳定及再生率高等特点,在遗传转化方面有着广泛的应用。玉米体细胞胚胎的诱导虽对基因型、外植体及培养条件等方面要求严苛,但体细胞胚胎一旦形成,愈伤组织便可在无外源激素的条件下根、芽两极同时分化,通过胚胎发生途径生长成苗,成活率极高。
玉米体细胞胚胎的诱导方法属生物工程技术领域,包括在愈伤组织诱导培养基中诱导玉米外植体,将上述诱导培养的外植体转到继代培养基中进行体胚扩繁,然后放入分化培养基中进行分化成苗。该方法可大量高效地诱导出玉米体细胞胚胎,具有可通过长时间继代无限繁殖、无外源激素调控就可两极同时分化、分化率和成苗率极高的特点,且因分化过程中无外源激素的影响,故玉米成苗时期的体细胞突变率相应降低。通过类似生物技术手段,创制出高产优质玉米新品种。
王绍东(东北农业大学国家大豆工程技术研究中心研究员):
大豆在我国有着近5 000年的种植史,作为重要的粮食、油料及饲料作物之一,长期以来在我国农业生产中占有举足轻重的地位。大豆营养丰富,产业链条长、相关产业多,其发展的好坏是关系到农民增收、企业增效、职工就业和社会稳定的大问题。但是,自我国加入WTO以来,随着国外转基因大豆进口量的逐年加大,低价倾销现象严重,高成本下的国产大豆正经历着一场前所未有的磨难。放弃或退让我国大豆,必然导致外资企业的垄断程度加深,民族企业大量倒闭,豆农大量失业,直接影响我国粮食安全。
我国大豆产业构成存在如下问题:在品种选育环节,轻视资源挖掘与育种母材的创制,多通用低值品种,缺加工专用高值品种;在原料生产环节,高肥、高药、高成本,低质、低值、低利润,农民种植意愿低;在加工销售环节,粗放低值利润空间狭窄,大豆保健功能认知度低。
为解决以上问题,提高大豆的单产及总产,应采取措施降低大豆生产成本,增加大豆附加值,细分大豆育种研究领域,重视大豆种质创新及品质改良,培育富营养、高附加值、环境友好型大豆新品种,做好“研发—生产—加工—销售”等上中下游大豆产业链条的衔接,走出一条上中下游产业链各环节协同创新发展的新路子。