科學認識和利用農業轉基因技術

■ 張桃林

科學認識和利用農業轉基因技術

■ 張桃林

●全球農業轉基因生物產業化快速發展，面積由1996年的170萬公頃擴展至2014年的1.8億公頃，全球商業化應用的國家已增加到65個。

●經濟合作與發展組織（OECD）、聯合國世界衛生組織、聯合國糧農組織，充分研討后得出結論，目前上市的所有轉基因食品是安全的。

●我國農業轉基因安全管理嚴格規范，遵循國際通行指南，綜合借鑒美國和歐盟做法，安全評價既針對產品又針對過程，以確保安全和國家利益。

基因是含有特定遺傳信息的DNA（脫氧核糖核酸）序列，是決定生物特性的最小功能單位。作為現代生物工程技術前沿的轉基因育種，就是通過從一個生物體中提取結構明確、功能清楚的基因轉移到另一個生物體，以獲得新性狀，培育新品種。轉基因育種與傳統育種都是對基因進行轉移和重組，不同的是傳統育種一般為種內基因轉移，而轉基因育種則能夠打破物種界限實現基因轉移，拓寬遺傳資源利用范圍，更為精準、高效和可控。因此，轉基因育種是傳統育種技術的延伸、發展和新突破。

全球農業轉基因研究與應用發展迅猛

全球農業轉基因生物產業化快速發展。面積快速擴大，由1996年的170萬公頃擴展至2014年的1.8億公頃，增長106倍，占全球15億公頃耕地的約12%。全球主要農作物種植面積中82%的大豆、68%的棉花、30%的玉米、25%的油菜都是轉基因品種。種植轉基因作物國家由1996年的6個增加到2014年的28個，加上批準進口的37個國家，全球商業化應用的國家已增加到65個。全球批準商業化種植的轉基因作物已增加至28種。美國一直是轉基因作物最早和最大種植與消費國家，2014年種植面積7310萬公頃，占美國可耕地面積的40%以上。美國90%的玉米和棉花、93%的大豆、99%的甜菜都是轉基因品種，市場上70%的加工食品都含有轉基因成分。2014和2015年，美國分別批準了品質改良轉基因馬鈴薯、蘋果的商業化種植。巴西、阿根廷、印度、加拿大等都是主要轉基因作物種植國，面積都超過1000萬公頃。南非玉米單產以前只有我國的一半，引進種植轉基因玉米后，單產已經接近我國，一舉由玉米進口國變為出口國。相比較而言，歐盟只在西班牙等部分成員國有少量轉基因玉米種植，但允許大量進口轉基因大豆、玉米等用作加工原料。同樣，日本雖然也沒有批準轉基因作物在本國的商業種植，但允許進口包括土豆、大豆、玉米等的大量轉基因農產品。

全球轉基因技術競爭日益激烈。轉基因技術及其在農業上的應用經歷了技術成熟期和產業發展期后，目前進入以搶占技術制高點與培育現代農業生物產業新增長點為目標的戰略機遇期。無論發達國家還是發展中國家，均把以轉基因為核心的生物技術作為增強產業競爭力和推動產業提質增效的戰略舉措。目前全球轉基因技術呈現以下特點，一是研究領域不斷拓展。研究種類由最初非食用的煙草、林木、花卉、棉花等拓展到間接食用的大豆、玉米，再到直接食用的水稻、小麥、蔬菜、水果等。目標性狀從單一抗蟲、耐除草劑向抗旱、養分高效利用、營養品質改良等方向拓展。含有復合功能基因、提高作物抗逆性狀以及改善營養、增進健康的新一代轉基因作物的研發明顯提速，成為競爭新熱點。以藥用和工業利用為代表的新型轉基因生物研發加快，已滲透到食品添加劑、疫苗和工業生產等領域。二是轉基因技術更加準確高效。新一代基因轉化技術實現定點整合、無選擇標記和外源基因刪除，轉化過程更為精準可靠；突破了基因型限制和多基因聚合技術難題，實現了標準化、規模化、工廠化操作，大大提高了轉化效率。三是研發投入大幅度提升。巴西、阿根廷、印度等發展中國家對轉基因作物研發投入成倍增加，勢頭強勁。世界前三強種業公司（孟山都、杜邦-先鋒、先正達）年研發投入均超過10億美元，占銷售收入的10%左右。

