黨和政府高度重視和一貫支持我國農業生物技術的研究和應用。早在全球高新技術革命興起不久的1988年,鄧小平同志就高瞻遠矚地指出:“將來農業問題的出路,最終要由生物工程來解決,要靠尖端技術”,并號召:“發展高科技,實現產業化”。“轉基因生物新品種培育”作為關系我國未來經濟社會和科學技術發展的十六個重大科技專項之一,已于2008年正式開始實施。以這項技術為重點的農業生物育種于2010年又被列為我國急需培育和發展的戰略性新興產業。同年中央一號文件中明確指出要“在科學評估、依法管理基礎上,推進轉基因新品種產業化”。今年剛剛頒布的國家“十二五”發展規劃中進一步要求:“加快農業生物育種創新和推廣應用,開發具有重要應用價值和自主知識產權的生物新品種,做大做強現代種業”。
轉基因技術是保障糧食安全的戰略選擇
改革開放以來,我國農業和農村發展取得了舉世矚目的成就,但是,作為超過13億人口的農業大國,我國農業發展的基礎依然十分脆弱,農業生產面對資源短缺、環境惡化、氣候異常、國際市場競爭等越來越大的壓力。我國政府多年來高度重視“三農”問題,在政策、投入、科技上可謂舉全國之力,但是每遇旱澇低溫等自然災害、糧食減產或農產品需求稍有變化,仍會引起國內乃至國際農業市場的劇烈波動,這更說明糧食安全問題并未根本解決。而我國目前已進入工業化、城鎮化快速發展的階段,農產品中長期供求形勢將更加嚴峻。為了保障食物的有效供給,滿足城鄉人民生活水平不斷提高的需要,糧食生產只能基本立足于國內,必須把保障糧食安全放在重中之重的地位。
從我國現實情況看,由于受到土地、水資源等約束,增加產量主要得依靠單位面積產量的提高,這就意味著必須進一步提升科技水平。在諸多的農業技術中,優良品種的應用對農業增產貢獻率可達40%以上,因此加快育種技術新的突破和創新,培育新一代高產、優質、抗逆、抗病蟲、多功能、高附加值等作物新品種就顯得格外重要。
我國傳統的雜交育種有很強的優勢,今后仍有很大的發展空間,但實踐證明,單純依靠常規技術已無法突破當前農業生產的技術瓶頸,唯有實現雜交育種與轉基因育種技術的結合才能“如虎添翼”,滿足當前高產、優質、抗逆、抗病蟲新品種培育的需要。這項技術的進一步開發應用還能促進傳統農業向醫藥、化工、能源、環保等領域的拓展,在緩解資源約束、實現農業增長方式的轉變中發揮更大的作用。因此,推進轉基因技術研究與應用,是著眼于我國現實和未來農業發展的重大戰略,是確保國家糧食安全的必然選擇。
從全球范圍來看,轉基因作物自1996年實現產業化后始終保持強勁的發展勢頭。據國際農業生物技術應用服務組織(ISAAA)發布的最新統計資料,2010年全球轉基因作物種植面積比上年又增長了10%,達到了1.48億公頃,是1996年的87倍;15年累計種植面積已達10億公頃(相當于我國耕地面積的8.3倍)。目前全世界81%的大豆、64%的棉花、29%的玉米、23%的油菜種植的都是轉基因品種。大面積生產轉基因作物的國家有美國、阿根廷、巴西、印度、加拿大、中國等29個(其中也包括8個歐盟成員國);另有30多個國家和地區雖未正式批準商業化種植,但允許轉基因產品進口用作飼料和食品加工,如歐盟和日本進口用作豆粕和食用油加工的轉基因大豆數量幾乎占世界大豆貿易總量的40%。
另據不完全統計,1996—2009年,全球種植轉基因作物創造的總效益達到650億美元,其中增產優質占56%,節約工本占44%,增加或挽回產量2.29億噸,減少農藥用量39.3萬噸。發展中國家1440萬農戶因種植轉基因作物而增加收益或擺脫貧困。由于效益顯著,許多發展中國家也急起直追,大力推進轉基因產品的開發和應用。自2009年起,發展中國家轉基因作物種植面積增長速度與效益已超過發達國家;2010年全球轉基因作物種植面積最大的6個國家中,發展中國家占了4個。
