生物育種——農(nóng)作物增產(chǎn)的重要途徑

　　生物育種邁進(jìn)

　　戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)

　　記者：以轉(zhuǎn)基因?yàn)橹鞯纳镉N技術(shù)目前還不為公眾所熟悉。請(qǐng)問(wèn)生物育種為什么能被列入今后重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)？

　　黃大昉（*委員、中國(guó)生物工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)）：“國(guó)以農(nóng)為本，農(nóng)以種為先”。我國(guó)糧食已經(jīng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)6年增產(chǎn)，今后10年還要增產(chǎn)1000億斤糧食，靠什么完成這個(gè)艱巨的任務(wù)？*的還是要靠培育優(yōu)良品種。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)表明，作物新品種在糧食單產(chǎn)提高中的貢獻(xiàn)率占25%以上，其中發(fā)達(dá)國(guó)家為40%，中國(guó)為30%左右。新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)主要農(nóng)作物品種的每次更換都使產(chǎn)量增長(zhǎng)10%以上。實(shí)踐證明，發(fā)展生物育種是確保糧食安全、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、緩解人口劇增與土地銳減之間矛盾的根本途徑。

　　在生物育種的發(fā)展上，我國(guó)也有深刻的教訓(xùn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)大豆生產(chǎn)與加工之所以陷入受制于人的被動(dòng)境地，其根本原因并非對(duì)國(guó)內(nèi)非轉(zhuǎn)基因大豆保護(hù)不力，而在于大豆轉(zhuǎn)基因技術(shù)自主研發(fā)實(shí)力不足。

　　正是在這樣的大背景下，我國(guó)去年將生物育種列入了今后重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。這是國(guó)家在啟動(dòng)了轉(zhuǎn)基因生物新品種培育等16個(gè)重大科技專項(xiàng)之后，再次將生物育種上升到國(guó)家戰(zhàn)略。

　　記者：轉(zhuǎn)基因作物育種產(chǎn)業(yè)在世界上的發(fā)展如何？

　　林敏（中國(guó)農(nóng)業(yè)*生物技術(shù)研究所所長(zhǎng)）：統(tǒng)計(jì)資料表明，2009年有25個(gè)國(guó)家商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因作物，另有32個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進(jìn)口或進(jìn)行大田試驗(yàn)；包括玉米、大豆、棉花、油菜等12種作物在內(nèi)的轉(zhuǎn)基因作物總種植面積繼續(xù)快速增長(zhǎng)，總面積已達(dá)1.34億公頃，較產(chǎn)業(yè)化初始的1996年增長(zhǎng)近79倍。大豆種植面積的77%、棉花總面積的49%、玉米總面積的26%、油菜總面積的21%均為轉(zhuǎn)基因品種。轉(zhuǎn)基因作物育種推廣應(yīng)用速度之快創(chuàng)造了近代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的奇跡。

　　面對(duì)世界生物技術(shù)與生物育種產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，在經(jīng)過(guò)多年嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)驗(yàn)后，我國(guó)去年為轉(zhuǎn)基因水稻和玉米頒發(fā)了生產(chǎn)應(yīng)用的安全證書(shū)。此舉搶得了轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先機(jī)和技術(shù)制高點(diǎn)，對(duì)我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和糧食安全具有重要的戰(zhàn)略意義。

　　轉(zhuǎn)基因作物

　　對(duì)人的安全有保障

　　記者：轉(zhuǎn)基因的安全性一直得到公眾的關(guān)注。轉(zhuǎn)基因到底有多可怕？

　　黃大昉：其實(shí)，在人類誕生以前，界就一直在不停地進(jìn)行轉(zhuǎn)基因。對(duì)自然野生植物進(jìn)行馴化、進(jìn)而人工種植，從而托起農(nóng)耕文明和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的育種技術(shù)，其本質(zhì)也是“轉(zhuǎn)基因”。無(wú)論常規(guī)育種還是雜交育種，zui終的目的都是通過(guò)不同的技術(shù)手段，將各種有利于提高糧食產(chǎn)量和品質(zhì)的優(yōu)良基因不斷聚集到某個(gè)品種中，讓它獲得較高的產(chǎn)量和抵御干旱等災(zāi)害的能力。自然

　　記者：那么，轉(zhuǎn)基因水稻和玉米究竟是否安全？ 

　　吳孔明（農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會(huì)主任委員、中國(guó)農(nóng)業(yè)*植物保護(hù)研究所所長(zhǎng)）：我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物主要采用的一個(gè)基因來(lái)自一個(gè)名叫蘇云金桿菌的細(xì)菌。大約100年前，在德國(guó)蘇云金小鎮(zhèn)的一個(gè)磨房里，人們發(fā)現(xiàn)幾只倉(cāng)庫(kù)害蟲(chóng)莫名其妙地死了，科學(xué)家便將這些昆蟲(chóng)拿到實(shí)驗(yàn)室研究，在它們體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種細(xì)菌。后來(lái)科學(xué)家把這個(gè)細(xì)菌命名為蘇云金桿菌，英文名簡(jiǎn)稱BT。人們用這個(gè)桿菌制成一種生物農(nóng)藥來(lái)使用，在世界各地建了很多BT工廠，已經(jīng)連續(xù)使用70多年了。

