责任与创新—大数据在农业转基因技术中的应用

程刚　韦艳顺　钱雁　杨伟雪　谢尚汝

[摘要]针对目前农业转基因技术存在的风险问题，运用大数据的思维与方法，聚焦农业转基因技术研究中的责任与创新，基于技术、经济、伦理、社会、生态等方面，剖析了现阶段农业转基因技术的潜在风险，展示了大数据在农业转基因技术中具体的应用。纵然大数据与农业转基因技术的融合尚未成熟，然而技术中的创新与责任关系应及时纳入技术发展的思量中。研究表明，通过大数据能够解决农业转基因技术存在的部分问题，但由于大数据的发展仍处于自我完善层面，如何全方位服务农业转基因技术，尤其是定量化评价责任与创新的关系仍需进一步探讨与研究。

[关键词]农业转基因技术;大数据;责任;创新

[中图分类号]S126;N031[文献标志码]A

随着现代化农业的不断深入，转基因技术研究在农业领域得到了飞跃式的发展，成为各国专家学者竞相研究的焦点。发达国家对转基因技术的试验与应用研究均走在前列，美国学者贾斯汀（Justin B. Biddle）在《基因工程作物和负责任的创新》中提出了重构农业生物技术的负责任创新，强调应该更多的关注技术的负责任。英国学者麦克纳顿教授（Phil Macnaghten）在《负责任的创新和重塑现有的技术轨迹：转基因作物的难题》中，通过对转基因大豆在巴西、印度、墨西哥的具体情况进行分析研究，发现转基因农作物争议的焦点大都来自社会、文化和制度层面，对其进一步研究分析，提出了治理食品和农业领域的技术变革。相较于东西方学者已有研究，本文在负责任创新的基础上，将大数据运用于农业转基因技术，解决了转基因农业在技术、经济、社会、生态等多维度应用中存在的问题，进而实现大数据与农业转基因的深度契合，以负责任的态度倡导绿色和谐农业，实现大数据环境下的现代化农业建设。

1 农业转基因技术存在的风险

从技术本身来看，转基因技术的研发过程具有很大的不确定性，结果往往难以控制。从技术的创新层面来讲，农业转基因技术的创新能够促进技术的进步和经济的发展，但同时也会造成生态环境的失衡和社会舆论的激荡等问题。

1.1 技术风险

农业转基因技术的背后隐藏着未知的威胁，如“基因漂移”可能影响生物原有的平衡，威胁非目标生物对象的生存，在一定程度上致使“外来物种”失控。一方面，农业转基因技术采用基因编辑与加工方法，由于绝大多数基因的调控机制尚未明确，加之基因本身的导入又是随机的、不可预知的，因此，产出的食品安全性有待考证。另一方面，转基因作物营养成分和先天毒素的分析研究充满众多未知因素，尤其是进入人体后的长期积累效应，这些都存在着潜在威胁。

1.2 经济风险

鉴于农业转基因技术前期技术的不稳定性，农业转基因作物或食品投入市场的进程并不顺利，加之大众对农业转基因技术的了解甚少，导致转基因农产品的运营、市场供需关系的矛盾凸显。前期的研发和实验等投入过大，后期转基因农产品的销路又未打开，尽管“基因专利”的吸引力很大，但是可以从其中收益的少之甚少，此外基因专利也可能引发不公平问题，因而仍须持有谨慎的态度。

1.3 社会风险

对于农业转基因技术，大多数公众大都不具备相对专业的知识，无法从科学的角度来判断是非，受众的认知实际上更多是媒介营造出来的“拟态环境”。在此过程中，传递带有一定偏好和加工的信息，让公众的认知出现偏差，造成“拟态”的境况。大众对转基因农业技术的认知在一定程度上过于依赖媒体的宣传与营造，大众会在媒体过度包装的宣传与引导下，误解农业转基因技术及其作物的可靠度，社会心理的变革远远跟不上技术的不断更新，农业转基因技术因得不到社会的支持出现停滞不前的状态，矛盾与冲突便应运而生。

1.4 伦理风险

农业转基因技术建立在自然生命演化基础上，通过技术强迫制造和干预生命进化，即通过改变基因的性状以满足人类的多元化需求。转基因技术利用人工手段强迫物种的生命特征发生改变，致使生命彻底沦落为被操作的对象，它剥离了生命自然原本蕴含的内在性，固化了对生命自然的解读。人们仅仅从现实价值意义出发，忽略了技术发展过程中的伦理问题，生命规律被技术控制与改造所带来的伦理影响急需在研究中加以思考与执行。