農業轉基因生物安全風險可控已有科學定論

農業轉基因技術安全性主要包括兩個方面，即食用安全和環境安全。科學研究表明，任何一種食物，包括轉基因食物，進入胃腸后，蛋白質、脂肪、碳水化合物等分解成小分子被人體吸收。轉基因產品只要經過安全評價和驗證，表明其轉基因表達的蛋白質不是致敏物和毒素，就不會因食用而出現安全問題。為此，國際食品法典委員會（CAC）、聯合國糧農組織（FAO）與世界衛生組織（WHO）等制定了一系列轉基因生物安全評價標準，包括對轉基因產品食用的毒性、致敏性、致畸性，以及對基因漂移、遺傳穩定性、生存競爭能力、生物多樣性等環境生態影響的安全性評價，以確保只要通過安全評價、獲得安全證書的轉基因生物及其產品都是安全的。事實上，全球大規模商業化種植轉基因作物已有20年，迄今為止未發生一例被科學證實的安全問題。

國際社會對于轉基因安全性是有權威結論的。經濟合作與發展組織（OECD）、聯合國世界衛生組織、聯合國糧農組織，充分研討后得出結論，目前上市的所有轉基因食品都是安全的。歐盟委員會歷時25年，組織500多個獨立科學團體參與的130多個科研項目得出的結論是“生物技術，特別是轉基因技術，并不比傳統育種技術危險”。世界衛生組織認為“目前尚未顯示轉基因食品批準國廣大民眾使用轉基因食品后對人體健康產生了任何影響”。國際科學理事會認為，“現有的轉基因作物以及由其制成的食品，已被判定可以安全使用，所使用的監測方法被認為是合理適當的”。英國皇家醫學會、美國國家科學院、巴西科學院、中國科學院、印度國家科學院、墨西哥科學院和發展中國家科學院聯合出版的《轉基因植物與世界農業》認為，“可以利用轉基因技術生產食品，這些食品更有營養，儲存更穩定，而且原則上更能夠促進健康，給工業化和發展中國家的消費者帶來惠益”。

我國農業轉基因安全管理科學規范

我國農業轉基因安全管理嚴格規范，遵循國際通行指南，綜合借鑒美國和歐盟做法，注重我國國情農情，安全評價既針對產品又針對過程，以確保安全和國家利益。一是建立健全了一整套適合國情并與國際接軌的法律法規、技術規程和管理體系，涵蓋轉基因研究、試驗、生產、加工、經營、進口許可審批和產品強制標識等各環節。2001年，國務院頒布《農業轉基因生物安全管理條例》，農業部制定并實施《農業轉基因生物安全評價管理辦法》《農業轉基因生物進口安全管理辦法》《農業轉基因生物標識管理辦法》《農業轉基因生物加工審批辦法》等4個配套規章，國家質檢總局施行《進出境轉基因產品檢驗檢疫管理辦法》。二是加強技術支撐體系建設。組建國家農業轉基因生物安全委員會，負責轉基因生物安全評價和開展轉基因安全咨詢工作。目前正在履行職能的第四屆安委會委員共有64名，來自國務院各有關部門推薦的相關領域，包括農業、醫藥、衛生、食品、環境、檢測檢驗等，具有廣泛的專業代表性和政府權威性；組建由41位專家組成的全國農業轉基因生物安全管理標準化技術委員會，發布132項轉基因生物安全標準；認定40個國家級的第三方監督檢驗測試機構。三是建立轉基因生物安全監管體系，國務院建立由農業、科技、環保、衛生、食藥、檢驗檢疫等12個部門組成的農業轉基因生物安全管理部際聯席會議制度。農業部設立農業轉基因生物安全管理辦公室，負責全國農業轉基因生物安全的日常協調管理工作。縣級以上地方政府農業行政主管部門負責本行政區域內的農業轉基因生物安全的監督管理工作。四是加強了轉基因標識的管理，發布《農業轉基因生物標簽的標識》國家標準，依法對轉基因大豆、玉米、油菜、棉花、番茄等5類作物17種產品實行按目錄強制標識。

