转基因新品种培育:从育种创新到安全至上

人气 1020   2011-3-14 10:10

两会传声

立法滞后已经制约了我国转基因生物技术的有序发展,建议有关部门尽快制定转基因生物安全法。

——全国政协委员、天津大学文法学院法学教授 何悦

重视转基因种粮在我国商业化推广的风险性,尽快建立、完善转基因食品准入制度和市场制度。

——全国政协委员、北京朝阳糖尿病医院院长 王执礼

转基因新品种培育专项重大标志性成果——三系抗虫杂交棉

育种科学家多少年来梦寐以求的事情,就是能够按照人类需求定向地培育所需作物品种。作为现代农业生物的核心技术,转基因技术在缓解资源约束、保障食物安全、保护生态环境、拓展农业功能等方面已经显现出巨大的潜力,正在成为世界各国抢占科技制高点的战略重点。对于中国这个人口大国而言,保障食物安全以及生态安全,是农业生产必须长期面对的重大问题和挑战,将基因技术作为重要的技术突破口,则是提高中国农业生产水平的必然选择。这个选择的前提是安全第一。

农业领域的唯一重大专项

在目前气候不断变化、人口不断增多、自然资源不断减少、害虫不断演化的情况下,增加粮食产量必须依靠科技进步改良品种。然而通过转基因技术达到抗虫害效果、提高农作物产量,只是发展转基因技术的第一步。科学家现在考虑的是如何通过转基因技术使农作物更有效地利用土壤中的氮、磷肥,提高农作物的抗旱能力,使农作物有效地利用水资源,保护环境。此外,科学家更感兴趣是在提高农作物产量的基础之上,如何才能使转基因作物的营养成分更好、品质更高。

为了确保中国农业的可持续发展和粮食安全,作为中国农业领域的唯一项目,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》将转基因生物新品种培育列入了国家科技重大专项。

2008年7月9日,国务院常务会议通过了根据中国农业生产的迫切需求和研发基础编制的《转基因生物新品种培育重大专项实施方案》,这一方案的通过,标志着“转基因生物新品种培育”重大专项在中国正式进入了实施阶段。

这一项目的实施,“一是可以加快中国转基因技术的快速发展,增强农业科技自主创新能力,不断提升中国的生物育种水平;二是可以大幅度提高农业综合生产能力,确保农产品的有效供给,保障粮食安全;三是可以显著减少农药用量,减少家畜养殖污染,提高水肥利用效率,改善农业生态环境,大幅度提高农业生态安全保障能力;四是能明显降低农业生产成本、减轻农民劳动强度,大幅度提高种植业和养殖业的经济效益。”转基因生物新品种培育项目负责人、农业科学院作物科学研究所所长万建民介绍。

转基因作物必须通过安全评价

转基因技术是科学家操纵基因,把需要的基因搬到所需要的农作物中去,有目标的培育人类需要的品种,同时还可以去掉作物中导致人体过敏及其他对人体有害的成分,使之有利于人体健康。每一个新品种的选育都经过了漫长的过程。

经过多年努力,中国在转基因生物新品种培育及产业化应用等方面取得了重大成果。获得了一批具有自主知识产权和重大应用价值的基因,培育了一批突破性的转基因生物新品种,创建了转基因动植物中试和区域示范基地,培植了新兴生物技术产业。

然而对于公众,首先关注的仍是转基因作物的安全性问题。

“转基因作物的安全性主要体现在两个方面,一是对人和动物的健康是否造成影响,二是对环境安全是否造成影响。”这是两个不同的概念。中国科学院院士、中国植物生理学会理事长许智宏说。

首先,对研发出来的转基因作物品种,如中国已经批准的转基因抗虫水稻和转植酸酶基因玉米,都已经做了对人体是否有害、是否有过敏反应、营养成分变化等食品安全试验。其次,特定转基因作物转的抗虫基因除了杀死害虫以外对有益的昆虫是否有影响、对生物的多样性是否有影响等环境生态影响也全部进行了安全检测。

但是截至目前,仍有公众听到抗虫基因、毒蛋白,就怀疑它是否对人体有毒。

许智宏解释,其实,抗虫毒蛋白只对部分昆虫有毒,有很强的专一性。比如转基因棉花和转基因水稻里的抗虫基因所产生的抗虫毒蛋白,只对鳞翅目害虫有毒性,这方面已经做过大量的毒理实验。万建民补充道,种植抗虫转基因棉花后,减少了大量农药,对环境起到了保护作用。同时在转基因棉花地里播种非转基因棉花,或在周围种植其他作物,也提供了使昆虫有繁殖后代的机会,减少了对生物多样性的影响。

