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口腹之困如何解决?生物育种来帮忙

来源:光明网2024-04-23 16:19

  民以食为天,粮食问题永远是人类最重要的生存考验。当前,我们的地球面临着人口迅猛增长、耕地面积减少、水资源短缺、环境恶化等诸多难题,全球粮食供求矛盾日益突出。

  2022年联合国粮农组织等相关机构发布报告指出,遭遇粮食短缺的人数连年上升,有近1.93亿人面临着饥荒的威胁。联合国世界粮食计划署指出,每天晚上有多达8.28亿人在饥饿中入睡,3.45亿人面临严重的粮食危机。

  据统计,到本世纪末,全球人口数量将超过88亿,如何确保粮食稳产增产,已成为亟待解决的严峻挑战。

口腹之困如何解决?生物育种来帮忙

口腹之困如何解决?生物育种来帮忙

饥荒时刻威胁着人类生命

  解决粮食问题,种子是关键。自然界中不同生物体都有各自特异的优良性状,如高产优质、抗病虫害和耐旱等。常规育种技术要培育多性状聚合的品种,需要几年甚至几十年,有些远源物种还无法通过杂交培育新品种。

  而转基因技术能快速将多个基因聚合到同一品种,在缩短作物育种周期、培育高产多抗新品种等方面显示出独特的优势,成为未来农业的重要发展方向,转基因技术探索已成为必然趋势。

  1987年,比利时植物遗传系统公司利用苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因获得第一例转基因抗虫烟草。1994年,世界上首个被批准商业化生产的转基因作物——延熟保鲜番茄在美国上市,转基因食品开始进入人们的生活。

  此后,抗虫棉花、抗虫抗除草剂玉米、抗除草剂大豆和高油酸油菜等转基因农作物相继开始了商业化种植,并呈现出蓬勃的发展态势,对未来世界农业格局的影响越来越大。

  2019年,全球转基因作物种植面积最大的国家是美国,种植面积约为7150万公顷,巴西、阿根廷、加拿大和印度紧随其后。中国种植转基因作物的面积排名第七,约为320万公顷。

口腹之困如何解决?生物育种来帮忙

2019年主要转基因商业化国家转基因作物种植面积

  目前,美国已经批准了23种转基因作物产业化。2020年3月,美国食品药品监督管理局(FDA)官网显示,美国的转基因大豆、玉米、棉花、油菜、甜菜、番木瓜、西葫芦、苹果、土豆、苜蓿被作为饲料使用,谷类食物、点心薯片、植物油等进入食品供应。

  美国每年种植的转基因作物面积为11亿亩左右,其中玉米、大豆、棉花、甜菜等转基因品种种植面积均超过90%。美国生产的大豆(50%左右)和玉米(80%以上)都供国内消费。

  2021年,欧盟进口转基因大豆约1500万吨,占大豆进口总量的90%左右,进口转基因玉米300多万吨,占玉米进口总量的30%左右。日本、韩国及我国台湾地区也都大量进口大豆、玉米、油菜籽等转基因农产品。

  转基因作物的种植使全球作物平均单产提高20%以上。美国是全球最大的转基因作物生产和消费国,在转基因作物尚未商业化应用的1995年,美国种植玉米和大豆的平均亩产分别为475公斤和158公斤。到了2022年,美国转基因玉米大豆种植面积超过90%,平均亩产已分别达到725公斤和222公斤,这是质的飞跃。目前,美国种植和消费的玉米大豆几乎已全部普及转基因品种。

  科技在进步,转基因技术也在飞速发展,加快推进转基因技术研究和基因编辑农作物新品种培育,已成为世界各国的重要战略目标。未来,在缓解人类粮食短缺、资源匮乏和环境恶化等方面,转基因技术也将发挥更大的作用。

学术支持

中国农业科学院生物技术研究所

中国农业生物技术学会

保定学院

科普作者

张海文 中国农业科学院生物技术研究所研究员

配图制作

孙欣悦

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