根據《農業轉基因生物安全管理條例》及配套規章規定，我國對農業轉基因生物實行分級分階段安全評價管理制度。轉基因生物安全評價按照風險高低分成4個等級，按5個階段進行，即實驗研究、中間試驗、環境釋放、生產性試驗和申請安全證書5個階段，任何一個階段發現任何一個對健康和環境不安全的問題，都將立即終止。

我國農業轉基因發展機遇與挑戰并存

我國一貫高度重視農業轉基因技術發展。近9年來中央一號文件6次提到轉基因技術，“863”“973”等國家科技計劃都將轉基因技術研發與安全性評價研究作為重大項目予以支持。2008年國家啟動“轉基因生物新品種培育重大專項”，2009年生物育種被列入國家戰略性新興產業。因此，推動轉基因研究與應用是我國既定戰略決策，特別是作為農業領域唯一的國家科技重大專項，“轉基因生物新品種培育重大專項”實施以來，以水稻、小麥、玉米、大豆、棉花5大作物為重點，以抗病蟲、耐除草劑、養分高效利用、高附加值、功能性等轉基因作物新品種培育為目標，取得一系列重大進展，初步建成獨具特色的轉基因育種科技創新體系，整體研發水平在發展中國家居領先地位。其中，水稻、小麥等全基因組序列的測定、水稻功能基因組學研究以及抗蟲轉基因水稻、抗蟲棉、轉植酸酶玉米等產品研發處于世界領先水平，抗蟲玉米、耐除草劑大豆和抗旱小麥居國際先進水平。克隆了具有自主知識產權和重要育種價值的高產、抗病蟲、抗逆等關鍵基因100多個，并廣泛應用于重大育種材料創制工作中，打破了發達國家和跨國公司基因專利的壟斷，顯著提升了我國自主基因、自主技術、自主品種的研發能力，在新品種培育不同階段形成金字塔型成果儲備，具備了持續培育轉基因生物新品種的技術能力。目前，我國批準并大面積種植的轉基因作物只有棉花和番木瓜，批準允許進口的轉基因作物有大豆、玉米、棉花、油菜和甜菜。至今，我國已育成轉基因抗蟲棉新品種100多個，累計推廣2400多萬公頃，減少農藥用量37萬噸，增收節支400多億元人民幣，國產抗蟲棉市場份額達到96%。

雖然我國轉基因技術研究與應用已具備良好基礎條件，但依然面臨激烈的國際競爭、繁重發展任務和短期內難以消除的爭論，機遇與挑戰并存。從全球看，發達國家都把轉基因技術作為新一輪農業科技革命的重要方面，納入國家戰略重點。美國、日本、澳大利亞等發達國家加強了生物育種領域功能基因的挖掘和利用，擁有水稻、小麥、玉米、棉花和大豆等作物基因專利數量超過全球總數的70%。跨國公司紛紛搶灘登陸，在我國陸續建立研發機構，關注產業核心技術和產品研發的同時積極向基礎研究領域以及產業上下游延伸。轉基因作物商業化應用在更大規模和范圍快速擴大并不斷向多功能、多領域拓展，改變著世界農產品貿易格局。

