中流击水 2010年03月29日 12:55

生物育种——农作物增产的重要途径

 生物育种迈进

  战略性新兴产业
  记者:以转基因为主的生物育种技术目前还不为公众所熟悉。请问生物育种为什么能被列入今后重点发展的战略性新兴产业?

  黄大昉(全国政协委员、中国生物工程学会副理事长):“国以农为本,农以种为先”。我国粮食已经实现连续6年增产,今后10年还要增产1000亿斤粮食,靠什么完成这个艰巨的任务?首当其冲的还是要靠培育优良品种。联合国粮农组织统计表明,作物新品种在全球粮食单产提高中的贡献率占25%以上,其中发达国家为40%,中国为30%左右。新中国成立以来,我国主要农作物品种的每次更换都使产量增长10%以上。实践证明,发展生物育种是确保粮食安全、提高农产品产量、缓解人口剧增与土地锐减之间矛盾的根本途径。
在生物育种的发展上,我国也有深刻的教训。近年来,国内大豆生产与加工之所以陷入受制于人的被动境地,其根本原因并非对国内非转基因大豆保护不力,而在于大豆转基因技术自主研发实力不足。

  正是在这样的大背景下,我国去年将生物育种列入了今后重点发展的战略性新兴产业。这是国家在启动了转基因生物新品种培育等16个重大科技专项之后,再次将生物育种上升到国家战略。

  记者:转基因作物育种产业在世界上的发展如何?

  林敏(中国农业科学院生物技术研究所所长):最新统计资料表明,2009年全球有25个国家商业化种植转基因作物,另有32个国家批准转基因产品进口或进行大田试验;包括玉米、大豆、棉花、油菜等12种作物在内的转基因作物总种植面积继续快速增长,总面积已达1.34亿公顷,较产业化初始的1996年增长近79倍。全球大豆种植面积的77%、棉花总面积的49%、玉米总面积的26%、油菜总面积的21%均为转基因品种。转基因作物育种推广应用速度之快创造了近代农业科技发展的奇迹。

  面对世界生物技术与生物育种产业发展的趋势,在经过多年严格的科学实验后,我国去年为转基因水稻和玉米颁发了生产应用的安全证书。此举抢得了转基因生物产业发展的先机和技术制高点,对我国长远发展和粮食安全具有重要的战略意义。

  转基因作物

  对人的安全有保障
  记者:转基因的安全性一直得到公众的关注。转基因到底有多可怕?

  黄大昉:其实,在人类诞生以前,自然界就一直在不停地进行转基因。对自然野生植物进行驯化、进而人工种植,从而托起农耕文明和现代农业的育种技术,其本质也是“转基因”。无论常规育种还是杂交育种,最终的目的都是通过不同的技术手段,将各种有利于提高粮食产量和品质的优良基因不断聚集到某个品种中,让它获得较高的产量和抵御干旱等灾害的能力。

  记者:那么,转基因水稻和玉米究竟是否安全?

  吴孔明(农业转基因生物安全委员会主任委员、中国农业科学院植物保护研究所所长):我国转基因作物主要采用的一个基因来自一个名叫苏云金杆菌的细菌。大约100年前,在德国苏云金小镇的一个磨房里,人们发现几只仓库害虫莫名其妙地死了,科学家便将这些昆虫拿到实验室研究,在它们体内发现了一种细菌。后来科学家把这个细菌命名为苏云金杆菌,英文名简称BT。人们用这个杆菌制成一种生物农药来使用,在世界各地建了很多BT工厂,已经连续使用70多年了。

  上个世纪80年代,科学家终于将BT中那一小段杀虫基因转到农作物中去,这样就陆续产生BT棉花,BT玉米,BT马铃薯,BT水稻。到现在为止,BT已经发现了400多个基因,人类利用BT基因的前景十分广阔。

  事实证明,BT杀虫的机理已经非常清楚!它的蛋白质只和昆虫特异性受体蛋白结合。这种蛋白吃到人体内,就会在胃里迅速降解,变成氨基酸,被人体消化吸收了。即使进入肠道也无法和人体肠子上的蛋白结合。更重要的是,我们现在只转BT,而不转其他的基因。转BT基因作物的安全性不仅可控,而且有充分保障。

  记者:有人担心吃了转基因食品后,被转入的外源基因会不会进入人的身体,进而改变人的基因?

  黄大昉:科学告诉我们,这种情况不会发生。因为所有生物基因的化学成分都是一样的,都是由核酸组成的。食品中含有的大量核酸成分进入肠胃后会被消化、降解成小分子,不再是完整的基因,转基因食品也一样,不会以基因的形态进入人体组织,特别是生殖器官,因而不可能影响人的基因组成。
  记者:国际上如何看待转基因食品?

