生物育种产业化如何提速?

来源:国家(杨凌)旱区植物品种交易服务平台 发布时间:2021-10-22 阅读次数:13

1996年以来,全球转基因作物

种植面积增长112倍

转基因作物应用的减损增产效果

相当于节约耕地34.6亿亩

给农民带来超过2200亿美元的收益


我们常吃的番木瓜,基本是转基因

我国每年进口的大量大豆、玉米都是转基因

美国市场上75%-80%的加工食品含有转基因

欧盟每年进口约1200万吨转基因大豆


目前未发生一例被科学证实的转基因安全问题

要坚持尊重科学,在开展科学评估后

使好成果得到推广应用

放开产业化后,我国转基因

种植面积达到60%或许只需4-5年

……


       10月22-24日,第十三届中国国际种业博览会暨第十八届全国种子信息交流与产品交易会(以下简称“大会”)在山东济南举行。大会期间举办了生物育种产业化论坛(以下简称“论坛”)。


      本次论坛旨在聚焦生物育种产业化关键环节的技术要求,分享跨国企业生物育种研发和全球产业化应用的国际经验,探讨生物育种品种产业化的应用路径,凝聚种业共识,为下一步全面推进生物育种产业化“起好步”“开好局”。


      本次大会由全国农业技术推广服务中心 、农业农村部农业贸易促进中心、中国种子协会 、山东省农业农村厅、济南市人民政府主办,以“兴种稳粮保安全,固本强基促振兴”为主题,旨在凝聚行业共识,加快要素聚合,深化交流协作,全力以赴推进种业振兴。


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论坛现场。

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论坛由全国农业技术推广服务中心推广研究员支巨振主持。



生物育种产业化势在必行


       目前,全球范围内的生物育种产业化,特别是转基因作物的商业化发展迅猛。


      1996年以来,全球转基因作物种植面积增长了112倍,在2019年达27亿亩,约等于我国耕地面积的1.5倍。如今全球共有29个国家或地区批准种植转基因作物,42个国家或地区批准进口,种类从转基因大豆、棉花、玉米、油菜拓展到马铃薯、苹果、苜蓿等32种植物,累计种植400多亿亩。


      美国是世界上最大的转基因作物种植国,占全球38%,其90%的玉米和棉花、93%的大豆、99%的油菜都是转基因品种。


       2020年的中央农村工作会议、2021年中央一号文件均提出,要尊重科学、严格监管,有序推进生物育种产业化应用。


      在农业生产面临人多地少水缺、水旱灾害频发、病虫害发生率偏高的大背景下,突破资源约束,保障国家粮食安全,归根结底要靠科技创新和应用,生物育种是必然选择。


       中国目前存在常规育种、生物育种两条技术路线。“十三五”期间,中国80%以上的审定品种是通过常规育种选育。中国的生物育种与国外先进水平相比有一个“时代的差距”。


      农业农村部科技教育司农业转基因生物安全管理处处长刘培磊强调,要坚持尊重科学,在开展科学评估后,使好成果得到推广应用。还要注意严格监管,这是生物安全和产业化的前提与保障。


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农业农村部科技教育司农业转基因生物安全管理处处长刘培磊



正确认识转基因


      说到生物育种,便绕不开转基因。


      转基因,指利用工程技术将一种生物的一个或多个基因转移到另外一种生物体内,从而让后一种生物获得新的性状。比如将微生物体内的抗虫基因转入棉花、水稻或玉米,培育成对棉铃虫、卷叶螟及玉米螟等昆虫具有抗性的转基因作物。


       这是一项老技术,已经在全球范围内产业化应用了数十年,产生一大批优良品种,是基因编辑、生物合成、全基因组选择、智能设计等更新的生物技术的基础和“底盘”。


       这也是一项新技术,在水稻等大作物品种中的使用有限,技术层面也存在不少问题,目前中国仅开放抗虫棉、番木瓜两种转基因作物种植。


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转基因番木瓜


目前,国际社会普遍认为转基因是安全的。


      转基因的安全评价包括食品、饲料和环境安全。世界卫生组织认为,“目前尚未发现转基因食品批准国民众食用转基因食品后对人体健康产生任何影响”。经合组织和联合国粮农组织均认为,“目前上市的所有转基因食品都是安全的”。


