-生物产业技术
积极推进农业生物技术产业健康发展——访中国工程院院士范云六

——作为生物技术的开拓者,您如何评价我国农业生物技术目前发展总体状况?
范院士:我国1987年开始实施“863”计划。当时共选了7个高科技研究领域,其中生物技术是首项,而农业生物技术又是该项中第一个研究主题。经过20多年的不断努力,我国农业生物技术的总体水平在发展中国家中应该算是处于领先地位,在某些个别领域已经进入国际先进行列。总体来讲,我国农业生物育种技术和产业化虽然已经取得了一定的成绩,但是在技术创新能力和成果转化能力等方面还有待提升,产学研结合不够紧密等问题依然突出。
农业生物技术的健康快速发展取决于诸多因素,包括人才、技术、资金、市场、种业、政策环境和综合创新能力等等。因此,必须从上述不同方面不断努力和完善才能使我们国家在日趋激烈的国际竞争中占领一席之地。我们的研究队伍的规模和人员素质不断提高,一大批受过良好科研训练的青年科技人才已经成长起来,从事农业生物技术研究的各种技术体系不断的建立并完善,同时,农业部转基因安全评价技术体系已经建立并有效运转,我国农业生物技术的研究在科学规范的轨道上进行,公众对农业生物技术的认知度也不断提高。所有这些都是影响我国农业生物技术发展的重要因素。
——与发达国家相比,我国转基因技术优势和差距具体体现在哪些方面?加快发展转基因育种还存在哪些障碍?今后努力的方向应该是什么?
范院士:随着我国经济的快速发展和综合国力提高,在农业生物技术领域尤其是农作物转基因技术上发展非常迅速。转基因技术本质上是一种基于生物学的综合性极强的技术,同时它也必须与常规育种技术紧密结合。因而,转基因技术发展水平的高低在相当大程度上取决于对生物学知识、技术、理论了解掌握的深度和广度,也取决于一个国家常规育种技术和种业发展的先进程度如何。由于我们先后启动了“863”计划、“973”计划和“转基因重大专项”等国家重大科技计划,在全国范围内具有相当研究实力的单位都积极参与其中,一批从事基础研究的科研人员参与到农作物生物育种研究中来,有力地加强了研发实力,提升了研发水平,例如在水稻功能基因发掘等方面我国已经成为世界一流水平。从研发内容看,利用“组”学和系统生物学等手段深入发掘控制农作物重要性状的分子基础、代谢途径和调控网络,不仅涉及到抗病虫等输入性状,同时也涉及到环境友好、有利健康、能源节约等输出性状,复杂的抗逆性状(寒、旱、盐等)也在积极的研究中。从技术和产业发展模式上,也正在积极探索产学研有机结合、上中下游紧密联系,从而是科研成果更快更好地转化为生产力。
当然,与发达国家相比,我们在很多方面还有不少差距。首先,我国种业公司都处于成长期,存在很多问题:其一是小而散、多而乱,地方保护主义严重,规模化经营水平低;其二是种子研发、创新能力特别弱,生产、销售和研发严重脱节,缺乏种业核心竞争力。其次,产学研结合松散,研究成果不能快速有效地转化为生产力,以产品为导向的研发目标不明确。第三,转基因技术综合创新能力不足。
从技术层面讲,我们比较缺少具有自主知识产权的、真正有应用价值的基因,也缺乏调控元件,技术源头的自主创新能力不足;在高效而规模化的重要作物的遗传转化体系上,水稻、玉米转化体系这方面较好,但是小麦和大豆上尚没有建立起来成熟的遗传转化体系,无法通过筛选获得想要的大量转基因植株;我国生物技术与常规育种技术缺乏有机结合,国外许多著名的生物技术公司都是在最好的常规品种上进行生物技术育种,并且以这种方式正在引领国际农业生物技术的发展方向。
加快发展转基因育种产业的核心是尽快培育扶植具有较强国际竞争力的民族种业公司,因为没有现代化的企业就没有现代化的产业。在加大研发力度、提高技术创新能力的同时,应通过政策杠杆、法律杠杆、经济杠杆,鼓励企业参与,打造具有很好经营理念、国际视野的企业,能从国际的发展模式上出发和考虑,不管是在遗传育种、作物的加工和后处理,还是在经营、融资领域等方面做好做强,才能把我们的产业发展好。
——农业生物技术目前在我国农业科技中占据一个什么位置?您能不能预测一下农业生物技术未来的发展趋势?