從國內看，一方面，農產品剛性需求增長與資源環境約束趨緊并存，重大病蟲害多發頻發，干旱、高溫、冷害等極端天氣條件時有發生，農藥、化肥過度使用，依靠常規技術提高單產越來越難。突破資源環境約束，保障重要農產品有效供給，亟需加快培育一批抗蟲、耐除草劑、抗旱、耐鹽堿等抗逆農作物品種，保障農產品數量和質量安全；亟需加強研究，找到與產量、品質相關基因，提高單產水平，改善品質結構，實現從傳統資源消耗型向環境友好、優質高效型現代農業轉變。另一方面，我國轉基因發展面臨社會環境挑戰。對轉基因存在爭議本屬正常，但一定程度上變成一個被反復炒作、過度放大，甚至妖魔化的話題，影響到轉基因健康發展。關于轉基因爭論，原因是多方面的。首先是科學認知問題。轉基因技術是個新技術，公眾對其認識有個過程，存在疑慮和擔心是正常的，易受到負面輿論影響，“寧可信其有，不可信其無”。歷史上，不少重大的、突破性的新技術從發明到廣泛應用、普遍認可，往往也經歷過公眾從質疑、甚至反對到逐步接受過程，例如牛痘接種、試管嬰兒等。其次是一些虛假報道與謠言被反復炒作。“轉基因玉米致癌”“轉基因馬鈴薯試驗大鼠中毒”“轉基因玉米致母豬流產”等謠言，雖然被科學界和有關國家生物安全管理機構一一否定并證偽，但其負面影響加劇了消費者恐慌心理。第三是對轉基因缺乏全面認識。一些人對轉基因增產的質疑，認為目前轉基因品種不具增產效果，難以解決糧食安全問題。其實，基因具有抗蟲、耐除草劑、抗旱、品質改良、高產等多種類型、多種功能。作物能否直接增產與轉入的目的基因及其功能密切相關。例如，目前轉入并得到普遍應用的抗蟲和耐除草劑基因，不以增產為目的，但由于減少農藥使用和產量損失并增加了種植密度，客觀上增加了作物產量。理論上講，轉基因作物在直接增產方面是具有潛力的。又例如，有人擔心“Bt蛋白蟲子吃了都死，人吃了能不死嗎”，其實Bt蛋白具有高度專一性，僅對鱗翅目害蟲有作用，對其他昆蟲包括人類都是安全的。當然，應該清醒地認識到目前轉基因監管機構、隊伍、手段仍顯薄弱，亟待加強，違規種植轉基因作物現象也偶有發生。此外，在轉基因產品標識及管理方面，相對于國際上普遍實行的定量標識（設定閾值，如歐盟0.9%，日本5%），我國實行的是更加嚴格的按目錄強制定性標識制度，即只要含有轉基因成分就必須標識，這無疑增加了標識成本和監管難度，因為標識及其監管涉及到制種、銷售、種植、收儲、加工、經營、流通等各環節全過程。事實上，標識與安全性無關（因而美國實行自愿標識制度），主要是滿足消費者的知情權和選擇權。

我國農業轉基因發展戰略與重點任務

指導原則上，一要堅持自主創新、重點突破。從農業生產重大需求出發，突破核心關鍵技術，搶占科技競爭制高點。二要堅持科學評估、審慎決策。嚴格按照法規和技術標準，遵循國際通行原則，開展科學評價，完善信息公開和部門會商機制。三要堅持規范程序、依法管理。嚴格規范試驗、評價、決策和監管程序，加大監管力度，實現研究、試驗、生產、加工、經營和進出口全程監管。四要堅持分類指導、分步推進。綜合評估科學、經濟、貿易、社會和文化等因素，按照“非食用→間接食用→食用”步驟推進產業應用。需要指出，這種推進順序不是基于安全性考量，而是綜合考慮了產業需求、國內外競爭態勢和公眾的接受程度。

推進轉基因研究與應用，當前需要突出技術研究、安全管理、科普宣傳三個重點。一是加強技術研究。針對干旱、鹽堿、病蟲多發、氣候變化等農業發展重大問題，實施搶占制高點戰略、技術儲備戰略、產業應用戰略，優先攻克抗旱、抗蟲及耐除草劑等性狀在主要農作物應用上的技術難關，培育轉基因優質棉、抗蟲及抗旱玉米、耐除草劑大豆等重大品種，帶動現代種業發展。二是加強監督管理。研究制定轉基因品種審定辦法，建立健全相關制度。強化轉基因生物安全屬地管理制度和研發者“第一責任人”責任制度。嚴格按照法規開展轉基因制種及種植試驗，防止違規種植擴散。加大品種審定環節檢測力度，防止未獲批準的轉基因種子流入市場。加強農產品及其加工品轉基因成分例行監測和重點地區抽檢。強化部門協同，實施分段監管，保障公眾知情權和選擇權，做到有標識、可控制、能溯源。三是加強科普宣傳。科普宣傳要力求全面客觀公正，尊重科學，尊重事實；要努力培育一批懂技術、會科普、接地氣的科普宣傳隊伍；要緊緊依靠宣傳主渠道，積極運用新興媒體，打造科普宣傳平臺；要深入學校、社區和公共場所，加強與公眾的溝通交流，擴大科普宣傳覆蓋面，為我國農業轉基因技術研究和應用創造良好氛圍。

（作者為九三學社中央副主席，農業部副部長）