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从多个角度看待发展转基因的必然性

来源:新代农业2022-11-25 15:49

  转基因是全社会广泛关注的热点。多年来,公众因为信息不对称、认知有偏差等原因,对作为新生事物的转基因存有争议与疑虑,这都是正常的。《十八大以来重要文献选编》上册收录了习近平总书记对转基因问题的看法,“转基因是一项新技术,也是一个新产业,具有广阔的发展前景”。这一论述是谈论转基因的重要基础。本文试着从不同角度对发展转基因的必然性予以阐述,希望能增进公众对转基因的进一步了解。

  从历史发展看,转基因符合科学规律

  农业生产通过不断改良农作物性状,使其达到更好服务于人类的目的。转基因技术也不例外,是现代农业生产发展的必然选择。

  农业生产史就是一部农作物驯化史。早在1万年前,为了获得更好的品质和更高的产量,人类开始有意识地改造农作物的祖先———野生植物,使其逐步成为可以为人类食用且稳定栽培的作物。比如,小米是从狗尾巴草驯化、培育而来,玉米的祖先是墨西哥大刍草。今天的粮食、蔬菜、水果等,无不经过驯化而来。农作物被驯化的过程,本质上就是人为挑选作物性状的过程,而作物性状的改变必然伴随着作物基因的改良,只不过在过去人类并不知晓其中的原理。广义的转基因,是指基因从一个生物体转移到另一个生物体,这种现象在自然界广泛存在。譬如植物界的异花授粉、天然杂交(马和驴生成骡子)、农杆菌天然转基因系统(红薯是天然的转基因食物),尤其后者更是打破了生殖隔离、进行物种间基因转移。人类先是效仿天然杂交创造了人工杂交(杂交水稻),后来效仿农杆菌侵染植物(自然界的转基因)创造了转基因技术,进一步加速了作物的驯化和培育过程。

  转基因技术是农业技术的发展前沿。从实现农业机械化到使用农药化肥,从以矮秆、杂种优势利用为代表的作物育种技术到目前以基因组学、合成生物学、分子生物学为代表的现代农业生物技术(包括转基因育种在内),农业科技的每一次重大突破,都会带来生产力和生产方式的深刻变革,推动农业跨越发展。转基因育种,就是通过从一个生物体中提取结构明确、功能清楚的基因转移到另一个生物体,以获得新性状、培育新品种。转基因育种与传统育种都是对基因进行转移和重组。相较于传统育种,转基因育种的突出优点是能够打破物种界限实现基因转移,拓宽遗传资源利用范围,而且育种过程更精准、高效和可控。例如,转基因抗虫棉通过将苏云金杆菌里的杀虫蛋白基因转移到棉花上,使棉花获得抗虫性状,进而减少农药使用、降低环境污染、节省人工成本,提高产业竞争力。因此,转基因技术应用于农作物育种,既是农业生物工程技术应用的主要领域,也是传统育种技术的延伸、发展和新的突破。

  从现实需求看,转基因事关粮食安全

  粮食安全是国之大者。悠悠万事,吃饭为大。我国是农业生产大国,也是农产品消费大国,人多、地少、水缺以及旱涝、病虫灾害频繁的现实,决定了我们必须以科技为支撑,走内涵式现代农业发展道路。

  粮食需求不断增长与耕地面积难以扩大之间的矛盾。根据国家第七次人口普查结果,2021 年我国总人口14.43 亿,年平均增长率约为0.53%。虽然人口增速放缓,但随着城镇化推进、居民生活水平提高,对肉蛋奶的需求持续增加,粮食需求量将呈刚性增长趋势。比如,基于这种趋势,中国的大豆进口量连年攀升,2021 年进口超过1 亿吨。与此同时,根据第三次全国国土调查主要数据成果,我国耕地19.18 亿亩,10 年间全国耕地地类减少了1.13 亿亩。虽然中国的粮食生产连年增,但仅能维持“紧平衡”的局面,而粮食种植面积已经很难再增加。此外,在百年未有之大变局背景下,谋求国际市场解决我国粮食需求的空间越来越小且存在不确定性。因此,提高单位面积粮食产量是满足我国不断增长的粮食刚性需求的主要途径。

  单位面积粮食增产与资源环境承载能力之间的矛盾。一方面,农业资源和环境承载能力已达到或接近上限,我国粮食产量约占世界的16%,化肥用量约占31%,每公顷用量是世界平均用量的4倍左右;年农药用量占世界用量50%以上,但有效利用率不足30%,继续依靠增加化肥、农药等生产投入提升单位面积粮食产量已不现实。全球气候挑战、水资源短缺、自然灾害频发等因素,也严重制约粮食生产。另一方面,我国农作物单产水平与国际水平间还存在较大差距。比如,相比美国、巴西的转基因大豆,我国非转基因大豆平均亩产130.2 公斤,仅为世界平均单产的66%,不到美国、巴西单产的60%。由此可见,良种培育是高产稳产的关键。

