无论转基因面临多少挑战ღ◈,遭受多少质疑ღ◈,在中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员朱桢看来ღ◈,“转基因技术仍是育种的主流技术手段ღ◈。转基因的前沿基础研究ღ◈,对多学科发展起到牵动作用ღ◈。通过重大专项的实施ღ◈,承担单位的育种能力逐渐提高ღ◈,中上游结合更加紧密ღ◈。” 在日前召开的“农业前沿生物技术前瞻”圆桌会议上ღ◈,转基因成为专家们绕不过的热议话题ღ◈。
虽然产业化滞后ღ◈,但与会专家形成一致共识的是ღ◈:我国在转基因研发方面已从“跟跑”到“并跑”甚至部分“领跑”ღ◈,在世界各国以转基因为核心的生物技术竞技中港京印刷图源ღ◈,中国必须积极参与并引领其发展ღ◈。
“在这种情况下ღ◈,系统分析我国转基因技术的研发能力ღ◈,规划制定发展战略ღ◈,有利于促进我国转基因生物产业健康可持续发展ღ◈。”中国工程院院士万建民表示ღ◈。
“转基因技术是指利用基因重组技术ღ◈,将人工分离或修饰的功能基因导入生物体ღ◈,从而使其在抗病虫ღ◈、抗逆ღ◈、营养和品质等方面满足农业生产和人类消费需求的一种技术ღ◈。” 5月1日ღ◈,中国农业科学院生物技术研究所研究员林敏在接受科技日报记者专访时说ღ◈,理论上讲ღ◈,转基因与传统育种技术是一样的ღ◈,只是速度更快ღ◈、效率更高ღ◈。
转基因技术在农业上的应用经历了技术成熟期和产业发展期ღ◈,目前已进入以抢占技术制高点与培育现代农业生物产业新增长点为目标的战略机遇期ღ◈。
林敏介绍ღ◈,当前全球转基因技术研发呈现新的态势ღ◈。一是研究领域不断拓展ღ◈。研究种类由最初非食用的烟草ღ◈、林木ღ◈、棉花到直接食用的水稻ღ◈、蔬菜ღ◈、水果等ღ◈;目标性状从单一的抗虫ღ◈、耐除草剂向抗旱ღ◈、养分高效利用等方向拓展ღ◈;含有复合功能基因ღ◈、改善营养ღ◈、增进健康的新一代转基因作物的研发明显提速ღ◈,成为竞争的新热点ღ◈。美国新推出的转基因玉米ღ◈,聚合了8种新型基因ღ◈,能够兼抗地上地下6种害虫并耐2种除草剂ღ◈。二是转基因技术更加准确高效ღ◈。新一代基因转化技术实现了定点整合ღ◈、无选择标记和外源基因删除ღ◈,转化过程更为精准可靠ღ◈;突破了基因型限制和多基因聚合的技术难题ღ◈,实现了标准化ღ◈、规模化ღ◈、工厂化操作ღ◈,大大提高了转化效率ღ◈。三是研发投入大幅度提升ღ◈。巴西ღ◈、阿根廷ღ◈、印度等发展中国家对转基因作物研发投入成倍增加ღ◈,势头强劲ღ◈。世界前三强种业公司(孟山都凯发k8国际首页登录ღ◈、杜邦—先锋ღ◈、先正达)年研发投入均超过10亿美元ღ◈,占销售收入的10%左右ღ◈。
就转基因技术而言ღ◈,我国的态度是一贯的ღ◈,即要加强农业转基因技术的研发ღ◈,抢占技术制高点ღ◈。从近10年来中央一号文件有7次提到转基因ღ◈,便可见一斑ღ◈。
事实上ღ◈,自上世纪80年代初期ღ◈,“863”ღ◈、“973”等国家科技计划都将转基因技术研发与安全性评价研究作为重大项目予以支持ღ◈,2008年国家启动实施了“转基因生物新品种培育重大专项”ღ◈,将转基因技术上升至国家战略ღ◈。
“正是由于国家的支持ღ◈,特别是重大专项的实施ღ◈,我国在转基因研发方面取得了一批标志性成果ღ◈,逐渐缩短了与国际的差距ღ◈。”中国工程院院士尹伟伦说港京印刷图源ღ◈。
