[導(dǎo)讀] 無(wú)論轉(zhuǎn)基因面臨多少挑戰(zhàn),遭受多少質(zhì)疑,在中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員朱楨看來(lái),轉(zhuǎn)基因技術(shù)仍是育種的主流技術(shù)手段。在日前召開的“農(nóng)業(yè)前沿生物技術(shù)前瞻”圓桌會(huì)議上,轉(zhuǎn)基因成為專家們繞不過(guò)的熱議話題。

　　轉(zhuǎn)基因研發(fā)競(jìng)跑，中國(guó)不能掉隊(duì)

　　本報(bào)記者 付麗麗

　　■關(guān)注轉(zhuǎn)基因

　　無(wú)論轉(zhuǎn)基因面臨多少挑戰(zhàn)，遭受多少質(zhì)疑，在中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員朱楨看來(lái)，“轉(zhuǎn)基因技術(shù)仍是育種的主流技術(shù)手段。轉(zhuǎn)基因的前沿基礎(chǔ) 研究，對(duì)多學(xué)科發(fā)展起到牽動(dòng)作用。通過(guò)重大專項(xiàng)的實(shí)施，承擔(dān)單位的育種能力逐漸提高，中上游結(jié)合更加緊密。” 在日前召開的“農(nóng)業(yè)前沿生物技術(shù)前瞻”圓桌會(huì)議上，轉(zhuǎn)基因成為專家們繞不過(guò)的熱議話題。

　　雖然產(chǎn)業(yè)化滯后，但與會(huì)專家形成一致共識(shí)的是：我國(guó)在轉(zhuǎn)基因研發(fā)方面已從“跟跑”到“并跑”甚至部分“領(lǐng)跑”，在世界各國(guó)以轉(zhuǎn)基因?yàn)楹诵牡纳锛夹g(shù)競(jìng)技中，中國(guó)必須積極參與并引領(lǐng)其發(fā)展。

　　“在這種情況下，系統(tǒng)分析我國(guó)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研發(fā)能力，規(guī)劃制定發(fā)展戰(zhàn)略，有利于促進(jìn)我國(guó)轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。”中國(guó)工程院院士萬(wàn)建民表示。

　　全球轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)加劇

　　“轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指利用基因重組技術(shù)，將人工分離或修飾的功能基因?qū)肷矬w，從而使其在抗病蟲、抗逆、營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)等方面滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類消費(fèi)需求的 一種技術(shù)。” 5月1日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所研究員林敏在接受科技日?qǐng)?bào)記者專訪時(shí)說(shuō)，理論上講，轉(zhuǎn)基因與傳統(tǒng)育種技術(shù)是一樣的，只是速度更快、效率更高。

　　轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用經(jīng)歷了技術(shù)成熟期和產(chǎn)業(yè)發(fā)展期，目前已進(jìn)入以搶占技術(shù)制高點(diǎn)與培育現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)業(yè)新增長(zhǎng)點(diǎn)為目標(biāo)的戰(zhàn)略機(jī)遇期。

　　林敏介紹，當(dāng)前全球轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)呈現(xiàn)新的態(tài)勢(shì)。一是研究領(lǐng)域不斷拓展。研究種類由最初非食用的煙草、林木、棉花到直接食用的水稻、蔬菜、水果等；目 標(biāo)性狀從單一的抗蟲、耐除草劑向抗旱、養(yǎng)分高效利用等方向拓展；含有復(fù)合功能基因、改善營(yíng)養(yǎng)、增進(jìn)健康的新一代轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)明顯提速，成為競(jìng)爭(zhēng)的新熱 點(diǎn)。美國(guó)新推出的轉(zhuǎn)基因玉米，聚合了8種新型基因，能夠兼抗地上地下6種害蟲并耐2種除草劑。二是轉(zhuǎn)基因技術(shù)更加準(zhǔn)確高效。新一代基因轉(zhuǎn)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了定點(diǎn) 整合、無(wú)選擇標(biāo)記和外源基因刪除，轉(zhuǎn)化過(guò)程更為精準(zhǔn)可靠；突破了基因型限制和多基因聚合的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、工廠化操作，大大提高了轉(zhuǎn)化效 率。三是研發(fā)投入大幅度提升。巴西、阿根廷、印度等發(fā)展中國(guó)家對(duì)轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)投入成倍增加，勢(shì)頭強(qiáng)勁。世界前三強(qiáng)種業(yè)公司（孟山都、杜邦—先鋒、先正 達(dá)）年研發(fā)投入均超過(guò)10億美元，占銷售收入的10%左右。

　　“轉(zhuǎn)基因是育種的核心技術(shù)，目前仍是產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，中國(guó)不能中途掉隊(duì)。”林敏說(shuō)。

　　轉(zhuǎn)基因水稻研究,我國(guó)居國(guó)際領(lǐng)先地位

　　就轉(zhuǎn)基因技術(shù)而言，我國(guó)的態(tài)度是一貫的，即要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研發(fā)，搶占技術(shù)制高點(diǎn)。從近10年來(lái)中央一號(hào)文件有7次提到轉(zhuǎn)基因，便可見(jiàn)一斑。

