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我国转基因生物产业化亟待突破 |
| 功夫：2021-03-18 起源：中国科学报 |
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许智宏（资料图片，北京大学提供） 2020年底进行的中央经济工作会议指出，要尊沉科学、严格监管，有序推动生物育种产业化利用。要发展种源“卡脖子”技术攻关，立志打一场种业翻身仗。 不久前，农业村落部办公厅颁布《关于激励农业转基因生物原始创新和规范生物资料转移让渡转育的通知》（以下简称《通知》），在农业科研和产业领域引起了宽泛关注。 《通知》的颁布，体现了中央对我国种业发展的高度器沉、对“生物育种创新在塑造农业科技竞争新优势中的主题作用”的注定，以及对打赢种业翻身仗的进展。 当前，我国重要农作物职能基因组钻研已达到国际先进水平，其中水稻职能基因组钻研达到国际当先水平，作物生物育种技术的研发已获得不少成就，但我国转基因生物的产业化亟待突破。 我国种业与蓬勃国度差距不幼 种类是保险粮食安全的基础。凭据结合国粮农组织的资料，粮食总产增长的80%依赖单产提高，单产提高的60%~80%源于良种贡献。“十三五”实现时我国种类对粮食增产的贡献率也已达50%。 近年来，我国固然在种业科技创新方面有了很大的进取，但与蓬勃国度相比还有不幼差距。 国际种业是农业产业抢夺的沉要阵地。大型跨国公司垄断种业市场，前十大种业公司占全球种业市场2100亿元份额的75%以上。 这些国际种业公司大规模选取了现代生物技术育种。所谓的现代生物技术育种，是结合传统的杂交育种，或以优越种类为基础，利用基因组信息、基因操作技术、合成生物学技术等，加快育种过程，以达到精准育种的主张，创造满足分歧需要的作物种类。 国际种业巨头正选取现代信息技术发展数字育种，并将产品延长到大数据支持下的农业决策领域。大型跨国公司新种类造就的重要研发工作在从传统的大田转移到室内，并向数字高通量监测和数字治理逾越。研发人员有更多功夫选配更多的亲本进行杂交，杂交后世、优选品系的群体得以大为扩大，从而大大提高最终选择到拥有特定性状和竞争优势的种类的概率。 即便是在传统育种领域，由于大量现代测试设备的使用，科学家已经能够跟踪杂交群体中某个单株的表型，蕴含特定的生理生化性状等，再结合大数据分析。现代生物技术能极大加快选育过程和效能。 现代种业就是要营造一种产学延注上中下游缜密结合的模式，激励原始创新，支持高水平钻研，预防一哄而上、低水平沉复，能力从体造上确保现代生物工程育种产业的发展，切实有效阐扬投入资金的成效。 为此，种业必须创新，以跟上农业现代化的措施。 职能基因组钻研已进入国际先进水平 《通知》第一条强调，激励原始创新，支持高水平钻研。现实上，我国当局正式支持生物技术始于1987年起头执行的国度高技术钻研发展打算（“863打算”）。“863打算”在生物技术领域中即有农业生物技术专项，支持基因克隆和转基因技术，并很快就在转基因抗虫棉上得到成功。 “863打算”和随后在1997年启动的国度沉点基础钻研发展打算（“973打算”）农业领域支持的多项农业生物职能基因组有关钻研，为我国2008年启动的转基因生物新种类造就沉大专项（以下简称转基因沉大专项）与转基因生物有关的基础钻研和技术研发打下了基础。 十几年来，转基因沉大专项以5种作物（水稻、幼麦、玉米、大豆、棉花）和3种六畜（猪、牛、羊）为沉点，造就了一批有沉大价值的转基因新种类。其中，转基因棉花产业化稳步推动，已育成抗虫棉新种类197个，累计推广5.1亿亩，国产抗虫棉市场份额达到99%，削减农药使用65万吨，直接带头新增产致粉计650亿元。