轉(zhuǎn)基因技術(shù)為保障糧食安全注入新動(dòng)能
訪中國(guó)工程院院士吳孔明、萬(wàn)建民
本報(bào)記者 吳晶
民為國(guó)基，谷為民命。糧食安全是國(guó)家安全的重要基礎(chǔ)。
10月13日，海關(guān)總署公布數(shù)據(jù)顯示，1至9月我國(guó)糧食進(jìn)口量12827.3萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)29.3%。其中，大豆進(jìn)口量占糧食進(jìn)口總量的57.67%。我國(guó)是糧食生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，糧食供需總量基本平衡。但大豆、玉米以及部分種源仍依賴進(jìn)口，種業(yè)“卡脖子”問(wèn)題亟待解決。
突破資源約束，保障國(guó)家糧食安全，歸根結(jié)底要靠科技創(chuàng)新和應(yīng)用。習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)，要下決心把民族種業(yè)搞上去，抓緊培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，從源頭上保障國(guó)家糧食安全。
2021年中央一號(hào)文件提出要加快實(shí)施農(nóng)業(yè)生物育種重大科技項(xiàng)目。轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為全球發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的生物育種技術(shù)，成為我們必須搶占的科技制高點(diǎn)。
我國(guó)轉(zhuǎn)基因技術(shù)目前發(fā)展水平如何？轉(zhuǎn)基因食品是否安全？轉(zhuǎn)基因技術(shù)在保障我國(guó)糧食安全方面能發(fā)揮何種作用？就這些問(wèn)題，記者采訪了中國(guó)工程院院士，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院黨組副書(shū)記、副院長(zhǎng)吳孔明，中國(guó)工程院院士，國(guó)家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項(xiàng)技術(shù)總師萬(wàn)建民。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用引發(fā)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的革命性變化，深刻改變了農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易格局，已成為國(guó)際農(nóng)業(yè)科技戰(zhàn)略必爭(zhēng)的前沿領(lǐng)域
記者：什么是轉(zhuǎn)基因，主要在哪些方面應(yīng)用？
吳孔明：轉(zhuǎn)基因，就是科學(xué)家利用工程技術(shù)將一種生物的一個(gè)或多個(gè)基因轉(zhuǎn)移到另外一種生物體內(nèi)，從而讓后一種生物獲得新的性狀。比如，將微生物體內(nèi)的抗蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)入棉花、水稻或玉米，培育成對(duì)棉鈴蟲(chóng)、卷葉螟及玉米螟等昆蟲(chóng)具有抗性的轉(zhuǎn)基因棉花、水稻或玉米。
目前，國(guó)際上轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、能源等領(lǐng)域，成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，在未來(lái)數(shù)十年內(nèi)將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生重大影響。目前廣泛使用的人胰島素、重組疫苗、抗生素、干擾素和啤酒酵母、食品酶制劑、食品添加劑等有很多都是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。
記者：轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域能帶來(lái)哪些益處？
萬(wàn)建民：在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，國(guó)際上已經(jīng)培育了一大批具有抗蟲(chóng)、抗病、耐除草劑、優(yōu)質(zhì)、抗逆等優(yōu)良性狀的轉(zhuǎn)基因作物新品種。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有效降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人工成本，減少了農(nóng)藥使用量，減少災(zāi)害損失，在緩解資源約束、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、改善和提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，推進(jìn)綠色發(fā)展方面發(fā)揮了重大作用，引發(fā)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的革命性變化，深刻改變了農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易格局，已經(jīng)成為國(guó)際農(nóng)業(yè)科技戰(zhàn)略必爭(zhēng)的前沿領(lǐng)域。
全球轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)不斷擴(kuò)大。自1996年轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化以來(lái)，全球29個(gè)國(guó)家或地區(qū)批準(zhǔn)種植，42個(gè)國(guó)家或地區(qū)批準(zhǔn)進(jìn)口，種類從轉(zhuǎn)基因大豆、棉花、玉米、油菜拓展到馬鈴薯、蘋(píng)果、苜蓿等32種植物，累計(jì)種植400多億畝。在已批準(zhǔn)商業(yè)種植的主要國(guó)家，轉(zhuǎn)基因作物種植比例已接近飽和。全球范圍內(nèi)主要轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植比例，棉花79%，大豆74%，玉米31%，油菜27%。
通過(guò)安全評(píng)價(jià)依法批準(zhǔn)上市的轉(zhuǎn)基因食品是安全的，與傳統(tǒng)食品同等安全