尹伟伦介绍凯发k8国际首页登录ღ◈,我国是世界上继美国之后ღ◈,第二个拥有自主研制抗虫棉的国家ღ◈,国产抗虫棉市场份额由最初的5%ღ◈,上升到目前的95%ღ◈,抗虫棉品种的应用减少杀虫剂用量70%—80%ღ◈。此外ღ◈,新型抗虫转基因水稻抗螟虫效果达95%以上ღ◈,比对照增产5%以上ღ◈;抗虫转基因玉米高抗玉米螟ღ◈,比对照增产5%—8%等等ღ◈。
“尤为值得一提的是ღ◈,2013年—2015年ღ◈,以水稻为材料的生物技术领域ღ◈,发表在《自然》《科学》杂志的论文ღ◈,67%都是由中国科学家在本土独立完成的ღ◈,研究水平居国际领先地位ღ◈。”尹伟伦强调ღ◈。
此外ღ◈,我国目前在牛和山羊等主要家畜上的克隆效率居国际同一水平ღ◈;我国科学家独立完成了籼稻的全基因组测序ღ◈,成为少数几个能独立完成作物测序工作的国家之一ღ◈。
林敏也认为ღ◈,对于转基因技术的理论基础研究ღ◈,特别是农业生物组学方面ღ◈,中国与美国已成为目前最强的两个国家ღ◈。据有关报道港京印刷图源ღ◈,2013年中国发表转基因SCI论文数量为432篇ღ◈,比美国少71篇ღ◈;2014年中国达到447篇ღ◈,与美国仅相差9篇ღ◈。
“尽管基础研究成绩斐然ღ◈,但不容否认ღ◈,与国际先进水平相比ღ◈,我国转基因技术研发水平的差距依然很大ღ◈,整体研发力量依然薄弱ღ◈,原始创新能力亟待提升ღ◈。特别是在转基因核心技术方面ღ◈,依然是受制于人ღ◈,需要进一步提升ღ◈。”林敏说ღ◈。
林敏表示ღ◈,迄今为止ღ◈,我国的基因克隆研究源头创新能力不足,现有基因也难以满足我国农业发展的现实需求ღ◈。比如说ღ◈,目前还没有获得有应用价值和自主知识产权的抗旱耐盐等功能基因ღ◈;高产优质基因方面ღ◈,在营养高效ღ◈、高光效ღ◈、代谢调控ღ◈、耐贮藏ღ◈、特殊成分积累等基因研究方面与国际水平相比存在很大差距ღ◈,转基因研究所涉及的基因及其表达调控元件主要来自国外等等ღ◈。
一个基因可以发展一个产业ღ◈。美国ღ◈、日本和澳大利亚等发达国家拥有全球71%以上的水稻基因专利ღ◈,90%以上的玉米基因专利ღ◈,80%以上的小麦基因和75%以上的棉花基因的专利ღ◈,中国基因专利数不足美国的十分之一ღ◈。
“我们克隆的基因绝大多数属于是有专利的无价值,有价值的没有专利ღ◈,缺乏拥有自主知识产权的可用基因是我国农业生物技术产业发展的关键制约瓶颈ღ◈。”再就是一些关键技术创新ღ◈,如大规模筛选凯发k8国际首页登录ღ◈、高通量鉴定和高水平表达技术方面港京印刷图源ღ◈,我国大大落后于发达国家ღ◈。
“我国农业‘短板’就是缺乏核心关键技术ღ◈,对这些基础的原始创新ღ◈,希望国家能够持续稳定的支持ღ◈。”林敏呼吁ღ◈。
“事实上ღ◈,转基因技术在工业ღ◈、医药ღ◈、环境等领域的应用更早ღ◈,作用也越来越突出ღ◈。”林敏说ღ◈,上世纪90年代ღ◈,微生物基因工程技术发展迅速ღ◈,即采用以重组DNA技术为核心的现代生物技术对微生物进行遗传改良ღ◈,构建高效工程菌ღ◈,在工业ღ◈、医药和能源领广泛应用ღ◈。