　　事實(shí)上，自上世紀(jì)80年代初期，“863”、“973”等國(guó)家科技計(jì)劃都將轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)與安全性評(píng)價(jià)研究作為重大項(xiàng)目予以支持，2008年國(guó)家啟動(dòng)實(shí)施了“轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)”，將轉(zhuǎn)基因技術(shù)上升至國(guó)家戰(zhàn)略。

　　“正是由于國(guó)家的支持，特別是重大專項(xiàng)的實(shí)施，我國(guó)在轉(zhuǎn)基因研發(fā)方面取得了一批標(biāo)志性成果，逐漸縮短了與國(guó)際的差距。”中國(guó)工程院院士尹偉倫說(shuō)。

　　尹偉倫介紹，我國(guó)是世界上繼美國(guó)之后，第二個(gè)擁有自主研制抗蟲棉的國(guó)家，國(guó)產(chǎn)抗蟲棉市場(chǎng)份額由最初的5%，上升到目前的95%，抗蟲棉品種的應(yīng)用減少 殺蟲劑用量70%—80%。此外，新型抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻抗螟蟲效果達(dá)95%以上，比對(duì)照增產(chǎn)5%以上；抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米高抗玉米螟，比對(duì)照增產(chǎn)5%—8%等 等。

　　“尤為值得一提的是，2013年—2015年，以水稻為材料的生物技術(shù)領(lǐng)域，發(fā)表在《自然》《科學(xué)》雜志的論文，67%都是由中國(guó)科學(xué)家在本土獨(dú)立完成的，研究水平居國(guó)際領(lǐng)先地位。”尹偉倫強(qiáng)調(diào)。

　　此外，我國(guó)目前在牛和山羊等主要家畜上的克隆效率居國(guó)際同一水平；我國(guó)科學(xué)家獨(dú)立完成了秈稻的全基因組測(cè)序，成為少數(shù)幾個(gè)能獨(dú)立完成作物測(cè)序工作的國(guó)家之一。

　　林敏也認(rèn)為，對(duì)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的理論基礎(chǔ)研究，特別是農(nóng)業(yè)生物組學(xué)方面，中國(guó)與美國(guó)已成為目前最強(qiáng)的兩個(gè)國(guó)家。據(jù)有關(guān)報(bào)道，2013年中國(guó)發(fā)表轉(zhuǎn)基因SCI論文數(shù)量為432篇，比美國(guó)少71篇；2014年中國(guó)達(dá)到447篇，與美國(guó)僅相差9篇。

　　擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可用基因是關(guān)鍵

　　“盡管基礎(chǔ)研究成績(jī)斐然，但不容否認(rèn)，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)水平的差距依然很大，整體研發(fā)力量依然薄弱，原始創(chuàng)新能力亟待提升。特別是在轉(zhuǎn)基因核心技術(shù)方面，依然是受制于人，需要進(jìn)一步提升。”林敏說(shuō)。

　　林敏表示，迄今為止，我國(guó)的基因克隆研究源頭創(chuàng)新能力不足,現(xiàn)有基因也難以滿足我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求。比如說(shuō)，目前還沒(méi)有獲得有應(yīng)用價(jià)值和自主知識(shí) 產(chǎn)權(quán)的抗旱耐鹽等功能基因；高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)基因方面，在營(yíng)養(yǎng)高效、高光效、代謝調(diào)控、耐貯藏、特殊成分積累等基因研究方面與國(guó)際水平相比存在很大差距，轉(zhuǎn)基因研 究所涉及的基因及其表達(dá)調(diào)控元件主要來(lái)自國(guó)外等等。

　　一個(gè)基因可以發(fā)展一個(gè)產(chǎn)業(yè)。美國(guó)、日本和澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家擁有全球71%以上的水稻基因?qū)＠?0%以上的玉米基因?qū)＠?0％以上的小麥基因和75%以上的棉花基因的專利，中國(guó)基因?qū)＠麛?shù)不足美國(guó)的十分之一。

　　“我們克隆的基因絕大多數(shù)屬于是有專利的無(wú)價(jià)值,有價(jià)值的沒(méi)有專利，缺乏擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可用基因是我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵制約瓶頸。”再就是一些關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，如大規(guī)模篩選、高通量鑒定和高水平表達(dá)技術(shù)方面，我國(guó)大大落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。

　　“我國(guó)農(nóng)業(yè)‘短板’就是缺乏核心關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)這些基礎(chǔ)的原始創(chuàng)新，希望國(guó)家能夠持續(xù)穩(wěn)定的支持。”林敏呼吁。

　　轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品 不只是農(nóng)作物

　　曾幾何時(shí)，轉(zhuǎn)基因似乎成了農(nóng)產(chǎn)品的代名詞，提起轉(zhuǎn)基因，人們就會(huì)想到水稻、小麥、玉米等等。

　　“事實(shí)上，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用更早，作用也越來(lái)越突出。”林敏說(shuō)，上世紀(jì)90年代，微生物基因工程技術(shù)發(fā)展迅速，即采用以重組DNA技術(shù)為核心的現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)微生物進(jìn)行遺傳改良，構(gòu)建高效工程菌，在工業(yè)、醫(yī)藥和能源領(lǐng)廣泛應(yīng)用。