記者：有一些人認(rèn)為“轉(zhuǎn)基因食品不安全，歐美人不吃轉(zhuǎn)基因食品”，轉(zhuǎn)基因食品到底安不安全？
吳孔明：通過(guò)安全評(píng)價(jià)依法批準(zhǔn)上市的轉(zhuǎn)基因食品是安全的，與傳統(tǒng)食品同等安全。
從科學(xué)角度看，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品上市前需要經(jīng)過(guò)食用的毒性、致敏性，以及對(duì)基因漂移、遺傳穩(wěn)定性、生存競(jìng)爭(zhēng)能力、生物多樣性等環(huán)境生態(tài)影響的安全性評(píng)價(jià)，確保通過(guò)安全評(píng)價(jià)、獲得政府批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因生物，除了增加人們希望得到的性狀，例如抗蟲(chóng)、抗旱等，并不會(huì)增加致敏物和毒素等額外風(fēng)險(xiǎn)。
從國(guó)際上看，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織、世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織在充分研究后得出結(jié)論，目前上市的轉(zhuǎn)基因食品都是安全的。根據(jù)500多個(gè)獨(dú)立科學(xué)團(tuán)體歷時(shí)25年開(kāi)展的130多個(gè)科研項(xiàng)目，歐盟委員會(huì)2010年發(fā)表報(bào)告得出結(jié)論，“生物技術(shù)，特別是轉(zhuǎn)基因技術(shù)，并不比傳統(tǒng)育種技術(shù)更有風(fēng)險(xiǎn)”。
從應(yīng)用實(shí)踐上看，轉(zhuǎn)基因技術(shù)1989年開(kāi)始應(yīng)用于食品工業(yè)領(lǐng)域，目前廣泛使用的啤酒酵母、食品添加劑等，很多都是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。自1996年轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化種植以來(lái)，全球70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)幾十億人口食用轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品，沒(méi)有發(fā)生過(guò)一例經(jīng)過(guò)科學(xué)證實(shí)的安全性問(wèn)題。
我國(guó)已經(jīng)建立了一整套嚴(yán)格規(guī)范的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)和監(jiān)管制度，對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行嚴(yán)格的安全評(píng)價(jià)和有效監(jiān)管，切實(shí)保障人體健康和動(dòng)植物、微生物安全，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
美國(guó)是轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)大國(guó)，也是轉(zhuǎn)基因食品生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。美國(guó)生產(chǎn)的50%左右的轉(zhuǎn)基因大豆和80%左右的轉(zhuǎn)基因玉米都在美國(guó)國(guó)內(nèi)消費(fèi)使用。據(jù)美國(guó)雜貨商協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)市場(chǎng)上75%-80%的加工食品都含有轉(zhuǎn)基因成分。歐盟每年進(jìn)口大量轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品。2019年，歐盟進(jìn)口轉(zhuǎn)基因大豆約1200萬(wàn)噸，占?xì)W盟大豆總消費(fèi)量的70%以上，歐盟每年還進(jìn)口約25萬(wàn)噸的轉(zhuǎn)基因大豆油以彌補(bǔ)市場(chǎng)缺口。
我國(guó)已成為第二研發(fā)大國(guó)，實(shí)現(xiàn)了從局部創(chuàng)新到“自主基因、自主技術(shù)、自主品種”的整體跨越
記者：我國(guó)目前的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展水平如何，在世界上處于什么位置？
萬(wàn)建民：我國(guó)是較早開(kāi)展農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因研發(fā)工作的國(guó)家之一。上世紀(jì)80年代以來(lái)，“863”“973”計(jì)劃先后對(duì)棉花、水稻、大豆等轉(zhuǎn)基因研發(fā)工作進(jìn)行部署。2008年，國(guó)家啟動(dòng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域唯一的科技重大專項(xiàng)——轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)，農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因研發(fā)進(jìn)入快速發(fā)展期。
我國(guó)轉(zhuǎn)基因研發(fā)水平不斷上升�；蚩寺牧阈巧倭康綌�(shù)量質(zhì)量雙升，獲得了抗病蟲(chóng)、耐除草劑、耐寒耐鹽堿、養(yǎng)分高效利用、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)等重大育種價(jià)值基因300多個(gè)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從局部突破到整體躍升，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)獲得了突破。獲得發(fā)明專利近3000項(xiàng)。
我國(guó)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品種類不斷豐富。國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉市場(chǎng)份額提高到99%以上；3個(gè)耐除草劑大豆和4個(gè)抗蟲(chóng)耐除草劑玉米獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書(shū)；抗蟲(chóng)大豆、耐旱玉米、抗蟲(chóng)水稻、耐旱小麥、抗藍(lán)耳病豬等已形成梯次儲(chǔ)備。