在工业方面ღ◈,经过改造的工程菌主要用于生产食品酶制剂ღ◈、添加剂和洗涤的酶制剂等产品ღ◈。比如ღ◈,我们天天食用的味精ღ◈、酸奶ღ◈、啤酒等都会用到转基因技术ღ◈。林敏介绍ღ◈,味精是微生物代谢过程中产生的代谢物ღ◈,一般来讲ღ◈,这些代谢物的产量很少ღ◈,这样在其生产过程中就会用到转基因工程菌ღ◈,对微生物加以改造ღ◈,使其产量增加ღ◈。酸奶凯发k8国际首页登录ღ◈、啤酒也是这样ღ◈,其生产过程需要添加酶的处理ღ◈,而这些蛋白酶大多是通过转基因微生物发酵生产的ღ◈。
“尤其是近几年ღ◈,新一代转基因作物不断涌现ღ◈,像蘑菇ღ◈、苹果ღ◈、马铃薯改良品种ღ◈、转基因鱼等等ღ◈。”中国农业科学院生物技术研究所研究员黄大昉说ღ◈,转基因产品不再是以前所说的大豆ღ◈、玉米ღ◈、棉花等作物ღ◈,已经出现了水果ღ◈、蔬菜甚至是很多其他的一些作物ღ◈。
中国科学院院士桂建芳指出ღ◈,目前ღ◈,人们实现了对鱼类单个碱基的编辑ღ◈、修饰ღ◈,改变某个基因编码ღ◈,造成功能蛋白发生变化ღ◈,而不破坏其他成分ღ◈。近几年ღ◈,其研究团队对鲤鱼港京印刷图源ღ◈、草鱼的全基因组解析ღ◈,对控制性状ღ◈,以及控制生殖ღ◈、生长ღ◈、抗病的功能基因有了全新的认识ღ◈,这对实现精确调控意义重大ღ◈。
近年来ღ◈,以生物组学ღ◈、新一代育种技术如基因组编辑技术ღ◈、合成生物技术等为代表的前沿生物技术发展迅速ღ◈,并广泛应用于农业领域ღ◈,为解决全球性粮食ღ◈、环境ღ◈、健康ღ◈、能源问题提供了不可替代的技术支撑作用ღ◈。“但这并不是说转基因技术就不重要了ღ◈,它作为其中的一个过程ღ◈,依然不可替代ღ◈。”林敏说ღ◈。
对此ღ◈,中国农业大学罗云波教授表示ღ◈,转基因技术在相当长的一段历史时间内还是一个非常重要的技术ღ◈,即便是现在被认为前沿的基因编辑技术ღ◈,也是转基因技术的一种延伸和扩展ღ◈。
在转基因技术应用20年后ღ◈,科学界对一种叫做“基因组或基因编辑”的新生物技术的潜力充满期盼ღ◈。其中被命名为CRISPR(成簇的规律间隔短回文重复序列)的技术被认为最具前途ღ◈,其可以在预先确定的位置切割DNAღ◈,并精确地插入突变或者在基因组的最佳位置改变单核苷酸ღ◈,从而使表达最大化ღ◈。“其‘真正力量’在于能够编辑和更改单个和多个植物自身基因(而非转基因)的能力ღ◈,对重要的性状如抗旱性进行编码凯发k8国际首页登录ღ◈,产生有用的非转基因的改良作物ღ◈。”有专家称ღ◈。
尹伟伦认为ღ◈,当前ღ◈,转基因测序ღ◈、调控仍处于盲目的基因克隆ღ◈、转导阶段ღ◈,精准基因技术远没有实现ღ◈,只能是大量地转再从中筛选ღ◈。转基因如何准确地切入ღ◈,怎样实现性状的准确调控ღ◈,并最终服务于农业生产和人类生活的需求ღ◈,值得进一步深入探索ღ◈。
“未来ღ◈,不再是过去那样对单基因的转移ღ◈,而是要发展合成生物技术ღ◈,为光合作用(高产)ღ◈、生物固氮(节肥ღ◈、稳产ღ◈、增效)ღ◈、生物抗逆(节水耐旱ღ◈、耐盐碱等)和生物质转化等世界性农业难题提供解决方案ღ◈。合成生物技术在农业中应用ღ◈,有望克服全球资源短缺和极端气候变化等农业发展的‘瓶颈’ღ◈,突破性提高对光ღ◈、肥ღ◈、水的利用率ღ◈,将开创人类按照自身需求设计农业生物ღ◈、创制新型高效智能人工品种的新纪元港京印刷图源ღ◈。”林敏说ღ◈。k8凯发国际官网K8凯发·(中国)天生赢家·一触即发ღ◈,凯发k8国际(中国)官方网站k8凯发天生赢家·一触即发(中国区)官方网站ღ◈,