經過20多年的發展,轉基因作物育種巨大的經濟、社會和生態效益進一步顯現,其推廣應用速度之快更創造了近代農業科技發展的奇跡。值得注意的是,這種增長一直伴隨著社會上時起時伏的“轉基因安全”問題的爭議,更顯示出轉基因技術的強大生命力。轉基因技術已是大勢所趨,成為農業科學技術發展的必然。可以預見,隨著科學實踐的不斷積累,社會公眾對轉基因技術的認識也會逐步走向科學和理性,轉基因產品不僅為廣大農民所歡迎,也將為更多的消費者所接受,轉基因育種發展前景將更加廣闊。
我國轉基因新品種研究開發已取得重大突破
經過20多年的發展和積累,我國已初步建成世界上為數不多的、包括功能基因克隆、遺傳轉化、品種選育、安全評價、產品開發、應用推廣等各環節在內的轉基因育種科技創新和產業發展體系,轉基因作物研究開發的整體水平已領先于發展中國家。我國已擁有一批抗病蟲、抗除草劑、優質、抗旱等基因的自主知識產權和核心技術,水稻、棉花、玉米等轉基因作物的基礎研究和應用研究已取得了一批高水平的科技成果,初步形成了自己的特色與優勢。
抗蟲棉的研究開發是我國獨立發展轉基因育種、打破跨國公司壟斷、搶占國際生物技術制高點的范例。上世紀90年代,我國棉花生產因棉鈴蟲危害每年造成近百億元的經濟損失;數十萬噸劇毒農藥投入棉田不僅效果甚微,反而加重害蟲抗性并導致嚴重的環境污染和人畜中毒事故。面對農業生產的重大需求,我國科學家獨立研發了擁有自主知識產權的Bt殺蟲蛋白單價、雙價和融合基因、建立了棉花花粉管通道和農桿菌介導等高效、大規模轉化平臺、發展了能夠有效預防害蟲產生抗性的“天然庇護所”技術、基因安全性評價和檢測監測等技術,通過轉基因與雜交育種技術的緊密結合培育出一大批高產、優質、抗蟲性好、生態適應性強的品種,并實現了大規模產業化。截至2010年底,已獲審定的抗蟲棉品種超過200個,河北、山東、河南、安徽等棉花主產省抗蟲棉種植率接近100%,累計增加產值超過400億元。抗蟲棉的應用不僅有效控制了棉鈴蟲對棉花的危害,還大大減少了玉米、大豆、花生、蔬菜等作物上棉鈴蟲的數量,總受益面積達到3.3億畝。由于減少了70%的殺蟲劑用量,農藥中毒事故得到了有效控制,棉田污染指數下降21%,農業生態環境得到了顯著改善。在此基礎上,近年我國科學家又攻克了棉花雜交育種三系配套的世界難題,在國際上首次培育成功皮棉產量提高20%以上的三系雜交抗蟲棉,目前已有4個品種通過了國家審定,為大規模產業發展創造了良好條件。
轉基因植酸酶玉米也是我國近年自主創新、達到國際領先水平的重大成果。我國現已擁有世界上最大的養殖業規模,每年飼用玉米用量已超過1億噸。飼料玉米中含有一種富含磷營養的“植酸”,因無法被動物消化吸收隨動物糞便排放到水域而導致水體的富營養化,加劇了藍藻、赤潮等環境污染;與此同時,每年又不得不大量進口我國稀缺的磷酸氫鈣以補充飼料中的磷營養。為了破解我國畜牧業發展和環境保護中的這一難題,我國科學家從真菌中分離了高效植酸酶基因,并將此基因直接轉入玉米,動物食用后就能將植酸磷轉化為可以直接吸收的磷營養,它不僅能使環境中磷污染降低40%,而且能提高玉米飼料營養利用率30%以上,肉蛋品質產量均有顯著提高。此外,由于簡化了生產程序,這項技術還能顯著發揮節能減排的功效。
轉基因抗蟲水稻研發的重大進展是我國獨立發展轉基因技術的又一成功事例。據全國農業技術推廣中心統計,2000—2009年我國南方水稻螟蟲年均發生面積高達6.1億畝次,許多地區稻谷平均損失在10%以上,已成為水稻增產的主要威脅。為了治理螟蟲危害,我國科學家將擁有自主知識產權的Bt殺蟲基因轉入雜交水稻,成功地培育了“華恢1號”、“Bt汕優63”等轉基因水稻優良品系。據中國科學院農業政策研究中心調研,抗蟲水稻在試驗區殺蟲效果顯著,可減少稻田防治害蟲農藥用量的80%,顯著減輕環境污染和農藥殘留;不僅可為水稻增產提供有力保障,還能節約大量人工投入,有效緩解水稻產區勞力短缺的突出矛盾,因而深受農民的歡迎。