我國(guó)轉(zhuǎn)基因研發(fā)隊(duì)伍不斷加強(qiáng)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)和領(lǐng)軍人才隊(duì)伍不斷壯大，培育生物育種領(lǐng)軍人才100余人。
經(jīng)過(guò)多年努力，我國(guó)已成為繼美國(guó)之后的第二研發(fā)大國(guó)，實(shí)現(xiàn)了從局部創(chuàng)新到“自主基因、自主技術(shù)、自主品種”的整體跨越，為轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)可提升我國(guó)玉米產(chǎn)量和生產(chǎn)水平，也是提升我國(guó)大豆產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵手段
記者：我國(guó)是糧食消費(fèi)大國(guó)，大豆、玉米等農(nóng)產(chǎn)品目前大量依賴進(jìn)口。您認(rèn)為應(yīng)如何解決這一問(wèn)題，切實(shí)保障我國(guó)糧食安全？
吳孔明：我國(guó)是糧食生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，糧食供需總量基本平衡。2020年糧食面積達(dá)到了17.52億畝，總產(chǎn)量達(dá)到13390億斤，全國(guó)糧食人均占有量達(dá)到474公斤，高于400公斤的國(guó)際糧食安全標(biāo)準(zhǔn)線。稻谷、小麥兩大口糧產(chǎn)需平衡有余，谷物自給率超過(guò)95%，保障了“口糧絕對(duì)安全，谷物基本自給”的戰(zhàn)略目標(biāo)。但由于受到人口增長(zhǎng)、資源約束、氣候變化等因素限制，我國(guó)糧食供需處于緊平衡狀態(tài)，大豆、玉米等產(chǎn)品總量缺口還會(huì)擴(kuò)大。
我國(guó)大豆供給形勢(shì)主要呈現(xiàn)以下幾個(gè)方面：一是我國(guó)大豆剛性需求旺盛，產(chǎn)量缺口大。大豆進(jìn)口依存度接近84%。二是大豆單產(chǎn)差距較大。2020年，我國(guó)大豆單產(chǎn)為132公斤/畝，與世界平均單產(chǎn)185公斤/畝相比，相差53公斤/畝，單產(chǎn)提升空間較大。三是大豆生產(chǎn)成本較高。目前，我國(guó)大豆生產(chǎn)機(jī)械化、規(guī)�；潭鹊�，人工成本較高，生產(chǎn)成本為625.9元/畝，比美國(guó)和巴西分別高出31.2%和41.9%。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)是提升我國(guó)大豆產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵手段。目前，全球大豆規(guī)�；�(jīng)營(yíng)主體主要采用株型緊湊、耐密抗倒、抗病性強(qiáng)、適合全程機(jī)械化生產(chǎn)的高產(chǎn)大豆新品種。我國(guó)通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的3個(gè)耐除草劑大豆已獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書(shū)，可降低除草成本30元/畝以上，較主栽品種增產(chǎn)10%以上，畝均增效100元，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)合理輪作。我國(guó)自主研發(fā)的耐除草劑大豆目前還獲準(zhǔn)在阿根廷商業(yè)化種植，完成了轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的國(guó)際化布局。
在玉米供給形勢(shì)方面，近年，我國(guó)玉米種植面積基本穩(wěn)定在6億畝左右，2020年種植6.19億畝，總產(chǎn)量2.61億噸，自給率約為95%，目前，我國(guó)玉米單產(chǎn)仍有很大的上升空間。以2020年為例，我國(guó)玉米單產(chǎn)為421公斤/畝，僅為美國(guó)的60%。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)可提升我國(guó)玉米產(chǎn)量和生產(chǎn)水平。目前，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的4個(gè)抗蟲(chóng)耐除草劑轉(zhuǎn)基因玉米獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書(shū)，抗蟲(chóng)效果達(dá)95%以上，比對(duì)照玉米產(chǎn)量可提高7%-17%，減少農(nóng)藥用量60%，有效降低了生產(chǎn)投入成本，減少蟲(chóng)害后黃曲霉素污染。同時(shí)，耐除草劑特性顯著，減少了人力投入成本，降低了除草劑風(fēng)險(xiǎn)。
轉(zhuǎn)基因等前沿技術(shù)新突破將為保障糧食安全注入新動(dòng)能
記者：2021年中央一號(hào)文件提出，打好種業(yè)翻身仗。發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)生物育種有何重要意義？
萬(wàn)建民：2021年中央一號(hào)文件中就“打好種業(yè)翻身仗”作出部署，提出要在尊重科學(xué)，嚴(yán)格監(jiān)管的前提下，有序推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