1.5 生态风险

在农业转基因技术研究进程中可能会为现存的生态系统带来“外来物种”，即通过自然或非自然（人工）因素引进生态系统的新物种，其存在会对生态环境或其它类物种生存构成潜在的威胁。农业转基因产物不是自然应运而生的产物，能否融入生态系统仍需要更深层次的研究。在已知的农业转基因技术相关研究中，例如“基因漂移”极有可能造成某种生物的目标基因自发性向其周围野生近缘种迁移，促使其内部基因产生异变，导致新物种出现，从而影响到整个生态系统的运行。

2 大数据在农业转基因技术中的应用

随着信息化进程的不断推进，“大数据”一词受到社会各行各业的高度关注，已渗透入每个人的工作与生活中，被称为信息技术的又一次变革。2011年5月，享誉世界的麦肯锡研究院发布了《大数据：创新、竞争和生产力的下一个前沿领域》的报告，报告中定义大数据是指无法用常规手段获取、存储、处理及分析的集合，并对“大数据”的创新优势、核心价值及其应用前景都进行了详尽的分析，麦肯锡的报告引领了又一场技术、经济与社会融合发展的浪潮。

基于大数据的核心思想，运用大数据的分析流程（如图1）对农业转基因技术进行系统研究，通过数据的收集、存储和分析，为农业转基因技术的发展与推广提供相应的理论支撑与技术服务;同时结合大数据技术对农业转基因技术研究内容与对象的演变过程进行分析研究（见表1），综合利用上述研究的核心思路与关键技术，全方位突破制约农业转基因在技术、经济、社会、生态等方面发展与应用的瓶颈。

2.1 技术应用

在农业转基因技术的初期，主要使用SNP（single nucleotide polymorphism，单核苷酸多态性）分子标记检测设备进行基因组测序，进而对作物亲缘关系、遗传特性、品种类别、育种步骤等进行研究。进入大数据时代，通过大数据技术处理海量基因组测序的数据，大大缩短了数据处理时间，同时利用数据挖掘可筛选出更加合适的目标基因片段，提升了性状优良基因的识别率。当前，利用大数据技术能够实时监控农作物生产过程并及时给予培育状态的反馈，即通过实施一套定位、定时、定量的智能化农业转基因服务系统，实现精准化农业生产。此外，科研人员亦可直接从田间的监测站获取数据，运用大数据处理技术，结合回归分析、关联规则、神经网络等算法系统地分析影响农业转基因技术系统的主控因素，提升农业过程的可控性，农业轉基因技术大数据分析具体分析流程如图2所示。

2.2 经济应用

通过大数据技术的引入，不仅在前期种植、栽培、生产等环节节省了时间、资本和人力的投入，同时在随之的产品运营、市场预见、生产资料整合与管理等方面节约了成本，更是扩大了农业转基因技术市场化的发展空间。依据市场供需关系态势、农产动态、经济数据映射等，将农业转基因技术的数据有序的收集在数据云空间里，促进要素间的流动，运用大数据分析技术，引领市场发展。

2.3 社会应用

农业转基因技术自出现以来一直是社会关注的焦点，分析主要有两方面原因：一是农业转基因技术的产品是否安全。二是大众对转基因技术的了解甚少，有关转基因技术的信息尚不透明。大数据让整个转基因技术变得公开透明，使大众更直观了解转基因技术的研发、生产、销售及售后全过程，实现转基因作物的可选择性和可监控性。通过大数据可追踪整个农业转基因技术的各个环节，从源头解决了转基因作物或者食品的可接受性问题，进而建立覆盖全国的农业转基因产品数据库，为进一步开展农业转基因的电子商务提供强有力的保障。

2.4 生态应用

农业转基因技术中令人担忧的还有来自生态环境方面的问题，即转基因技术对生态造成的影响亦是技术发展考虑的关键问题之一。利用大数据可精确计算出农业转基因所造成的基因残留及环境污染，监测“外来物种”的实时数据，并对波动数据和异常问题进行智能化、选择性处理，科学地把握农业转基因技术的运行规律，从而助力精准农业、绿色农业、生态农业目标的实现。