      2010年,欧盟发布报告称,历时逾25年、500多个独立科研团体参与的130多个科研项目工作 (耗资逾3亿欧元)得到结论,即生物技术特别是转基因技术,与传统育种技术安全性相当。


      实际上,转基因产品早已深入日常生活。目前广泛使用的人胰岛素、重组疫苗、抗生素和啤酒酵母、食品酶制剂、奶酪等,很多都是用转基因技术生产出来的。我们日常吃的番木瓜,基本都是转基因。中国每年进口的大量大豆、玉米也是转基因。


      美国是转基因技术研发大国,也是转基因食品生产和消费大国。美国生产的50%左右的转基因大豆和80%左右的转基因玉米都在美国国内消费使用。美国市场上75%-80%的加工食品都含有转基因成分。


      欧盟每年进口大量转基因农产品。2019年,欧盟进口转基因大豆约1200万吨,占欧盟大豆总消费量的70%以上,欧盟每年还进口约25万吨的转基因大豆油以弥补市场缺口。


      据先正达集团中国种业首席技术官张健介绍,过去20多年,全世界29个国家种植超过405多亿亩转基因作物,70个国家和地区几十亿人食用转基因食品,未发生一例被科学证实的安全问题。


      此外,有机食品也不等于安全,世界各地都曾发生食用有机蔬菜后中毒的事件(有机蔬菜的软肋之一便是容易受大肠杆菌、沙门氏菌污染)。


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先正达集团中国种业首席技术官张健


转基因是有利的。


      上世纪90年代初期,我国棉铃虫连年爆发。1992年发生面积2.8亿亩,防治面积5.3亿亩次,人畜中毒7.1万例,棉花直接经济损失近百亿元。 这一问题直到转基因棉花的商业化种植后才得以解决。


       美国夏威夷的番木瓜产业发达,却曾面临产业崩塌的危机。1992年,当地番木瓜环斑病毒爆发,几乎无药可治,到1994年,产业已几乎被摧毁殆尽。直到1995年,第一个抗环斑病毒的番木瓜品种被育出,并于1998年开始推广应用,当地的番木瓜产业才得以重新繁荣。


       农业生产,良种是关键。据中国农科院植保所研究员李云河介绍,转基因育种拓宽了可利用的基因资源,更加精准地改良作物的抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂和营养品质等性状。同时大大地提高了选择效率,加快了育种速度;还可将植物作为生物反应器生产药物等生物制品。


image.png中国农科院植保所研究员李云河


      中国农科院生物技术研究所副所长谷晓峰表示,转基因技术的应用使农作物单产提高22%,杀虫剂使用减少37%。


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中国农科院生物技术研究所副所长谷晓峰


      20多年来,转基因作物应用的减损增产效果相当于节约耕地34.6亿亩,给农民带来超过2200亿美元的收益。


      以我国东北地区为例,目前当地玉米种植杀虫剂使用费用约129元/公顷,种植转基因玉米后将使每公顷杀虫剂费用减少101元(折合6.7元/亩)。


      张健表示,我国抗虫转基因玉米产业化可拉动GDP增长257亿-854亿元。抗虫玉米还可减少黄曲霉素,有利于人体健康。


     生物育种产业化基础坚实


      转基因技术是全球发展最成熟、应用最广泛的生物育种技术,已成为种业振兴必须抢占的科技制高点之一。


      经多年努力,我国已成为继美国之后的第二研发大国,实现了从局部创新到“自主基因、自主技术、自主品种”的整体性跨越,为转基因产业化应用奠定了基础。


      尽管在生物育种先进技术利用的深度和广度上仍有不足,但我国已是全球最大的生物育种专利申请国。


      目前我国已有4个抗虫、耐除草剂玉米获得生产应用安全证书,育成一些达到审定标准的玉米新品种,覆盖我国东北、黄淮海、西南等玉米主产区,这些新品种比主栽品种增产10%以上,防虫效果达96%,减少农药用量60%。


