轉(zhuǎn)基因育種是生物育種的重要方面，也是迄今為止全球發(fā)展速度最快、應(yīng)用范圍最廣、產(chǎn)業(yè)影響最大的現(xiàn)代生物育種技術(shù)。

      今年是全球生物技術(shù)/轉(zhuǎn)基因投入實(shí)際應(yīng)用的第43年，也是生物技術(shù)/轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化的第29年，現(xiàn)代種業(yè)已進(jìn)入“常規(guī)育種+現(xiàn)代生物技術(shù)育種+信息化育種”的4.0時代。

      截至2024年10月，已有30多個國家批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因作物的種植。這表明利用生物技術(shù)作為應(yīng)對糧食安全和氣候變化等全球挑戰(zhàn)的可持續(xù)工具方面取得了顯著增長。

      01

      哪些國家種植轉(zhuǎn)基因作物

      據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年，轉(zhuǎn)基因作物種植面積已連續(xù)四年增長，達(dá)2.063億公頃，較2013年增長超20%。

      美國是全球最大轉(zhuǎn)基因種植國家，轉(zhuǎn)基因作物種植面積占比36.1%。巴西緊隨其后，種植面積占比32.4%。

      美國：主要種植的轉(zhuǎn)基因作物包括玉米、大豆、棉花、油菜和甜菜等。

      巴西：主要作物有大豆、玉米和棉花等。

      阿根廷：主要種植轉(zhuǎn)基因大豆、玉米和棉花。

      加拿大：主要種植轉(zhuǎn)基因油菜、玉米和大豆。

      印度：主要種植轉(zhuǎn)基因棉花。

      中國：種植的轉(zhuǎn)基因作物主要包括棉花和木瓜等。

      巴拉圭：轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長率在全球位居前列，主要作物為大豆和玉米。

      南非：主要種植轉(zhuǎn)基因玉米和大豆。

      澳大利亞：種植的轉(zhuǎn)基因作物包括棉花和油菜等。

      肯尼亞：主要種植轉(zhuǎn)基因棉花。

      加納：主要種植轉(zhuǎn)基因豇豆。

      布基納法索：主要種植轉(zhuǎn)基因棉花。

      除了上述國家外，還有許多其他國家也種植轉(zhuǎn)基因作物，但種植面積和作物種類可能較少。

      02

      轉(zhuǎn)基因作物主要有哪些

      全球已開展轉(zhuǎn)基因種植的作物包含大豆、玉米、棉花、油菜、苜蓿、甜菜等。以種植面積排序，大豆居首位，占轉(zhuǎn)基因作物總面積48.9%，其次分別為玉米、棉花，占總面積的33.6%和11.7%。

      值得注意的是，小麥是最近開展轉(zhuǎn)基因商業(yè)化的作物。

      截至2024年8月，ISAAA轉(zhuǎn)基因批準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫（GMAD）共有 614項(xiàng)轉(zhuǎn)基因事件批準(zhǔn)，其中玉米的批準(zhǔn)最多（290個事件），其次是棉花（72個事件）和馬鈴薯（52個事件）。

      大多數(shù)事件（405 個事件）具有疊加的事件，209個事件具有單一的事件。食品、飼料和種植的批準(zhǔn)在2022年達(dá)到頂峰。從1998年到2023年，哥倫比亞的食品批準(zhǔn)數(shù)量最多，而歐盟和阿根廷分別在飼料和種植批準(zhǔn)方面名列前茅。

      最新轉(zhuǎn)基因作物性狀

      TELA玉米。2024 年 1 月 11 日，尼日利亞批準(zhǔn)了四個具有抗蟲性（螟蟲和草地貪夜蛾）抗旱性狀的轉(zhuǎn)基因玉米品種。玉米品種的開發(fā)是TELA玉米項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目由非洲農(nóng)業(yè)技術(shù)基金會（AATF）和埃塞俄比亞、肯尼亞、莫桑比克、尼日利亞、南非、坦桑尼亞和烏干達(dá)的合作伙伴實(shí)施。在良好的農(nóng)藝實(shí)踐下，批準(zhǔn)的品種表現(xiàn)出每公頃高達(dá)10噸的產(chǎn)量優(yōu)勢。類似雜交種的全國平均產(chǎn)量為每公頃6噸。在幾個非洲國家，螟莖蟲減少了玉米產(chǎn)量，而草地貪夜蛾每年可摧毀非洲多達(dá)2000萬噸玉米，足以養(yǎng)活1億人。

