責任與創新—大數據在農業轉基因技術中的應用

程剛　韋艷順　錢雁　楊偉雪　謝尚汝

[摘要]針對目前農業轉基因技術存在的風險問題，運用大數據的思維與方法，聚焦農業轉基因技術研究中的責任與創新，基于技術、經濟、倫理、社會、生態等方面，剖析了現階段農業轉基因技術的潛在風險，展示了大數據在農業轉基因技術中具體的應用。縱然大數據與農業轉基因技術的融合尚未成熟，然而技術中的創新與責任關系應及時納入技術發展的思量中。研究表明，通過大數據能夠解決農業轉基因技術存在的部分問題，但由于大數據的發展仍處于自我完善層面，如何全方位服務農業轉基因技術，尤其是定量化評價責任與創新的關系仍需進一步探討與研究。

[關鍵詞]農業轉基因技術;大數據;責任;創新

[中圖分類號]S126;N031[文獻標志碼]A

隨著現代化農業的不斷深入，轉基因技術研究在農業領域得到了飛躍式的發展，成為各國專家學者競相研究的焦點。發達國家對轉基因技術的試驗與應用研究均走在前列，美國學者賈斯汀（Justin B. Biddle）在《基因工程作物和負責任的創新》中提出了重構農業生物技術的負責任創新，強調應該更多的關注技術的負責任。英國學者麥克納頓教授（Phil Macnaghten）在《負責任的創新和重塑現有的技術軌跡：轉基因作物的難題》中，通過對轉基因大豆在巴西、印度、墨西哥的具體情況進行分析研究，發現轉基因農作物爭議的焦點大都來自社會、文化和制度層面，對其進一步研究分析，提出了治理食品和農業領域的技術變革。相較于東西方學者已有研究，本文在負責任創新的基礎上，將大數據運用于農業轉基因技術，解決了轉基因農業在技術、經濟、社會、生態等多維度應用中存在的問題，進而實現大數據與農業轉基因的深度契合，以負責任的態度倡導綠色和諧農業，實現大數據環境下的現代化農業建設。

1 農業轉基因技術存在的風險

從技術本身來看，轉基因技術的研發過程具有很大的不確定性，結果往往難以控制。從技術的創新層面來講，農業轉基因技術的創新能夠促進技術的進步和經濟的發展，但同時也會造成生態環境的失衡和社會輿論的激蕩等問題。

1.1 技術風險

農業轉基因技術的背后隱藏著未知的威脅，如“基因漂移”可能影響生物原有的平衡，威脅非目標生物對象的生存，在一定程度上致使“外來物種”失控。一方面，農業轉基因技術采用基因編輯與加工方法，由于絕大多數基因的調控機制尚未明確，加之基因本身的導入又是隨機的、不可預知的，因此，產出的食品安全性有待考證。另一方面，轉基因作物營養成分和先天毒素的分析研究充滿眾多未知因素，尤其是進入人體后的長期積累效應，這些都存在著潛在威脅。

1.2 經濟風險

鑒于農業轉基因技術前期技術的不穩定性，農業轉基因作物或食品投入市場的進程并不順利，加之大眾對農業轉基因技術的了解甚少，導致轉基因農產品的運營、市場供需關系的矛盾凸顯。前期的研發和實驗等投入過大，后期轉基因農產品的銷路又未打開，盡管“基因專利”的吸引力很大，但是可以從其中收益的少之甚少，此外基因專利也可能引發不公平問題，因而仍須持有謹慎的態度。

1.3 社會風險

對于農業轉基因技術，大多數公眾大都不具備相對專業的知識，無法從科學的角度來判斷是非，受眾的認知實際上更多是媒介營造出來的“擬態環境”。在此過程中，傳遞帶有一定偏好和加工的信息，讓公眾的認知出現偏差，造成“擬態”的境況。大眾對轉基因農業技術的認知在一定程度上過于依賴媒體的宣傳與營造，大眾會在媒體過度包裝的宣傳與引導下，誤解農業轉基因技術及其作物的可靠度，社會心理的變革遠遠跟不上技術的不斷更新，農業轉基因技術因得不到社會的支持出現停滯不前的狀態，矛盾與沖突便應運而生。