      我国还有3个耐除草剂大豆获生产应用安全证书,一些转育品种在大豆主产区比当前主栽品种增产10%以上,达到国家品种审定标准。值得一提的是,我国一国产耐除草剂大豆已获准在阿根廷商业化种植,并获得国内进口用作加工原料的安全证书。


      此外,我国已建立起抗虫耐除草剂玉米、转基因耐除草剂大豆品种的鉴定评价体系,在多个生态区多个省建立了多个小区测试点和大区对比试验点。


      在美国,转基因种植面积占比达到60%的时间为10年,菲律宾花了9年,阿根廷是7年,巴西则是4年。大北农生物技术公司推广总监安喜榜预计,中国放开生物育种产业化后,转基因种植面积达到60%,或许只需4-5年。


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大北农生物技术公司推广总监安喜榜



      生物育种产业化如何提速?


      有序推进是生物育种产业化的根本要求之一。刘培磊表示,要根据产品成熟度和产业需求紧迫性,坚持市场导向;要应用一批、研发一批、储备一批,形成梯次发展;要可追溯监管、保障产品质量、强化“第一责任人”的责任,规范发展


      在美国,大企业是生物育种研发与产业化发展的主力军,培育的转基因作物主要为抗虫和耐除草剂性状,此外还有高油酸、抗旱等。参考其发展经验,张健表示,多基因聚合、抗虫和耐除草剂复合性状已成为产业化品种的主体。转基因产品研发要研发一批,储藏一批。研发产业链的关键点则是性状测试。


      种植转基因作物后产生的抗性问题不可忽视。南京农业大学植保学院教授吴益东表示,“虫子多了,什么抗性都会有”,关键是怎么预防与治理。


      他建议,以抗虫棉监测治理经验为基础,未来放开转基因玉米、大豆等作物商业化后,可采用庇护所(结构化庇护所、自然庇护所、混合庇护所)、基因聚合等抗性治理策略,同时要注意“一区一策”。


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南京农业大学植保学院教授吴益东


       产业化应用的推进过程中还涉及法律合规、耐除草剂作物用药登记、智能育种平台的开发利用等问题。


      生物育种很高效,但一个转基因作物实现产业化,一般也需要12-20年。随着公众的关心重视程度加大,法规科学在产业化过程中也发挥着越来越重要的作用。


      “法规科学是连接生物技术产品研究与产业化桥梁。”华智生物技术有限公司产业发展副总经理陈莹表示,开发一个商业化转基因转化体总费用是1.36亿美元,一个成熟的生物育种产业化运营中,法规科学的投入占比达1/4左右,主要是获得全球审批的法规科学试验、生物技术事务与注册的费用。


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华智生物技术有限公司产业发展副总经理陈莹


      耐除草剂作物用药登记也是科学监管的重要一环。农药管理条例是中国农药管理的基本法规,有一整套系统、复杂的基本要求。在我国境内生产的农药均需登记,具有强制性、原则性、法规性的特点。


       农业农村部农药检定所药政管理处处长赵永辉表示,耐除草剂作物用药的登记要与普通产品作区分,相关企业要选择农业农村部认定的试验单位进行试验。


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农业农村部农药检定所药政管理处处长赵永辉‍


       随着大数据、人工智能等技术的发展,数字化赋能生物育种的趋势越发明显。浙江托普云农科技股份有限公司产品与解决方案中心负责人龙捷频表示,数字化育种软件能够实现对育种材料、区域试验、田间布局、育种人员权限的信息化管理。


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浙江托普云农科技股份有限公司产品与解决方案中心负责人龙捷频


      至于公众对于转基因食品的选择权、知情权问题,早在2015年10月1日正式实施的《食品安全法》,即对转基因食品增加了相关严格规定,强调生产经营转基因食品应当进行显著标示。该法同时规定,未按规定进行标示的,没收违法所得和生产经营的工具、设备、原料等,最高可处货值金额五倍以上十倍以下罚款,情节严重的责令停产停业,直至吊销许可证。该法规保障了消费者的知情权和选择权。