国产抗虫棉已在吉尔吉斯斯坦等国推广种植。 我国科学家已育成一批拥有产业化远景的沉大产品：抗虫转基因水稻，2个已获得安全利用证书，其钟装华恢1号”及其衍生品已获得美国上市许可；抗虫、耐除草剂玉米已有3个获得出产安全利用证书，转育的53个玉米种类达到国度鉴定尺度，合用地域覆盖东北、黄淮海主产区；耐除草剂大豆已有2个获得出产安全利用证书，1个获准在阿根廷贸易化种植；经过多年研发，转人血清白蛋白的转基因水稻新品系已进入出产性试验，成立了年产1吨人血清白蛋白的工艺流程，产品已获临床批件。此表，抗旱和氮高效玉米、抗旱幼麦、抗虫大豆、优质棉、抗乳房炎奶牛、抗蓝耳病猪等转基因产品，也成为将来产业化的种类储蓄。 通过转基因沉大专项的执行，转基因生物新种类研发技术系统得到进一步美满，获得一批有沉大育种价值的基因，并用于育种。 例如，克隆广谱抗稻瘟病基因Pigm，造就出抗稻瘟病新种类，已鉴定新种类6个，推广2000多万亩。由水稻梦想株型基因IPA1，育成“嘉优中科1号”“嘉优中科2号”“嘉优中科3号”等新种类，实现亩产800公斤，最高亩产可达900公斤以上。不少基因也用于改进作物的养吩旆质。 在转基因技术钻研方面，重要农作物遗传转化效能得到大幅提高，其中水稻和棉花系统达到国际当先水平，显著缩短了与蓬勃国度的差距。农作物的精准基因编纂技术有了很快的发展。重要农作物职能基因组钻研已达到国际先进水平，其中水稻职能基因组钻研国际当先。 那些已经获得出产利用安全证书的农业转基因生物是生物工程育种研发中的贵重财富，也是对参加研发的科技人员工作的认可和激励。 问题是若何凭据市场需要使这一阶段的成就实现有序产业化，如《通知》所述，激励已获得出产利用安全证书的农业转基因生物向优越种类转育。从前经验已经证明，我国在转基因抗虫棉的推广利用过程中，由优越种类转育资料育成的一大批抗虫棉种类，阐扬了极大的作用。 企业亟待阐扬主导作用 凭据国际农业生物技术利用服务组织的汇报，全球转基因作物种植面积已从1996年的170万公顷增长到2019年的1.904亿公顷，增长了约112倍。 在转基因作物贸易化的24年间，全球累计种植面积超过27亿公顷，集中在大豆、玉米、棉花、油菜四大作物。转基因大豆是最重要的转基因作物，种植面积占全球转基因作物种植面积的48%。 按单种作物种植面积推算，全球79%的棉花、74%的大豆、31%的玉米和27%的油菜，是生物技术育种的种类。除了前述的四大作物表，已核准进行贸易化出产的作物还有苜蓿、甜菜、甘蔗、番木瓜、红花、土豆、茄子，以及少量的南瓜、苹果和菠萝。 美国已核准18种转基因生物的贸易化出产。2019年全球核准转基因作物种植的国度和地域有29个，核准进口转基因作物产品的国度和地域有42个。种植最多的国度顺次是美国、巴西、阿根廷、印度、加拿大、巴基斯坦，中国排名第七，而起初中国一度曾排名第二。前5个国度种植了全球91%的转基因作物。 我国转基因生物的产业化亟待突破。我国重要作物中，至今仅转基因棉花实现了产业化，还有少量转基因番木瓜的贸易化种植。 影响产业化的成分，除了公家的科学认知和由此造成的市场接受度等社会成分之表，还有关键主题技术原创不及、生物技术产业化政策钻研滞后、现代创新型种业企业和本钱市场尚不成熟等。 《通知》强调，落实企业在农业转基因生物推广利用中的主体职位，支吃祗业组建创新结合体，推进创新资源互融互促。疏导院所高校的优质农业转基因研发成就依照市场机造向企业集聚。推动转基因研发科企合作，激励企业、企业与院所高校结合申报出产利用安全证书，让企业真正成为研发、利用和业务的主体力量。 转基因沉大专项对峙产业和产品导向，这就要求企业在转基因作物产业化中起主导作用。然而，我国传统种业公司普遍规模较幼，且无数是以销售种子为主业，不足研发投入，很难自动追求与研发机构对接，不能适应现代生物育种技术的利用及产品推广。 