　　上個(gè)世紀(jì)80年代，科學(xué)家終于將BT中那一小段殺蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)到農(nóng)作物中去，這樣就陸續(xù)產(chǎn)生BT棉花，BT玉米，BT馬鈴薯，BT水稻。到現(xiàn)在為止，BT已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了400多個(gè)基因，人類利用BT基因的前景十分廣闊。

　　事實(shí)證明，BT殺蟲(chóng)的機(jī)理已經(jīng)非常清楚！它的蛋白質(zhì)只和昆蟲(chóng)特異性受體蛋白結(jié)合。這種蛋白吃到人體內(nèi)，就會(huì)在胃里迅速降解，變成氨基酸，被人體消化吸收了。即使進(jìn)入腸道也無(wú)法和人體腸子上的蛋白結(jié)合。更重要的是，我們現(xiàn)在只轉(zhuǎn)BT，而不轉(zhuǎn)其他的基因。轉(zhuǎn)BT基因作物的安全性不僅可控，而且有充分保障。

　　記者：有人擔(dān)心吃了轉(zhuǎn)基因食品后，被轉(zhuǎn)入的外源基因會(huì)不會(huì)進(jìn)入人的身體，進(jìn)而改變?nèi)说幕颍?/p>

　　黃大昉：科學(xué)告訴我們，這種情況不會(huì)發(fā)生。因?yàn)樗猩锘虻幕瘜W(xué)成分都是一樣的，都是由核酸組成的。食品中含有的大量核酸成分進(jìn)入腸胃后會(huì)被消化、降解成小分子，不再是完整的基因，轉(zhuǎn)基因食品也一樣，不會(huì)以基因的形態(tài)進(jìn)入人體組織，特別是生殖器官，因而不可能影響人的基因組成。

　　記者：上如何看待轉(zhuǎn)基因食品？

　　林敏：轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品實(shí)質(zhì)等同是共識(shí)。美國(guó)的食品安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)FDA認(rèn)為，在轉(zhuǎn)基因食品和傳統(tǒng)食品之間幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何根本性的差別。《中華人民共和國(guó)食品安全法》*百零一條規(guī)定，“乳品、轉(zhuǎn)基因食品、生豬屠宰、酒類和食鹽的食品安全管理。”我對(duì)此的解讀是：經(jīng)過(guò)嚴(yán)格安全評(píng)價(jià)、批準(zhǔn)上市的轉(zhuǎn)基因食品和傳統(tǒng)的乳品、生豬屠宰、酒類和食鹽的食品一樣，歸食品安全法管理，說(shuō)明目前批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因食品與這些傳統(tǒng)食品具有實(shí)質(zhì)等同性。

　　歐盟委員會(huì)的報(bào)告也指出：轉(zhuǎn)基因作物并未顯示出給人體健康和環(huán)境帶來(lái)任何新的風(fēng)險(xiǎn)；由于采用了更的技術(shù)和受到更嚴(yán)格的管理，它們可能甚至比常規(guī)作物和食品更安全。2010年３月２日，歐盟委員會(huì)宣布，批準(zhǔn)歐盟國(guó)家種植一種轉(zhuǎn)基因土豆。這一決定被認(rèn)為是歐盟委員會(huì)轉(zhuǎn)變對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的立場(chǎng)，具有特殊意義。

　　轉(zhuǎn)基因作物

　　有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)

　　記者：我國(guó)的轉(zhuǎn)基因作物有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)嗎？您研制的轉(zhuǎn)基因玉米自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況如何？

　　范云六（中國(guó)工程院院士）：獲得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)于科學(xué)家獲得成果及其產(chǎn)業(yè)化至關(guān)重要，同時(shí)也是企業(yè)保證產(chǎn)品安全和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我國(guó)目前頒發(fā)安全證書(shū)的兩個(gè)轉(zhuǎn)基因作物都有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，有興趣的讀者可以到*進(jìn)行查詢。

　　1996年，我們課題組從一種真菌中分離得到植酸酶基因，并通過(guò)重組實(shí)現(xiàn)表達(dá)，1997年向*申請(qǐng)發(fā)明，于2001年獲得中國(guó)發(fā)明*。在國(guó)家“863”等課題資助下成功地研發(fā)出我國(guó)*代植酸酶產(chǎn)品，并獲得政府許可，實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。