3 责任与创新

尽管大数据解决了农业转基因技术存在的大部分问题，但诸如农业转基因技术伦理道德、大数据技术自身的不断优化完善以及多类数据的关联融合等问题等都有待进一步深入研究，最为重要的是技术创新的同时需要承担相应的责任。

3.1 创新

转基因农业技术的本质决定了其复杂与多源的特性，致使数据难以完全公开、共享，进而数据的来源、质量等难以得到保证。同时，农业转基因技术的相关数据保密性较强，且尚无规范性国际标准，在应用过程中的信息“孤岛”现象依旧存在，阻碍了农业转基因信息的共享，致使农业转基因技术在大数据时代无法互通有无，造成轉基因农业的相关资源无法整合，更是拉大了农业转基因与社会发展的距离，这直接阻碍了农业转基因技术的应用推广与社会价值实现。

技术的优化应当依靠创新来完成。完善大数据在农业转基因技术应用过程中采集技术的缺陷，夯实数据基础，科学推进技术的共建共享，实现技术创新的便利性与可靠性。

农业大数据属于技术和应用层面，但同时也需要不断吸收大数据的科学思想、引进大数据的最新研究成果，以保持农业大数据的生命力。

3.2 责任

在科技全球化发展中，技术研发需要承担责任[8]，尤其对于本身就备受争议的农业转基因技术。除了研究人员在技术层面需要负责任，技术创新本身也需要承担相应的责任。

首先，农业是我国的基础产业。虽然大数据的应用尚处于起步阶段，但在农业领域，尤其是农业转基因技术方面拥有巨大的发展潜力。面对国家现代化农业发展的需求，亟需重点推进大数据的应用与研究项目开展，促进现代转基因农业的网络化、智能化与精准化。

其次，创立共享开放的农业大数据平台，打破农业转基因信息孤岛的格局。各部门以负责任的态度对内相互连接，共享信息，完善涉农部门、行业、市场各个领域的共享机制，对外诚信公开，定期向有关部门和社会大众公布相关信息，增强大众对转基因农业的认知度。

技术的创新离不开“人”的努力，农业转基因的发展需要研究人员，也离不开农民。强调责任的同时，更重要的是建立大数据人才培训体系，培养出兼备农业转基因技术和大数据分析技能的复合型人才，实现理论与实践的互补交融，只有这样农业转基因技术才能在创新的同时负责。

4 结论

基于责任与创新的关系，全面剖析当前农业转基因技术的风险，阐述了农业转基因技术大数据分析及其应用，得到如下结论。

大数据技术已逐渐渗入到农业发展的各个领域，且数据呈现明显增长趋势，转基因农业技术的相关数据应用与研究亦在其中。

利用大数据采集农业转基因数据，并加以处理、分析和应用，进而把握农业市场，共享转基因数据，这仅仅只是大数据在农业转基因的初级应用，未来大数据会使人类彻底从农业劳动以及资源缺乏的困境中解脱，实现绿色高效的精准农业。

无论科技处于任何发展阶段，责任与创新的关系终须被纳入技术发展与应用中加以重点考量。

有关大数据在农业转基因技术中的运用方法、实现方式、效果评价和发展趋势将在未来的研究中进一步深化。

[参考文献]

[1] Justin B.Biddle.Genetically engineered crops and responsible innovation[J]. Journal of Responsible Innovation，2017，4（1）：24-42.

[2] Macnaghten P. Responsible innovation and the reshaping of existing technological trajectories：the hard case of genetically modified crops[J].Journal of Responsible Innovation，2016，3（3）：282-289.

[3] 韦艳顺，程刚.农业转基因技术的负责任创新研究[J].科技经济导刊，2019， 27（12）：13-14.

[4] 徐振伟，李爽，陈茜.转基因技术的公众认知问题探究[J].中国农业大学学报（社会科学版），2015，32（5）：102-110.

[5] 解焱，张劲硕，李振宇，等.中国的外来物种入侵[J].大自然，2001（6）： 3-4.

[6] 孙忠富，杜克明，郑飞翔，等.大数据在智慧农业中研究与应用展望[J].中国农业科技导报，2013，15（06）：63-71.

[7] 皇甫军艳.论技术创新的可能风险与人的道德责任[D].苏州：苏州大学，2018.