1.4 倫理風險

農業轉基因技術建立在自然生命演化基礎上，通過技術強迫制造和干預生命進化，即通過改變基因的性狀以滿足人類的多元化需求。轉基因技術利用人工手段強迫物種的生命特征發生改變，致使生命徹底淪落為被操作的對象，它剝離了生命自然原本蘊含的內在性，固化了對生命自然的解讀。人們僅僅從現實價值意義出發，忽略了技術發展過程中的倫理問題，生命規律被技術控制與改造所帶來的倫理影響急需在研究中加以思考與執行。

1.5 生態風險

在農業轉基因技術研究進程中可能會為現存的生態系統帶來“外來物種”，即通過自然或非自然（人工）因素引進生態系統的新物種，其存在會對生態環境或其它類物種生存構成潛在的威脅。農業轉基因產物不是自然應運而生的產物，能否融入生態系統仍需要更深層次的研究。在已知的農業轉基因技術相關研究中，例如“基因漂移”極有可能造成某種生物的目標基因自發性向其周圍野生近緣種遷移，促使其內部基因產生異變，導致新物種出現，從而影響到整個生態系統的運行。

2 大數據在農業轉基因技術中的應用

隨著信息化進程的不斷推進，“大數據”一詞受到社會各行各業的高度關注，已滲透入每個人的工作與生活中，被稱為信息技術的又一次變革。2011年5月，享譽世界的麥肯錫研究院發布了《大數據：創新、競爭和生產力的下一個前沿領域》的報告，報告中定義大數據是指無法用常規手段獲取、存儲、處理及分析的集合，并對“大數據”的創新優勢、核心價值及其應用前景都進行了詳盡的分析，麥肯錫的報告引領了又一場技術、經濟與社會融合發展的浪潮。

基于大數據的核心思想，運用大數據的分析流程（如圖1）對農業轉基因技術進行系統研究，通過數據的收集、存儲和分析，為農業轉基因技術的發展與推廣提供相應的理論支撐與技術服務;同時結合大數據技術對農業轉基因技術研究內容與對象的演變過程進行分析研究（見表1），綜合利用上述研究的核心思路與關鍵技術，全方位突破制約農業轉基因在技術、經濟、社會、生態等方面發展與應用的瓶頸。

2.1 技術應用

在農業轉基因技術的初期，主要使用SNP（single nucleotide polymorphism，單核苷酸多態性）分子標記檢測設備進行基因組測序，進而對作物親緣關系、遺傳特性、品種類別、育種步驟等進行研究。進入大數據時代，通過大數據技術處理海量基因組測序的數據，大大縮短了數據處理時間，同時利用數據挖掘可篩選出更加合適的目標基因片段，提升了性狀優良基因的識別率。當前，利用大數據技術能夠實時監控農作物生產過程并及時給予培育狀態的反饋，即通過實施一套定位、定時、定量的智能化農業轉基因服務系統，實現精準化農業生產。此外，科研人員亦可直接從田間的監測站獲取數據，運用大數據處理技術，結合回歸分析、關聯規則、神經網絡等算法系統地分析影響農業轉基因技術系統的主控因素，提升農業過程的可控性，農業轉基因技術大數據分析具體分析流程如圖2所示。

2.2 經濟應用

通過大數據技術的引入，不僅在前期種植、栽培、生產等環節節省了時間、資本和人力的投入，同時在隨之的產品運營、市場預見、生產資料整合與管理等方面節約了成本，更是擴大了農業轉基因技術市場化的發展空間。依據市場供需關系態勢、農產動態、經濟數據映射等，將農業轉基因技術的數據有序的收集在數據云空間里，促進要素間的流動，運用大數據分析技術，引領市場發展。

2.3 社會應用

農業轉基因技術自出現以來一直是社會關注的焦點，分析主要有兩方面原因：一是農業轉基因技術的產品是否安全。二是大眾對轉基因技術的了解甚少，有關轉基因技術的信息尚不透明。大數據讓整個轉基因技術變得公開透明，使大眾更直觀了解轉基因技術的研發、生產、銷售及售后全過程，實現轉基因作物的可選擇性和可監控性。通過大數據可追蹤整個農業轉基因技術的各個環節，從源頭解決了轉基因作物或者食品的可接受性問題，進而建立覆蓋全國的農業轉基因產品數據庫，為進一步開展農業轉基因的電子商務提供強有力的保障。