范院士:从世界范围看,现代农业是伴随着科技进步而发展的,并随着科技的不断创新与突破而产生新的飞跃。每一轮农业科技革命,都有力地促进了粮食生产水平的提高。我国推进农业发展的实践同样表明,在构成粮食综合生产能力的主要生产要素中,科技发挥了基础性和关键性的作用。根据有关研究,科技进步对农业增长的贡献率已由新中国成立初期的15%提高到2007年的48%,而科技进步对粮食增产的贡献率则更为突出。近年来,随着经济社会快速发展,人口刚性增长、城镇化加快和城乡居民收入增加,全社会对粮食的需求不断增大,今后10年须实现增产1000亿斤粮食的目标。而在实现这一目标的过程中,我们将不得不长期面对耕地面积不断减少、耕地质量下降、生产资源短缺、环境污染严重、自然灾害频发等诸多矛盾。在这种情况下,增加粮食产量将主要依靠提高单产,而提高单产的关键是要依靠科技进步,持续提高农作物新品种培育强度是保障粮食安全的主要途径。以转基因技术为核心的农业生物技术是一门新兴的、综合性的学科。它以现代生命科学以及相关技术的发展为基础,能够按照预先的设计改造生物体(包括植物、动物和微生物)或加工生物原料,为人类生产出所需的产品(如粮食、医药、食品、能源、化工原料等),可以实现传统技术手段的更新,加快农业生产方式的转变,大幅度提高农业生产率,加速产业技术升级。因此,农业生物技术对促进我国传统农业向现代农业的转变非常重要,甚至是决定性的。
以重要功能基因为核心的转基因技术将成为未来全球经济发展的重要支柱产业。兰德公司2020全球技术革命战略报告将转基因技术列为影响未来全球经济的第三大技术,充分显示了转基因在未来全球经济发展中的作用和地位。由于转基因作物的商业化种植创造了巨大的经济、社会效益和显著的环境生态效益,其发展势头始终保持强劲。根据农业生物技术应用国际服务组织(ISAAA)资料显示,1996年至2009年的14年间,转基因作物的全球种植面积增加了约79倍,从1996年的170万公顷增加到了2009年的1.34亿公顷,转基因作物的全球市场价值从9300万美元增加到105亿美元。转基因作物育种巨大的经济、社会效益和显著的生态效益已得到充分显现,其推广应用速度之快更创造了近代农业科技发展的奇迹,发展趋势已不可阻挡。
在美、欧等发达国家政府的大力支持下,今年跨国公司通过企业重组、并购,加大了转基因作物产业化的规模,如美国孟山都公司、美国杜邦-先锋公司、瑞士先正达公司、德国拜耳和巴斯福公司等已经迅速成为全球农业生物技术研发的主体,围绕基因、人才和市场的国际竞争日趋白热化。
从转基因性状讲,以下三个方面将成为未来农业生物技术发展的重要方向。一是复合性状(抗生物逆境和非生物逆境)的转基因作物需求增加,其种植面积不断加大;二是提高作物抗逆性正在成为国际技术竞争的热点;三是以改善营养增进健康为目标的功能性转基因作物研发速度加快。
 
 
——在大力发展农业生物技术产业的过程中,我们如何看待生物技术与常规技术的关系?
范院士:要实现转基因产业化必须与常规技术结合,常规技术是基础,生物技术是常规技术的重要补充和发展,它不能代替常规技术,它必须在最好水平的常规技术基础上来解决常规技术不能或者不容易解决的问题,这是一种重要的补充和发展,而且它的发展不是一般发展,是方向性的发展,必须以最优良的常规品种为载体来实现,必须建立在先进的种业基础上。如国外抗除草剂玉米和大豆的培育是以优良的品种作为初始材料进行的,同时在培育过程中始终与常规育种技术紧密结合,进行转基因新品种的选育。因此,生物技术与常规技术绝对不是对立的,也不是简单的结合,所有有利于常规技术的革新和改进以及品种优化,都将为生物技术的发展提供坚实的材料基础,都是生物技术非常欢迎的。
——近年来转基因食品逐渐进入人们的视角,对于广大消费者而言,最为关心的莫过于它的安全性,请您用最通俗的语言给我们广大消费者谈谈转基因到底是怎么回事?