上述標志性成果引起了國內外廣泛關注,國際農業生物技術應用服務組織主席稱其為“具有中國特色的轉基因經濟、飼料和糧食產品的三駕馬車”。若三系雜交抗蟲棉、植酸酶玉米和抗蟲水稻近期能實現產業化不僅會有力促進我國農業生產的發展,也將在國際生物技術領域產生巨大影響。
轉基因新品種產業化必須以科學評估依法管理為基礎
如同許多新興技術一樣,轉基因技術發展中潛在風險問題,特別是生物基因跨物種轉移是否會對健康和環境產生不良影響也引起各方面高度關注,因此對轉基因生物實施安全管理是世界各國普遍的做法。多年來聯合國糧農組織、世界衛生組織、國際食品法典委員會、國際經合組織等國際組織均制定了轉基因生物安全風險評價指南。但因國情不同,農業、環境與生物多樣性亦有差異,各國也制定了旨在保障安全并符合本國利益需求的相關法規。
我國一直堅持在推進轉基因技術的同時不斷強化生物安全管理。早在1996年我國即頒布了轉基因安全評價的部門法規,成為國際上較早實行轉基因安全管理的國家之一;2001年國務院又正式實施了《農業轉基因生物安全管理條例》。在管理模式上我國綜合借鑒了美國和歐盟的做法,既針對產品又針對過程,力求在科學評價、依法管理,確保轉基因生物安全的前提下加快研究、推進應用;在制度設計上則強調符合國際慣例、適合我國國情、維護國家利益。目前,我國已基本建成了轉基因生物安全法規、技術規程和管理體系,實現了有法可依,對保障生物安全、促進轉基因育種發展發揮了積極作用。
我國轉基因生物安全管理體系有以下特點:
第一,制度設計。建立了研究、試驗、生產、加工、經營、進口的許可審批和標識管理制度,實現了轉基因技術研發與應用的全過程管理。國務院批準建立了部際聯席會議制度,由農業部牽頭,科技、衛生、環保、商務、質檢等10個部門參加,負責研究、協調農業轉基因生物安全管理工作中的重大政策和法規問題。
第二,評價體系。安全評審工作由不同領域專家組成的農業轉基因生物安全委員會負責。安委會委員由有關部委推薦,農業部聘任。安委會現有委員60名,分別來自農業、教育、中科院、衛生、食品藥品監督管理、環保、質檢等7個部門,涵蓋生物技術、食用安全、環境安全、微生物等學科領域,具有很高的權威性和廣泛的代表性。評價中遵循科學、個案、熟悉、逐步的原則,對農業轉基因生物實行分級、分階段安全評價。
第三,技術支撐。轉基因安全研究先后列入國家863、973計劃和重大科技專項,開展了包括轉基因生物安全檢測、評價、預防以及生物長期效應在內的廣泛研究。經多年建設,已有35個轉基因生物安全評價和檢測機構經過國家計量認證和農業部審查認可,研究制定了62項轉基因生物安全技術標準。
也應看到,過去國際上對轉基因生物安全的爭議,并非對生物安全問題認識上的分歧,也是經濟、政治、社會甚至宗教、文化等諸多復雜因素的綜合反應。為維護自身農業發展及貿易利益,各國也通過制定轉基因生物安全管理相關法規,或設置相應的技術壁壘,在角逐和博弈中求得保障安全和維護國家權益之間的平衡。
全球轉基因作物規模化應用已逾15年,盡管傳聞不斷,但真實的情況是:由于許多國家實施了規范管理和科學評價,轉基因安全風險得到了有效的監測和預防;轉基因作物的品種和面積、加工食物的種類和食用人群逐年擴大。每年全世界上億公頃土地種植轉基因作物,數億人群食用轉基因食品,迄今確未發生具有科學實證的轉基因食用和環境安全事件。因此,應當肯定:經過科學評估、依法審批的轉基因作物是安全的,它的風險是可以預防和控制的。這一點,正是我國努力推進轉基因新品種產業化的依據和基礎。當然,如同對待所有高新技術一樣,對于轉基因技術發展過程中可能存在的安全性風險,特別是“非預期效應”,仍應作為一個重要的科學問題進行長期、深入的研究。相信隨著科學技術的不斷進步和實踐經驗的不斷積累,我國安全評價和管理水平將會進一步提升,轉基因技術也會不斷發展完善,其安全性一定能夠得到更加有力的保障。
堅定不移推進轉基因作物新品種產業化