　　在工業(yè)方面，經(jīng)過(guò)改造的工程菌主要用于生產(chǎn)食品酶制劑、添加劑和洗滌的酶制劑等產(chǎn)品。比如，我們天天食用的味精、酸奶、啤酒等都會(huì)用到轉(zhuǎn)基因技術(shù)。林 敏介紹，味精是微生物代謝過(guò)程中產(chǎn)生的代謝物，一般來(lái)講，這些代謝物的產(chǎn)量很少，這樣在其生產(chǎn)過(guò)程中就會(huì)用到轉(zhuǎn)基因工程菌，對(duì)微生物加以改造，使其產(chǎn)量增 加。酸奶、啤酒也是這樣，其生產(chǎn)過(guò)程需要添加酶的處理，而這些蛋白酶大多是通過(guò)轉(zhuǎn)基因微生物發(fā)酵生產(chǎn)的。

　　“尤其是近幾年，新一代轉(zhuǎn)基因作物不斷涌現(xiàn)，像蘑菇、蘋果、馬鈴薯改良品種、轉(zhuǎn)基因魚等等。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所研究員黃大昉說(shuō)，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品不再是以前所說(shuō)的大豆、玉米、棉花等作物，已經(jīng)出現(xiàn)了水果、蔬菜甚至是很多其他的一些作物。

　　中國(guó)科學(xué)院院士桂建芳指出，目前，人們實(shí)現(xiàn)了對(duì)魚類單個(gè)堿基的編輯、修飾，改變某個(gè)基因編碼，造成功能蛋白發(fā)生變化，而不破壞其他成分。近幾年，其研 究團(tuán)隊(duì)對(duì)鯉魚、草魚的全基因組解析，對(duì)控制性狀，以及控制生殖、生長(zhǎng)、抗病的功能基因有了全新的認(rèn)識(shí)，這對(duì)實(shí)現(xiàn)精確調(diào)控意義重大。

　　未來(lái)轉(zhuǎn)基因技術(shù)依然大有可為

　　近年來(lái)，以生物組學(xué)、新一代育種技術(shù)如基因組編輯技術(shù)、合成生物技術(shù)等為代表的前沿生物技術(shù)發(fā)展迅速，并廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，為解決全球性糧食、環(huán) 境、健康、能源問(wèn)題提供了不可替代的技術(shù)支撐作用。“但這并不是說(shuō)轉(zhuǎn)基因技術(shù)就不重要了，它作為其中的一個(gè)過(guò)程，依然不可替代。”林敏說(shuō)。

　　對(duì)此，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)羅云波教授表示，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段歷史時(shí)間內(nèi)還是一個(gè)非常重要的技術(shù)，即便是現(xiàn)在被認(rèn)為前沿的基因編輯技術(shù)，也是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的一種延伸和擴(kuò)展。

　　在轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用20年后，科學(xué)界對(duì)一種叫做“基因組或基因編輯”的新生物技術(shù)的潛力充滿期盼。其中被命名為CRISPR（成簇的規(guī)律間隔短回文重復(fù) 序列）的技術(shù)被認(rèn)為最具前途，其可以在預(yù)先確定的位置切割DNA，并精確地插入突變或者在基因組的最佳位置改變單核苷酸，從而使表達(dá)最大化。“其‘真正力 量’在于能夠編輯和更改單個(gè)和多個(gè)植物自身基因（而非轉(zhuǎn)基因）的能力，對(duì)重要的性狀如抗旱性進(jìn)行編碼，產(chǎn)生有用的非轉(zhuǎn)基因的改良作物。”有專家稱。

　　尹偉倫認(rèn)為，當(dāng)前，轉(zhuǎn)基因測(cè)序、調(diào)控仍處于盲目的基因克隆、轉(zhuǎn)導(dǎo)階段，精準(zhǔn)基因技術(shù)遠(yuǎn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，只能是大量地轉(zhuǎn)再?gòu)闹泻Y選。轉(zhuǎn)基因如何準(zhǔn)確地切入，怎樣實(shí)現(xiàn)性狀的準(zhǔn)確調(diào)控，并最終服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活的需求，值得進(jìn)一步深入探索。

　　“未來(lái)，不再是過(guò)去那樣對(duì)單基因的轉(zhuǎn)移，而是要發(fā)展合成生物技術(shù)，為光合作用（高產(chǎn)）、生物固氮（節(jié)肥、穩(wěn)產(chǎn)、增效）、生物抗逆（節(jié)水耐旱、耐鹽堿 等）和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化等世界性農(nóng)業(yè)難題提供解決方案。合成生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用，有望克服全球資源短缺和極端氣候變化等農(nóng)業(yè)發(fā)展的‘瓶頸’，突破性提高對(duì)光、 肥、水的利用率，將開創(chuàng)人類按照自身需求設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)生物、創(chuàng)制新型高效智能人工品種的新紀(jì)元。”林敏說(shuō)。