范院士:基因交流在自然界是客观存在的,现在我们吃的东西都是通过基因交换或杂交而来,其实杂交的过程就是通过人工选择选育优良性状的过程。由于这个过程当中有成千上万个基因参与,其中有有利的基因,也有不利的基因,杂交的结果并不可控,比如,杂交后可能得到的食品更可口了,但是我们并不知道是哪个基因在起作用。从严格意义上来讲,现今所有的家畜和农作物,都是经过人类长期选择的“转基因”生物。
  我们转基因的问题是什么呢?就是说,能够找到好的基因源,这个基因源也许是从植物本身来的,也许是从研究数据中来的,但是这个种源我们要对它非常清楚,它是干嘛的,基因本身产出的东西是不是有毒,对人是不是好,这要研究很清楚。然后通过一系列生物技术的方法,让这个基因到植物里面去,基因到植物里面去以后,它能够安家落户,能够遗传下去,基因也能够产生出它的产物出来,比如我们的植酸酶对动物的生产性能影响是非常好的,原来的植酸酶不能用,现在我们就把一个好的植酸酶进去,在玉米种子里面生产出植酸酶,这就使玉米获得了一种新的性状。通过这种方法能培育出我们需要或者想要获得的性状,使得产生的结果更加可控,也更为安全,从这个意义上讲,转基因技术是比较准确和精确的育种。
在有关转基因安全性的争论中,一个焦点问题是转基因实质等同性的问题。任何物种(包括植物在内)在漫长的进化过程中都经历了人工选择或自然选择,它们的存在是这两种选择的结果。人工或自然选择究其实质是遗传变异选择。因此,变异是物种进化的基础,变异是绝对的,而稳定是相对的。换言之,没有任何一个生物体与其亲本祖先是完全相同的。而常规育种就是一个对遗传变异进行人工选择的过程,就其本质来说,转基因育种和常规育种没有本质上的不同。
自然变异完全是随机的不可控的事件。在作物的进化过程中,有很多很多未知基因在不同个体之间相互转移并发生重组,但是人们从来没有要求对由此产生出来的新品种进行如转基因植物那样严格的评价。而转基因则是精确可控的事件,人们对基因的功能和作用机理、转基因在基因组中的插入位点、表达强度,以及转基因植物的病理和毒理等等诸多方面有非常清晰和全面的了解,一旦发现有任何潜在的问题即停止相关的研究。例如,巴西坚果一个基因有可能导致大豆产生过敏原就是在进行转基因安全评价时发现的,相关的转基因工作立刻取消。因此,转基因培育的作物新品种经过了比任何自然变异而产生的新品种更为严格更为科学的安全性评价。
美国作为世界上转基因作物研发最为成功的国家,在其十几年的转基因作物大面积商品化推广的过程当中从未发现任何有关安全性的问题,但即便如此,科学家们仍然以前所未有的审慎态度对待转基因安全问题。转基因问题是随着农业生物技术的发展而出现的一个科学问题,我们应该以科学的态度加以重视、加以深入研究和探讨,而不应把转基因安全性问题和地震、SARS一类问题混为一谈,这是两个概念。而目前关于转基因安全性的争论在很多时候已经脱离了科学的范畴,许多其他问题(例如国际贸易等)使其复杂化了。
转基因作物从研制到大面积推广应用20年来,并未发生一例环境和食品安全性事故。为确保环境安全与人类健康,我国政府已经建立了科学、严格的农业转基因生物安全性评价与管理体系。转基因安全评价严格按照实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和申请领取安全证书五个阶段进行。转基因安全性问题应该是科学研究的问题,但是由于国际政治、贸易保护、环境保护等诸多因素的存在而致使问题复杂化。因此,理性地看待转基因安全问题,非常重要。从科学的角度来说,凡是经过严格审批的转基因产品都是安全的。

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