從全球范圍來看,轉基因作物育種技術及其產業在經歷了技術成熟期和產業發展期之后,目前已進入至關重要的、以搶占技術制高點與經濟增長點為目標的戰略機遇期。目前,全球已有涉及抗病蟲、抗除草劑、品質改良等13類目標性狀、24種轉基因作物進入田間試驗或市場銷售,但絕大部分核心技術仍為少數跨國公司所控制。跨國公司以基因專利為重要資產和主要競爭手段,從原來單一生產化工產品轉向生產轉基因農產品,并通過兼并種子公司進行產業結構重組,搶占了農業發展方式轉變的先機。據統計,發達國家農業科技進步貢獻率已達到了81%(我國農業科技進步貢獻率約為50%)。以孟山都公司為例,2009年研發投資高達11億美元,產值達到了113億美元,其中95%來自生物技術產品。
隨著經濟全球化、貿易一體化的不斷加快,世界農業經濟與貿易格局正在發生深刻轉變,圍繞基因、人才和市場的國際競爭已日趨白熱化。以轉基因為核心的生物技術已成為發達國家科技核心競爭力和新興產業的經濟增長點。若技術、資源進一步向跨國公司集中,其壟斷優勢將逐級放大,甚至有可能控制一個國家的農業命脈。反之,如果發展中國家能夠抓住發展機遇、加快自主創新和積極引進先進技術,也有可能促進農業的振興。
盡管目前國外研發的轉基因作物尚未在我國種植,但其強大的技術優勢和市場競爭能力已對我國農業生產和糧食安全產生了巨大壓力。例如,國外公司近年開發了抗除草劑轉基因大豆的核心技術,這種大豆不僅有利于防除雜草危害,更有含油率高的優良特性(國外品種含油率高達21%,我國生產品種僅17%)。我國過去對轉基因大豆的研發重視不夠,也曾試圖以“不發展轉基因糧食作物”為由將其拒之門外。然而,由于近年國內食用油和飼用豆粕需求急劇上升,終于難以抵擋國外大豆潮水般涌入,進口數量逐年攀升,2010年已達5480萬噸,超過國內生產能力的三倍以上。目前國內市場和加工幾乎已為國外左右,整個大豆產業陷入了舉步維艱、受制于人的困境。2010年,我國進口轉基因玉米157萬噸,玉米多年自給自足的局面已被打破。伴隨我國經濟和城市化的高速發展和人民生活水平的不斷提高,國內養殖業規模將會進一步擴大,玉米生產供不應求很可能成為新的突出矛盾。如何避免重蹈大量進口大豆的覆轍,應當引起各方面高度重視。
世界科學發展歷史表明,任何新興技術的發展除了要不斷克服技術上的困難以外,也要面對各種質疑和爭議,在實踐中不斷發展和完善,轉基因技術發展也是如此。在全球轉基因品種開始進入產業化發展階段后不久,1998年起媒體上就爆出“大鼠免疫功能下降”“美洲斑蝶死亡”“玉米基因混雜”等一連串“事件”,引發了持續多年的激烈爭議。盡管這些傳聞由于缺乏足夠證據最終被科學界和有關國家生物安全管理機構一一否定,但發人深思的是轉基因技術隨后卻走上了不同的發展道路:美國出于國際戰略考慮,抓住技術發展機遇并搶占了產業發展先機,迅速成為轉基因產業的霸主;不少歐盟國家卻受到復雜政治、社會因素的影響,長期陷入對轉基因虛幻的恐懼,結果痛失了早年生物科學發展優勢,落到新興轉基因生物產業大潮之后。如果不以產業化為引導,科學技術也無法實現突破和創新,這一深刻的歷史教訓值得我們記取。
我國農業生物育種的發展正處在一個重要時刻,關鍵要看能否不失時機地推進產業化。盡管我國轉基因育種的整體實力與發達國家仍有較大差距,自主創新能力有待進一步加強,但目前在棉花、玉米和水稻轉基因技術的某些方面已居國際前列并具有自己的特色,已有一批實力強、管理好、研究開發后勁足的國有和民營企業在種業創新的搏擊中脫穎而出。應當堅信,只要我們抓住有利時機,充分利用在制度、資源以及人才與技術上的優勢,大力推進轉基因研究和新品種產業化,一定能夠增強我國轉基因技術的國際競爭力,帶動轉基因育種整體水平提升,逐步實現農業發展方式的根本轉變。反之,如果囿于“轉基因安全”爭論而猶豫不決、裹足不前,就將失去這一難得機遇,讓積多年努力形成的研發優勢得而復失,最后也難以阻擋國外轉基因產品的涌入,不僅農業發展會受制于人,還將會給我國經濟社會發展帶來嚴重不利影響。(中國農科院生物技術所 黃大昉)