      黃金米。這種富含維生素 A 的大米在菲律賓被稱為 Malusog Rice（健康大米），于 2021 年在該國獲準(zhǔn)進(jìn)行商業(yè)繁殖。國際水稻研究所 （IRRI） 和菲律賓水稻研究所 （PhilRice） 的研究人員對水稻進(jìn)行了改造，以提供高達(dá)幼兒維生素 A 估計(jì)平均需求的 50%，幼兒是該國最容易患維生素 A 缺乏癥 （VAD） 的年齡組。在菲律賓最貧困的社區(qū)，約有五分之一的兒童患有 VAD，據(jù)估計(jì)，全球有 1.9 億兒童患有 VAD。這種情況是兒童失明的最常見原因，也是導(dǎo)致免疫系統(tǒng)減弱的一個因素。

      抗 TR4 香蕉。對真菌病害鐮刀菌枯萎病熱帶種族 4 （TR4） 或巴拿馬病具有抗性的轉(zhuǎn)基因卡文迪什香蕉 QCAV-4 已于 2024 年在澳大利亞獲得商業(yè)種植許可。它是世界上第一個被批準(zhǔn)種植的轉(zhuǎn)基因香蕉，也是第一個在澳大利亞獲準(zhǔn)種植的生物技術(shù)水果。

      產(chǎn)量增強(qiáng)的桉樹。具有體積木材增加、除草劑耐受性、抗蟲性和抗生素抗性特征的轉(zhuǎn)基因桉樹已獲準(zhǔn)于 2024 年在巴西種植。由富優(yōu)基因集團(tuán)開發(fā)的 GM 桉樹是同類產(chǎn)品中第一個于 2015 年獲得商業(yè)使用許可證的產(chǎn)品，此后經(jīng)過改進(jìn)以提供優(yōu)化的衍生物，表現(xiàn)出加速生長并生產(chǎn)比傳統(tǒng)桉樹更多的木材，并可能減少森林的足跡，同時產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

      發(fā)光的牽牛花。由 Light Bio 為花園和家庭設(shè)計(jì)的螢火蟲牽牛花在充足的陽光和最佳生長條件下會發(fā)光。白天看起來白色的花朵經(jīng)過基因工程改造，在黑暗中發(fā)出綠色光芒。Light Bio 宣布于 2024年 4 月首次發(fā)貨 50,000 株發(fā)光的牽?；?。

      03

      生物育種產(chǎn)業(yè)化下的中國

      轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了技術(shù)成熟期和產(chǎn)業(yè)發(fā)展期之后，目前已進(jìn)入以搶占技術(shù)制高點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)為目標(biāo)的戰(zhàn)略機(jī)遇期。

      放眼全球，圍繞種子，特別是轉(zhuǎn)基因種子的爭奪戰(zhàn)正趨于白熱化，其市場被少數(shù)巨頭瓜分。2020年德國拜耳、美國科迪華兩家國際轉(zhuǎn)基因種業(yè)巨頭，占據(jù)了全球種業(yè)近40%的市場份額。

      轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)化浪潮奔涌。推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化，是我國追趕世界科技前沿和保障國家糧食安全的戰(zhàn)略選擇。

      統(tǒng)計(jì)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2019年至今發(fā)布的批準(zhǔn)清單可知，截至目前，我國共有20個轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)化體、7個轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)化體獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，包括：抗蟲耐除草劑玉米12個，耐除草劑玉米6個，抗蟲玉米2個；抗蟲耐除草劑大豆1個、耐除草劑大豆5個、抗蟲大豆1個。

      擁有轉(zhuǎn)化體數(shù)量較多的均為企業(yè)：大北農(nóng)、杭州瑞豐各6個，新安化工4個，中國種子集團(tuán)3個。2024年5月8日發(fā)布的最新批準(zhǔn)清單中，奧瑞金種業(yè)首次獲得一個抗蟲耐除草劑玉米的安全證書。

      在有限的資源條件下，轉(zhuǎn)基因、基因編輯等生物育種技術(shù)是“藏糧于技”最可行、最有效的手段之一。中國轉(zhuǎn)基因糧食產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)停滯太久。如今，產(chǎn)業(yè)化不斷推進(jìn)，困難不斷解決，市場持續(xù)開拓，一個更好的未來令人期待。