而我国研发工作重要集中于科研单元和高校，研发经费重要来自当局，加上评估体造上的问题，导致部门研发机构钻营幼而全、自成系统，不足与企业合作的动力。 这是导致我国种业与跨国种业公司主导的种业创新之间差距的一个成分。随着我国一部门农业企业急剧成长，我相信这种情况会产生扭转。 生物安全监管有技术保险 《通知》对转基因生物安全十吩祺沉。积年来，我国已颁布《生物安全法》《种子法》《农业转基因生物安全治理条例》《农业转基因生物安全评价治理法子》《农业转基因生物标识治理法子》《农业转基因生物进口安全治理条例》等司法律规，成立起齐全的转基因育种生物安全保险系统。农业转基因生物安全治理的关键在切实落实研发单元的责任，将生物安全治理落实到研发执行的全过程。 《通知》将转移让渡转育汇报纳入农业转基因生物安全评价中安全治理措施审查领域。这是针对在农业转基因生物资料转移让渡转育过程中的新情况作出的划定，旨在规范研发单元和人员的行为。 如《通知》所述，这是凭据已颁布的司法律规进一步推进和规范农业转基因生物研发利用有关活动的措施，或者说是对已有司法律规的补充。所有有关研发人员都应自觉遵守这些司法律规。这也是从事这方面工作的研发单元和企业，以及所有涉及的研发人员的社会责任地点。 为切实加强生物安全督导查抄、对产品进行科学正确而高效的安全查抄，我国获准的第三方检测机构，除了通例的基因及其产品检测表，还开发了全基因组扫描分子特点分析技术、转基因生物高通量和可视化检测技术、非靶标生物安全评价技术、基因漂移评估与节造技术、生物毒理学安全评价技术、生物致敏性安全评价技术等专门的检测技术，以确保通过检测的产品的生物安全和环境安全。 应为新技术营造优良的科研氛围 现代育种已进入精准设计育种阶段，即能够由选择的底盘种类，通过精准设计与创造，造就出设计型种类，来满足人类各类分歧的需要。 另一方面，人类在对野生植物驯化、选育的过程中，也让野生植物原有的一些优越性状迷失了，如对特定病虫害的抗性、对恶劣环境的抗性、特定的韵味等。通过沉新设计与急剧驯化，有可能加快获得拥有迷失的优越性状的新驯化种。 最近，中国科学院院士李家洋团队结合国内表科学家在《细胞》上颁发的钻研汇报，通过组装异源四倍体高秆野生稻的基因组，绘造了异源四倍体野生稻重新驯化的“蓝图”。由此可见，现代生物育种技术创新在农业科技竞争中的主题作用。 值妥贴心的是，在现代生物育种技术发展中，基因编纂、合成生物学阐扬了很大的作用。将来的生物育种技术将生长出一大批基因编纂作物、全基因组选择作物、多基因设计作物。 例如，合成生物学的理想和技术，不仅用于育种，并且将使好多植物沉要但量幼的有效成分，通过微生物来出产。好比合成拥有药理作用的罕见人参皂苷的基因，可在酵母中使之高表白，用发酵来出产人参的罕见皂苷。又如，中国科学家造就了世界上第一株用CRISPR技术获得的基因编纂植物，并率先发展农作物复杂基因组编纂钻研。 至今，中国在全球农业基因编纂的知识产权、专利数量和竞争力方面有显著的优势。 当局应在政策层面，营造优良的研发环境氛围。同时，当局应持续增长研发投入，出格是对有关的基础钻研和突破性技术研发的不变支持，也要激励企业加大对研发的投入。 问题在于，至今我国尚未成立基因编纂植物的监管律例，基因编纂植物也未能贸易化出产。自2016年以来，我国科学家已屡次在分歧场所提出基于科学的基因编纂作物的监管政策建议，其基调是在基因编纂作物及其产品中，对没有表源基因的产品要放活；对有非植物起源的表源基因的基因编纂产品，则依照转基因植物治理法子进行监管。 对这类发展极为迅快的高新技术，但愿当局主管部门高度器沉，实时造订相应的监管律例，以推进技术的进一步发展美满及其产业化利用。 |