生物育種是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)育種的統(tǒng)稱，主要包括利用轉(zhuǎn)基因、基因編輯、全基因組選擇、合成生物等技術(shù)，對(duì)動(dòng)植物開(kāi)展高效、精準(zhǔn)、定向遺傳改良和品種培育。推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化是促進(jìn)現(xiàn)代種業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，保障國(guó)家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給的必然選擇。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)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)代生物技術(shù)。發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)于我國(guó)生物育種具有重要意義。一是轉(zhuǎn)基因技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和帶動(dòng)性、先進(jìn)性。轉(zhuǎn)基因技術(shù)加快了對(duì)農(nóng)作物品種抗性、品質(zhì)、產(chǎn)量等多種性狀的協(xié)調(diào)改良，為解決農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了一條有效的技術(shù)途徑。二是轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)造的重大產(chǎn)品可以解決目前面臨的資源約束，提升產(chǎn)量。三是轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)于我們搶占生物技術(shù)制高點(diǎn)，把握種業(yè)自主權(quán)具有重要意義。農(nóng)業(yè)生物育種技術(shù)研發(fā)應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志。發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)，搶占農(nóng)業(yè)生物育種技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，是增強(qiáng)我國(guó)農(nóng)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重大戰(zhàn)略。
記者：習(xí)近平總書(shū)記在今年兩院院士大會(huì)上強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。我國(guó)轉(zhuǎn)基因技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)高水平發(fā)展，對(duì)于國(guó)家安全有何重要作用？
吳孔明：近年來(lái)，生命科學(xué)與信息科學(xué)的快速發(fā)展，以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為底盤技術(shù)，融合驅(qū)動(dòng)基因編輯、全基因組選擇、合成生物、人工智能設(shè)計(jì)等前沿育種技術(shù)，催生具有顛覆性的農(nóng)業(yè)生物設(shè)計(jì)育種技術(shù)，成為農(nóng)業(yè)生物育種領(lǐng)域的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
目前，我國(guó)通過(guò)專項(xiàng)實(shí)施建立了完整的轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)體系，研發(fā)能力進(jìn)入世界第一方陣，突破一批關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸，主要?jiǎng)又参镞z傳轉(zhuǎn)化效率達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。但是，我國(guó)生物種業(yè)創(chuàng)新面臨巨大挑戰(zhàn)，關(guān)鍵核心技術(shù)原創(chuàng)不足，全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)核心專利70%被美國(guó)控制。此外，我國(guó)生物技術(shù)和信息技術(shù)等系統(tǒng)融合與集成應(yīng)用不足，新型產(chǎn)品和多性狀疊加產(chǎn)品研發(fā)滯后。
在當(dāng)前形勢(shì)下，加強(qiáng)事關(guān)糧食安全的水稻、小麥、玉米、大豆等重大新品種研發(fā)；強(qiáng)化事關(guān)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升的棉花、豬、奶牛、羊新品種培育；拓展產(chǎn)業(yè)新優(yōu)勢(shì)的油菜、雞、魚(yú)等新品種研發(fā)是保障國(guó)家糧食安全和生態(tài)安全的關(guān)鍵。目前，資源要素投入對(duì)產(chǎn)量提升的驅(qū)動(dòng)力明顯減弱，亟須轉(zhuǎn)基因等前沿技術(shù)新突破，為保障糧食安全注入新動(dòng)能。在發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)基礎(chǔ)上，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗病蟲(chóng)、抗旱耐鹽堿、養(yǎng)分高效利用作物新品種和資源高效利用動(dòng)物新品種，可望滿足我國(guó)對(duì)糧食和肉蛋奶總需求增長(zhǎng)的需求，從根本上保障國(guó)家糧食安全，解決資源節(jié)約、環(huán)境友好農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重大問(wèn)題。
因此，為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的高水平發(fā)展，考慮從以下幾個(gè)方面開(kāi)展布局：拓展技術(shù)領(lǐng)域，推進(jìn)生物育種向精準(zhǔn)化、高效化、智能化發(fā)展。堅(jiān)持產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向，研發(fā)多性狀疊加產(chǎn)品和新型優(yōu)質(zhì)綠色產(chǎn)品。堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研深度融合，構(gòu)建“政產(chǎn)學(xué)研金”協(xié)同創(chuàng)新的生態(tài)體系，推動(dòng)多元要素融合創(chuàng)新。大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，綜合考慮產(chǎn)品安全性、技術(shù)成熟度、產(chǎn)業(yè)急需度、社會(huì)接受度和國(guó)際貿(mào)易等因素推進(jìn)商業(yè)化種植。打造領(lǐng)軍企業(yè)，造就轉(zhuǎn)基因生物育種創(chuàng)新領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的創(chuàng)新型種業(yè)企業(yè)。