  林敏:转基因食品与非转基因食品实质等同是国际共识。美国的食品安全监管机构FDA认为,在转基因食品和传统食品之间几乎没有发现任何根本性的差别。《中华人民共和国食品安全法》第一百零一条规定,“乳品、转基因食品、生猪屠宰、酒类和食盐的食品安全管理。”我对此的解读是:经过严格安全评价、批准上市的转基因食品和传统的乳品、生猪屠宰、酒类和食盐的食品一样,归食品安全法管理,说明目前批准的转基因食品与这些传统食品具有实质等同性。

  欧盟委员会的报告也指出:转基因作物并未显示出给人体健康和环境带来任何新的风险;由于采用了更精确的技术和受到更严格的管理,它们可能甚至比常规作物和食品更安全。2010年3月2日,欧盟委员会宣布,批准欧盟国家种植一种转基因土豆。这一决定被认为是欧盟委员会转变对转基因农作物的立场,具有特殊意义。

  转基因作物

  有自主知识产权
  记者:我国的转基因作物有自己的知识产权吗?您研制的转基因玉米自主知识产权状况如何?

  范云六(中国工程院院士):获得自主知识产权对于科学家获得成果及其产业化至关重要,同时也是企业保证产品安全和可持续发展的关键环节。我国目前颁发安全证书的两个转基因作物都有自主知识产权,有兴趣的读者可以到国家知识产权局网站进行查询。

  1996年,我们课题组从一种真菌中分离得到植酸酶基因,并通过重组实现高效表达,1997年向国家知识产权局申请发明专利,于2001年获得中国发明专利授权。在国家“863”等课题资助下成功地研发出我国第一代植酸酶产品,并获得政府许可,实现了商业化。

  1998年,我们开始研发富含植酸酶的转基因玉米,后经过连续六代筛选,得到稳定表达的转基因玉米纯合株系。于2006年11月申请国家发明专利,2010年2月得到授权通知。

  转基因作物

  对环境安全友好
  记者:转基因作物对环境安全吗?

  黄大昉:要回答转基因作物对环境是否安全这个问题,拥有自主知识产权并连续商业化生产14年的国产转基因抗虫棉最有说服力。我国目前已获审定的转基因抗虫棉品种共有160个,其中河北、山东、河南、安徽等省转基因抗虫棉种植率达到了100%,累计推广应用面积已达3.15亿亩,新增产值超过440亿元,农民增收250亿元。抗虫棉的应用不仅有效控制了棉铃虫对棉花、玉米、大豆等作物的危害,还由于降低了70%至80%的杀虫剂用量,有效保护了农业生态环境,减少了农药中毒事故。

  吴孔明:从1996年起,我们就在河北廊坊的科研基地开始了对抗虫棉治虫机理以及对环境安全的长期跟踪研究。每年5月份,棉铃虫把卵产在麦穗上。到6月份,棉花现蕾,蛾子就飞到棉花上,这时只有棉花可以给它提供生存条件,没想到这些棉花都有抗虫基因,能源源不断释放“农药”,大批杀死棉铃虫。这样年复一年,通过Bt棉的诱杀,不断减少其种群数量。

  我们课题组据此写成了翔实而生动的研究报告,被作为封面故事刊登在《科学》杂志上,在国际上引起较大反响,充分说明了国产转基因抗虫棉对环境的安全性。

  记者:有人担心转基因发生漂移,对环境造成危害。您对此怎么看?

  黄大昉:首先自然界的基因漂移现象经常发生,否则生物无法进化了。其次,要看所漂移的基因是否有害。我们在水稻、玉米、棉花等作物上积累了10多年的完整数据。所转移的特定基因本身是安全的,这些转基因作物花粉的传播范围十分有限,没有发现它们对环境造成危害。

  

  什么是转基因技术(链接)
  基因是具有遗传信息的脱氧核糖核酸片断,是控制性状的基本遗传单位。基因通过复制把遗传信息传递给下一代,通过控制蛋白质表达,决定生物的特征特性,并在繁衍过程中代代相传。

  转基因技术就是将高产、抗逆、抗病虫、提高营养品质等已知功能性状的基因,通过现代科技手段转入到目标生物体中,使受体生物在原有遗传特性基础上增加新的功能特性,获得新的品种,生产新的产品。转基因现象在自然界中广泛存在,例如高等植物中普遍存在的异花授粉和天然杂交等。

  转基因技术与传统育种技术相比,具有两方面的优势:一是传统育种技术一般只能在同一物种内实现基因转移,而转基因技术可打破不同物种间天然杂交的屏障,扩大可利用基因的范围;二是传统的杂交育种技术操作对象是整个基因组,不可能准确地操作和选择具体基因,而转基因技术所操作和转移的基因具有明确功能,后代表现可准确预期。

  由于转基因技术与传统育种技术的本质都是通过获得优良基因进行遗传改良,因此,将转基因技术与传统育种技术紧密结合,能培育多抗、优质、高产、高效新品种,大大提高品种改良效率,并可降低农药、肥料投入,在缓解资源约束、保障粮食安全、保护生态环境、拓展农业功能等方面潜力巨大。

  资料来源:农业部农业转基因生物安全管理办公室

来源:人民网-《人民日报》

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