2.4 生態應用

農業轉基因技術中令人擔憂的還有來自生態環境方面的問題，即轉基因技術對生態造成的影響亦是技術發展考慮的關鍵問題之一。利用大數據可精確計算出農業轉基因所造成的基因殘留及環境污染，監測“外來物種”的實時數據，并對波動數據和異常問題進行智能化、選擇性處理，科學地把握農業轉基因技術的運行規律，從而助力精準農業、綠色農業、生態農業目標的實現。

3 責任與創新

盡管大數據解決了農業轉基因技術存在的大部分問題，但諸如農業轉基因技術倫理道德、大數據技術自身的不斷優化完善以及多類數據的關聯融合等問題等都有待進一步深入研究，最為重要的是技術創新的同時需要承擔相應的責任。

3.1 創新

轉基因農業技術的本質決定了其復雜與多源的特性，致使數據難以完全公開、共享，進而數據的來源、質量等難以得到保證。同時，農業轉基因技術的相關數據保密性較強，且尚無規范性國際標準，在應用過程中的信息“孤島”現象依舊存在，阻礙了農業轉基因信息的共享，致使農業轉基因技術在大數據時代無法互通有無，造成轉基因農業的相關資源無法整合，更是拉大了農業轉基因與社會發展的距離，這直接阻礙了農業轉基因技術的應用推廣與社會價值實現。

技術的優化應當依靠創新來完成。完善大數據在農業轉基因技術應用過程中采集技術的缺陷，夯實數據基礎，科學推進技術的共建共享，實現技術創新的便利性與可靠性。

農業大數據屬于技術和應用層面，但同時也需要不斷吸收大數據的科學思想、引進大數據的最新研究成果，以保持農業大數據的生命力。

3.2 責任

在科技全球化發展中，技術研發需要承擔責任[8]，尤其對于本身就備受爭議的農業轉基因技術。除了研究人員在技術層面需要負責任，技術創新本身也需要承擔相應的責任。

首先，農業是我國的基礎產業。雖然大數據的應用尚處于起步階段，但在農業領域，尤其是農業轉基因技術方面擁有巨大的發展潛力。面對國家現代化農業發展的需求，亟需重點推進大數據的應用與研究項目開展，促進現代轉基因農業的網絡化、智能化與精準化。

其次，創立共享開放的農業大數據平臺，打破農業轉基因信息孤島的格局。各部門以負責任的態度對內相互連接，共享信息，完善涉農部門、行業、市場各個領域的共享機制，對外誠信公開，定期向有關部門和社會大眾公布相關信息，增強大眾對轉基因農業的認知度。

技術的創新離不開“人”的努力，農業轉基因的發展需要研究人員，也離不開農民。強調責任的同時，更重要的是建立大數據人才培訓體系，培養出兼備農業轉基因技術和大數據分析技能的復合型人才，實現理論與實踐的互補交融，只有這樣農業轉基因技術才能在創新的同時負責。

4 結論

基于責任與創新的關系，全面剖析當前農業轉基因技術的風險，闡述了農業轉基因技術大數據分析及其應用，得到如下結論。

大數據技術已逐漸滲入到農業發展的各個領域，且數據呈現明顯增長趨勢，轉基因農業技術的相關數據應用與研究亦在其中。

利用大數據采集農業轉基因數據，并加以處理、分析和應用，進而把握農業市場，共享轉基因數據，這僅僅只是大數據在農業轉基因的初級應用，未來大數據會使人類徹底從農業勞動以及資源缺乏的困境中解脫，實現綠色高效的精準農業。

無論科技處于任何發展階段，責任與創新的關系終須被納入技術發展與應用中加以重點考量。

有關大數據在農業轉基因技術中的運用方法、實現方式、效果評價和發展趨勢將在未來的研究中進一步深化。

[參考文獻]

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