转基因安全评价标准更加科学严谨

中国正式实施转基因生物安全管理是在1996年,“当时明确由农业部制定农业生物基因工程安全管理条例,并正式开始了安全性管理。2001年国务院颁发了《农业转基因生物安全管理条例》进一步加强了转基因的安全管理。”中国农业科学院生物技术研究所研究员黄大昉介绍,这些条例和规定涵盖了农业转基因的研究开发、试验生产、加工、进出口各个环节,是全程化的评价和管理,说明中国转基因安全的管理进入了法制轨道。

农业部为转基因水稻和转基因玉米颁发安全证书,经过了大约10年的安全性的评估和审查。“首先,研发单位要提供基因的分子特征、遗传稳定性、环境安全性、食用安全性等方面的研究数据。之后由国家农业生物安全委员会,包括生物技术、环境安全、食品安全、法律法规等方面的专家进行全方位的严格审查。审查结果再送交由农业、卫生、环保等11个部委组成的部际联席会议审查作出决定,最后由农业部颁发允许生产应用的安全证书。”黄大昉解释。

由于转基因水稻既在环境安全性方面涉及到一些珍稀种质资源,包括野生稻,地方品种保护和利用的安全性问题,也涉及到人畜长期食用的问题。因此在国际上,中国对大宗粮油转基因作物的安全性评价所持的态度科学而严谨,作为中国乃至亚洲人民的主粮,国家对转基因水稻生产应用安全证书的审批就更加谨慎。

在食用安全性评价方面,除了必须符合国际食品法典委员会、世界粮农组织和世界卫生组织等有关国际组织和国际惯例的规定之外,还根据中国和亚洲人的膳食结构和大米的主要特点,额外增加了一些关键指标的检测和验证。在环境安全性评价方面,所有转基因作物都涉及到对昆虫天敌和经济昆虫、益虫有没有影响。从生物安全专业的角度来说,中国的科研人员的措辞都是中性、客观的。

对目前的食品安全性试验期比较短,数据表示的安全并不代表未来50年或者几百年依然安全的说法,黄大昉认为,“这种担心是不必要的。”因为目前对转基因食品安全性的评价和评估已经有了科学标准。此外,目前验证转基因食品的安全性是跟现行的食品相比较,转基因食品在营养与品质上与现行食品相同,且没有农药污染更为安全。另外,在评估过程中使用的方法是超量的,这个量代表着一个更长时间可能产生的一些危害。美国在1996年就开始大规模地应用转基因作物,到目前为止没有发生任何一次由于使用转基因食品而产生的健康问题。

管理新举

行政与技术管理并行

提到项目的管理机制,项目组负责人万建民介绍:“按照专项实施方案的总体要求,项目注重统筹协调和制度先行,加强和规范了组织管理,实现了组织管理体制机制的创新和高效运行。”

为保证项目的顺利实施,项目组建立了行政与技术管理并行的组织体系。行政管理体系由专项领导小组、专项管理办公室和地方政府相关部门组成,主要负责专项的决策、组织管理和条件保证。技术管理体系由咨询委员会、总体组和执行专家组组成,分别负责战略咨询、技术指导和项目执行。目前这两个体系在战略决策、组织保障以及研究方向把握和任务落实方面发挥了重要作用。

此外,项目还以专项重大任务为引领,坚持大联合大协作,形成的上中下游紧密结合,多部门多学科联合攻关的协作机制,充分凝聚了各部门优势力量,形成了实施合力。

为保障专项的可持续发展和有序研发,项目特别注重生物安全技术支撑体系建设。课题承担单位成立了生物安全管理小组和相应的管理机构,落实支撑条件。同时,分批次、分层次开展的生物安全管理知识培训,确保了研发的安全和有序。

在顶层设计中,项目坚持产品和产业需求为导向,部署了一批重大和重点研究课题,构建了以重大品种培育为主线,上中下游结合,品种培育与技术突破互为支撑的产品导向型实施模式,增强了专项实施的整体性与系统性。

项目的另一个突出特点是在以产业发展需求为导向的同时,项目组构建的产学研用紧密结合,上中下游一体化的运作模式,推进了转基因生物研发与产业化进程。在产品研发与基地建设方面,项目发挥了主产区优势育种单位的重要作用,快速培育适应不同生态区的转基因新品种新材料。在中试与产业化方面,充分发挥了企业产业发展方面的重要作用,逐步了树立企业在投资、研发和应用的主体地位。

成果亮点

育种和产业化水平显著提升

转基因抗虫棉

中国转基因抗虫棉花品种培育和产业化取得巨大成效。2008年至2010年,新培育36个抗虫转基因棉花品种,累计推广1.67亿亩,实现经济效益160亿元,国产抗虫棉份额达到93%,有效控制了棉铃虫危害。

转基因植酸酶玉米

转植酸酶基因玉米中的植酸酶可以降解饲料中含量丰富的植酸,不但能释放出有利于动物生长发育的无机磷,每年可减少饲料中磷酸氢钙的添加量80—120万吨;减少动物粪、尿中磷的排泄30%—40%,减轻环境污染。