  习近平总书记强调,“解决吃饭问题,根本出路在科技”。利用包括转基因技术在内的新一代生物育种技术,实现单位面积粮食增产,是解决我国粮食问题的重要方法,有利于维护国家粮食安全,有利于把饭碗牢牢端在自己手上。

  从国内视角看,转基因研发坚定前行

  我国农业转基因研发始于20 世纪80 年代,是开展这项新技术研发最早的国家之一。尽管公众对转基因的争议不断,但农业转基因研发一直在稳步推进。

  重大专项支持。国家先后对转基因发展作出重要部署。国家高技术研究发展计划(即863 计划),将功能基因克隆、转基因操作以及转基因生物新品种培育技术等列入了研究计划;国家重点基础研究发展计划(即973 计划),对转基因生物安全评价与风险控制予以了重点支持;科技部、财政部联合启动了“国家转基因植物研究与产业化专项”;2006 年,国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020 年)》,把转基因生物新品种培育列为16 个国家科技重大专项之一;2008 年,国务院批准启动实施转基因生物新品种培育科技重大专项,这是农业领域唯一的国家重大科技专项;2009 年,生物育种被列入国家战略性新兴产业。

  重要成果突破。转基因重大专项的目标是获得一批具有重要应用价值和自主知识产权的基因,培育一批抗病虫、抗逆、优质、高产、高效的重大转基因生物新品种,提高农业转基因生物研究和产业化整体水平。项目实施以来,我国建立起涵盖基因克隆、遗传转化、品种培育、安全评价等全链条的转基因技术体系。克隆具有重要育种应用价值的抗病虫、抗逆等性状的关键基因252 个,部分重要基因已开始应用于转基因新材料创制。这些成果打破了发达国家和跨国公司基因专利的垄断。近年来,一批抗虫水稻、高植酸酶玉米、抗虫玉米、耐除草剂大豆、节水抗旱小麦等原创性重大产品研发和安全评价取得新进展。总体上,我国在转基因技术研究方面明显缩小了与发达国家的差距。

  当前国际竞争日趋激烈,无论是发达国家还是发展中国家,都把以转基因为核心的生物技术作为增强产业核心竞争力和推动产业提质增效的战略举措,研究领域不断扩大、研究经费不断增加,因此,我们更要大胆创新研究,占领转基因技术制高点。

  从国际范围看,转基因应用迅猛发展

  农业转基因技术是新一代生物育种技术的重要方面,也是发展最成熟、应用最广泛的新技术。全球71 个国家和地区、几十亿人消费转基因食品20 多年来,没有发生过一起经过科学评估证实的食用安全问题。

  国际社会对转基因安全性有权威结论。世界卫生组织、联合国粮农组织、国际毒理学会、国际科学理事会、欧洲食品安全局、美国科学院、英国皇家学会等权威机构都曾发表声明,认为转基因食品至少和传统食品一样安全。欧盟委员会历时25 年,组织500 多个独立科学团体参与的130 多个科研项目,得出的结论是“生物技术,特别是转基因技术,并不比传统育种技术危险”。截至目前,已有159 名诺贝尔奖获得者签名,联名呼吁尊重科学界和各国监管部门对转基因的评价结论,这也代表了科学家群体共同的声音。

  全球农业转基因作物产业化迅猛发展。自1996 年转基因作物开始大规模商业化种植以来,种植面积快速扩大,由170 万公顷扩展至1.92 亿公顷,增长近112 倍,占全球15 亿公顷耕地的约13%;种植国家迅速增加,由6 个增加到29 个,加上批准进口的42 个国家和地区,全球商业化应用的国家和地区已增加到71 个;作物种类增多,全球批准商业化种植的转基因作物已增加至29 种(不包括康乃馨、玫瑰和牵牛花)。以美国为例,美国一直是转基因作物最早和最大的种植与消费国家。2021 年,种植面积7500 万公顷以上,接近全球转基因作物种植面积的40%;玉米、大豆、棉花的转基因品种应用率分别为93%、95%和97%,油菜、甜菜接近100%;50%以上的转基因大豆和80%以上的转基因玉米,都在美国国内消费。

  我国农业转基因产业化发展潜力巨大。目前,我国批准并大面积种植的转基因作物只有棉花和番木瓜,批准进口的转基因作物有大豆、玉米、棉花、油菜和甜菜。至今,我国已育成转基因抗虫棉新品种100 多个,累计推广2400 多万公顷,减少农药用量37 万吨,增收节支400 多亿元,国产抗虫棉市场份额达到96%以上。为解决农业生产中的草地贪夜蛾和草害等重大问题,2021 年,农业农村部对已获得生产应用安全证书的耐除草剂转基因大豆和抗虫耐除草剂转基因玉米开展了产业化试点。结果显示,转基因大豆除草效果在95%以上,可降低除草成本50%,增产12%;转基因玉米对草地贪夜蛾的防治效果可达95%,增产6.7%-10.7%,增产增效和生态效果显著。

  小荷才露尖尖角。未来,我国农业转基因产业化势在必行。

  作者:廖丹凤 中国农学会科普处副处长、副研究员

[ 责编:姜楠 ]
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