      以下是國際機(jī)構(gòu)正在籌備中的轉(zhuǎn)基因作物：

      LATEST Rice項(xiàng)目開發(fā)了高效氮、節(jié)水和耐鹽的水稻，產(chǎn)量提高了10-15%，氮的使用量減少了30%，總生產(chǎn)成本降低了15%。尼日利亞國家谷物研究所已經(jīng)進(jìn)行了多地點(diǎn)試驗(yàn)。

      位于Umudike的國家塊根作物研究所和Donald Danforth 植物科學(xué)中心一直在為東非、尼日利亞和其他西非國家開發(fā)兩種抗病毒木薯品種。尼日利亞VIRCA Plus產(chǎn)品含有更高的鐵和鋅含量，可改善營養(yǎng)、生物強(qiáng)化和抗病能力。

      包括歐盟研究機(jī)構(gòu)和美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局在內(nèi)的一個國際財(cái)團(tuán)開發(fā)了 HoneySweet，一種對李子痘病毒有抵抗力的李子樹?，F(xiàn)場試驗(yàn)顯示出有希望的結(jié)果，開發(fā)人員希望在未來幾年內(nèi)在歐盟獲得商業(yè)化的最終批準(zhǔn)。

      菲律賓大學(xué)Los Baños開發(fā)了一種對木瓜環(huán)斑病毒具有抗性的轉(zhuǎn)基因木瓜。這種轉(zhuǎn)基因作物預(yù)計(jì)在70年內(nèi)的總收益約為 US$16M。2014年和2017年的現(xiàn)場試驗(yàn)已經(jīng)完成，進(jìn)一步試驗(yàn)的準(zhǔn)備工作正在進(jìn)行中。

      肯尼亞的研究人員正在研究抗蟲和耐旱玉米、抗木薯褐紋?。–BSD）的木薯、增強(qiáng)型維生素 A、鋅和鐵高粱，以及抗晚疫病馬鈴薯。這些作物可能會在未來五年內(nèi)商業(yè)化。

      印度尼西亞也開始研究高蔗糖甘蔗、黃金大米和Fe-Zn生物強(qiáng)化大米。密歇根州立大學(xué)（MSU）和國家研究與創(chuàng)新署在 2023-2024 年對具有堆疊基因的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的格蘭諾拉麥片和鉆石品種進(jìn)行安全性研究方面也向前邁出了一步。

      德里大學(xué)的轉(zhuǎn)基因芥末正在印度的監(jiān)管審批系統(tǒng)中緩慢進(jìn)展。印度使用生物技術(shù)改進(jìn)的其他作物是香蕉、卷心菜、木薯、花椰菜、鷹嘴豆、棉花、茄子、木瓜、花生、木豆、土豆、水稻、高粱、甘蔗、西紅柿、西瓜和小麥。

      哥斯達(dá)黎加研究人員正在研究抗旱稻米和番茄紅素含量較高的轉(zhuǎn)基因粉紅菠蘿。盡管粉紅菠蘿尚未獲準(zhǔn)商業(yè)化，但研究人員已獲得哥斯達(dá)黎加國家技術(shù)生物安全委員會的持續(xù)許可，可以擴(kuò)大生產(chǎn)。

      一些哥倫比亞研究機(jī)構(gòu)一直在開發(fā)抗黃葉病毒的甘蔗品種和耐糖、生物質(zhì)和鹽、鋁和水脅迫性更高的栽培品種，以及轉(zhuǎn)基因稻、木薯、可可、蓖麻籽、印加果、馬鈴薯和咖啡品種。

      正在開發(fā)對真菌和病毒具有抗性的生物技術(shù)葡萄和堅(jiān)果，以及土豆、水稻和玉米。

      巴西還有幾種正在籌備中的轉(zhuǎn)基因作物等待商業(yè)批準(zhǔn)，包括馬鈴薯、木瓜、水稻和柑橘，這些作物正處于開發(fā)和批準(zhǔn)的早期階段。

      孟加拉國農(nóng)業(yè)研究所和 MSU 正在開發(fā)抗晚疫病馬鈴薯。2023 年開始在四個研究站進(jìn)行現(xiàn)場對照試驗(yàn)。

      來源丨農(nóng)財(cái)君綜合整理

      編輯丨農(nóng)財(cái)君

      聯(lián)系農(nóng)財(cái)君丨18565265490

      新時代 新種業(yè)

      南方農(nóng)村報(bào)丨農(nóng)財(cái)寶典