同时,该成果利用农业种植方式替代现存的微生物工业发酵方式生产植酸酶,可减少能源消耗和厂房、设备等投入。

重要功能

基因挖掘

控制水稻理想株型的主效基因IPA1,能使水稻植株产生分蘖减少、茎秆粗壮、穗粒数增加等理想株型。将突变形式的IPA1 基因转育到常规品种秀水11中,可使小区产量增加10%左右。目前挖掘并改造合成和抗鳞翅目害虫的Bt基因和抗褐飞虱的水稻基因多个。室内和田间抗虫性检测结果显示,高效抗虫的转基因水稻新品系T1C-19和T2A-1抗虫性均达到95%以上,已经被应用于棉花、玉米、甘蔗和油菜的转基因抗虫育种。

水稻规模化

转基因技术体系

新型水稻规模化转基因技术体系的转化效率由40%提高到83%,转化周期缩短到3—4个月,具备年转化5000个基因的能力,为规模化评价基因的育种利用价值和转基因育种新材料创制提供了技术平台。

代表委员说专项

让公众更好地了解转基因

许智宏

全国人大代表、中国科学院院士、中国植物生理学会理事长

自20世纪70年代末至80年代初开启转基因植物研究以来,植物转基因技术及其应用飞速发展。在全球人口增长、耕地面积减少、自然环境恶化,农药和化肥过量施用以及农作物增产遭遇瓶颈的背景下,食品价格上涨和粮食安全已成为全球关注问题。随着拟南芥和水稻基因组测序的完成以及对不同植物基因组和功能基因组进行的研究,人们对调控农作物产量、品质,以及对病虫害和逆境胁迫的抗性的分子机理有了更深的了解,一大批重要的功能基因已经克隆,其中不少在转基因作物和分子育种研发中已表现出有很好的应用前景并得到应用,全球已有155个转基因作物品种进入商业化生产,正在对全球农业产生深刻影响。

中国转基因技术研发始于上世纪80年代中期,近十几年转基因作物的培育和推广工作迅速发展。2009年,中国转基因作物种植总面积位居世界第六位,其中转基因抗虫棉的种植,有效地防治了棉铃虫危害,减少了农药使用。

然而,转基因作物研发的历史尚短,伴随转基因作物农业应用的争论也一直不断。为此,在继续推进转基因作物研发和应用的同时,我们也需要加强对转基因食品、环境以及生态安全性的风险评估,并建立专业的检测、安全性评价和监督体系,加强知识创新和知识产权保护。

同时,科学界应及时把研究进展与媒体和公众进行有效沟通,保障公众的知情权和选择权。科学家必须积极地走出实验室到公众当中去,以公众理解的语言宣传和传播科学知识,包括转基因的相关知识;同样科学家也必须向政策制定者及政府官员进行更多的宣传,使政策制定建立在科学基础上,以营造有助于高新技术发展的良好社会环境,促进中国的转基因作物研究及应用健康的发展,并在推动中国农业稳定发展中发挥重要作用。

不失时机地推进新品种产业化

黄大昉

全国政协委员、中国农业科学院生物技术研究所研究员

在国家863、973等项目研究成果的基础上,“国家转基因生物新品种培育”重大科技专项实施以来,在功能基因克隆、大规模遗传转化、生物安全评价与检测、动植物新品种研究等方面获得了显著进展。特别是形成了转抗虫基因三系杂交棉、转植酸酶玉米、转抗虫基因水稻等三项重大标志性成果。这些成果具有自主知识产权,研究水平为国际领先或国际先进,具有巨大的产业发展潜力,已为国内外所瞩目。此外,控制水稻理想株型基因的克隆、高品质转基因奶牛培育等课题也获得了重要的阶段性成果。以上进展表明这一重大专项的设立是必要的,专项管理与实施富有成效。但是,面对国家保障粮食安全、生态安全的重大需求,重大专项负有更为重要的使命,不失时机地推进新品种产业化发展是当前最为紧迫的任务。为此建议:

根据转基因新品种产业化的迫切需要,建立转基因安全评价与品种审定程序的有效衔接,制定更为明确的研究开发和产业化时间表。对于技术业已成熟、已通过安全性评价、具有国际竞争力的重大成果应不失时机地、坚定不移地在今后3—5年内实现产业化。

抓住重大专项实施和农作物种业体制改革之机,以转基因新品种市场开发为动力,积极探索适合中国国情的产学研结合和产业化发展的新途径和新机制。争取用较短时间培育出拥有核心技术、具有较大生产规模、能与跨国公司抗衡的现代育种龙头企业。

大力开展转基因知识的宣传普及工作,以增进公众对国家生物技术发展战略的了解和对现代生物技术的认知,创造转基因新品种产业发展的良好氛围。除主管部门还要动员全社会的力量,全面规划、精心组织、常抓不懈、落到实处。

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