　　1998年，我們開(kāi)始研發(fā)富含植酸酶的轉(zhuǎn)基因玉米，后經(jīng)過(guò)連續(xù)六代篩選，得到穩(wěn)定表達(dá)的轉(zhuǎn)基因玉米純合株系。于2006年11月申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明，2010年2月得到*通知。

　　轉(zhuǎn)基因作物

　　對(duì)環(huán)境安全友好

　　記者：轉(zhuǎn)基因作物對(duì)環(huán)境安全嗎？

　　黃大昉：要回答轉(zhuǎn)基因作物對(duì)環(huán)境是否安全這個(gè)問(wèn)題，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并連續(xù)商業(yè)化生產(chǎn)14年的國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉zui有說(shuō)服力。我國(guó)目前已獲審定的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種共有160個(gè)，其中河北、山東、河南、安徽等省轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉種植率達(dá)到了，累計(jì)推廣應(yīng)用面積已達(dá)3.15億畝，新增產(chǎn)值超過(guò)440億元，農(nóng)民增收250億元。抗蟲(chóng)棉的應(yīng)用不僅有效控制了棉鈴蟲(chóng)對(duì)棉花、玉米、大豆等作物的危害，還由于降低了70%至80%的殺蟲(chóng)劑用量，有效保護(hù)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，減少了農(nóng)藥中毒事故。

　　吳孔明：從1996年起，我們就在河北廊坊的科研基地開(kāi)始了對(duì)抗蟲(chóng)棉治蟲(chóng)機(jī)理以及對(duì)環(huán)境安全的長(zhǎng)期跟蹤研究。每年5月份，棉鈴蟲(chóng)把卵產(chǎn)在麥穗上。到6月份，棉花現(xiàn)蕾，蛾子就飛到棉花上，這時(shí)只有棉花可以給它提供生存條件，沒(méi)想到這些棉花都有抗蟲(chóng)基因，能*釋放“農(nóng)藥”，大批殺死棉鈴蟲(chóng)。這樣年復(fù)一年，通過(guò)Bt棉的誘殺，不斷減少其種群數(shù)量。

　　我們課題組據(jù)此寫(xiě)成了翔實(shí)而生動(dòng)的研究報(bào)告，被作為封面故事刊登在《科學(xué)》雜志上，在上引起較大反響，充分說(shuō)明了國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉對(duì)環(huán)境的安全性。

　　記者：有人擔(dān)心轉(zhuǎn)基因發(fā)生漂移，對(duì)環(huán)境造成危害。您對(duì)此怎么看？

　　黃大昉：首先自然界的基因漂移現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，否則生物無(wú)法進(jìn)化了。其次，要看所漂移的基因是否有害。我們?cè)谒尽⒂衩住⒚藁ǖ茸魑锷戏e累了10多年的完整數(shù)據(jù)。所轉(zhuǎn)移的特定基因本身是安全的，這些轉(zhuǎn)基因作物花粉的傳播范圍十分有限，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它們對(duì)環(huán)境造成危害。

　　什么是轉(zhuǎn)基因技術(shù)（鏈接）

　　基因是具有遺傳信息的脫氧核糖核酸片斷，是控制性狀的基本遺傳單位。基因通過(guò)復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，通過(guò)控制蛋白質(zhì)表達(dá)，決定生物的特征特性，并在繁衍過(guò)程中代代相傳。

　　轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是將高產(chǎn)、抗逆、抗病蟲(chóng)、提高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等已知功能性狀的基因，通過(guò)現(xiàn)代科技手段轉(zhuǎn)入到目標(biāo)生物體中，使受體生物在原有遺傳特性基礎(chǔ)上增加新的功能特性，獲得新的品種，生產(chǎn)新的產(chǎn)品。轉(zhuǎn)基因現(xiàn)象在自然界中廣泛存在，例如高等植物中普遍存在的異花授粉和天然雜交等。

　　轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)相比，具有兩方面的優(yōu)勢(shì)：一是傳統(tǒng)育種技術(shù)一般只能在同一物種內(nèi)實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移，而轉(zhuǎn)基因技術(shù)可打破不同物種間天然雜交的屏障，擴(kuò)大可利用基因的范圍；二是傳統(tǒng)的雜交育種技術(shù)操作對(duì)象是整個(gè)基因組，不可能準(zhǔn)確地操作和選擇具體基因，而轉(zhuǎn)基因技術(shù)所操作和轉(zhuǎn)移的基因具有明確功能，后代表現(xiàn)可準(zhǔn)確預(yù)期。

　　由于轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)的本質(zhì)都是通過(guò)獲得優(yōu)良基因進(jìn)行遺傳改良，因此，將轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)緊密結(jié)合，能培育多抗、、高產(chǎn)、新品種，大大提高品種改良效率，并可降低農(nóng)藥、肥料投入，在緩解資源約束、保障糧食安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、拓展農(nóng)業(yè)功能等方面潛力巨大。

　　資料來(lái)源：*農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理辦公室