全球轉基因作物商業化種植概況（1996-2018 年）

于 滔 曹士亮 張建國 曾 興 任洪雷 王成波 李文躍 李 昕 曹靖生

（1 黑龍江省農業科學院博士后科研工作站，哈爾濱 150086；2 黑龍江省農業科學院玉米研究所，哈爾濱 150086；3 農業部東北北部玉米生物學與遺傳育種重點實驗室，哈爾濱 150086；4 東北農業大學農學院，哈爾濱 150030）

1983 年，全球第一例轉基因作物在美國誕生；1986 年，美國環保署批準全球第一例轉基因作物進入田間試驗；1994 年，美國食品藥品管理局通過全球第一例轉基因作物進入商業化生產；1996 年，轉基因作物在美國、加拿大、澳大利亞、阿根廷、墨西哥等國第一年商業化種植。2018 年，全球轉基因作物種植面積為1.917 億hm2，是1996 年種植面積（170萬hm2）的113 倍[1]。本文參考了國際農業生物技術應用服務組織（ISAAA）1996-2018 年間全球轉基因作物商業化種植數據[1-22]，概述了全球轉基因作物商業化種植情況，分析了轉基因作物商業化發展趨勢，展望了轉基因作物商業化發展前景，以期為相關研究人員提供參考。

1 全球轉基因作物種植面積概況

1996-2018 年全球、發達國家和發展中國家轉基因作物種植面積變化趨勢如圖1 所示，自1996 年批準商業化種植轉基因作物以來，除2015 年（1.797億hm2）因國際轉基因作物價格下降導致種植面積較2014 年（1.815 億hm2）出現約1%下降[19-20]外，23 年來全球轉基因作物種植面積總體呈現快速增長趨勢，并在2018 年創歷史新高（1.917 億hm2），比2017 年（1.898 億hm2）增 幅1%[1，22]，是1996 年種植面積的113 倍，1996-2018 年全球轉基因作物累計種植面積總計25 億hm2。自1983 年轉基因作物誕生于美國，其商業化種植程度一直在發達國家處于領先地位；同時，發展中國家商業化種植面積在逐年遞增，2012 年發展中國家轉基因作物商業化種植面積達到0.885 億hm2，是全球商業化種植面積的52%，首次超過發達國家（0.818 億hm2）[17]。2018 年發展中國家轉基因作物商業化種植面積為1.035 億hm2，是全球商業化種植面積的54%[1]。目前，發展中國家已成為轉基因作物商業化種植的主體。

1996-2018 年，每年全球轉基因作物種植面積的90%集中在美國、巴西、阿根廷、加拿大、印度這5 大轉基因種植國，具體種植面積變化趨勢見圖2。其中，美國是第一批批準轉基因作物種植的國家，其轉基因作物種植面積一直穩居全球第一。巴西、印度轉基因種植雖然較晚，但發展迅速，巴西轉基因種植面積于2009 年超過阿根廷[14]，成為全球第二大轉基因種植國，印度轉基因種植面積現位居全球第五。阿根廷、加拿大同是第一批轉基因種植國，發展也較快，轉基因種植面積現分別位居全球第三、第四。

2 全球商業化的轉基因作物

1996-2018 年全球主要轉基因作物種植面積變化趨勢如圖3 所示。1996 年全球種植了包括煙草、棉花、大豆、玉米、油菜、番茄和馬鈴薯在內的7 種轉基因作物，其中轉基因煙草種植面積最大（10 萬hm2），占當年全球轉基因作物種植面積的35%[2]。1997 年全球轉基因作物種植結構發生調整，大豆成為普及率最高的轉基因作物，其種植面積較1996 年增長了10.2 倍（510 萬hm2），占全球轉基因作物總種植面積的40%[3]。1998 年至今全球轉基因作物種植面積前4 位的作物依次為大豆、玉米、棉花和油菜，這4 種轉基因作物年種植面積約占全球轉基因作物種植面積的99%[4]。2018 年全球轉基因大豆、玉米、棉花和油菜的種植面積分別為9590萬hm2、5890 萬hm2、2490 萬hm2、1010 萬hm2，分別占全球轉基因作物總種植面積的50%、31%、13%和5%，單一作物應用率分別為78%、30%、76%和29%[1]。除以上4 大主要轉基因作物外，其他上市銷售的轉基因作物，如紫花苜蓿、甜菜、木瓜、南瓜、茄子、馬鈴薯和蘋果，以及應用于科學研究的轉基因作物，如水稻、香蕉、小麥、鷹嘴豆、木豆和芥菜，使得轉基因作物的種類更趨于多樣化。

3 全球商業化的轉基因性狀

目前，全球商業化種植轉基因作物的性狀主要包括抗除草劑、抗蟲和復合性狀（多種性狀的結合）。1996-2018 年全球不同性狀轉基因作物種植面積趨勢見圖4。1996 年抗病毒、抗蟲和抗除草劑轉基因作物的種植面積分別為113 萬hm2、105 萬hm2和65 萬hm2，分別占全球轉基因作物種植面積的40%、37%和23%[2]。1997-2018 年間抗除草劑轉基因作物種植面積始終占據首位，1997-2014 年抗除草劑轉基因作物種植面積迅速增加，2014 年達到最大（10260萬hm2）[19]。但隨著綠色農業的不斷發展和復合性狀的廣泛應用，全球抗除草劑轉基因作物種植面積呈下降趨勢；復合性狀雖然商業化較抗除草劑和抗蟲性狀晚，但由于復合性狀轉基因作物能夠大大降低成本，符合種植者的需求，其種植面積持續上升，2007 年復合性狀超過抗蟲性狀成為第二大商業化轉基因性狀[12]；抗蟲轉基因商業化種植較早，其種植面積總體呈增長趨勢，但漲幅明顯不及另外兩種性狀。2018 年抗除草劑、復合性狀和抗蟲轉基因作物種植面 積 分 別 為8818 萬hm2、8051 萬hm2和2300 萬hm2，分別占全球轉基因作物種植面積的46%、42%和12%[1]。抗病毒轉基因作物種植面積僅是在1996年占據了較大的比例（40%）[2]，1997 年就迅速下降到14%[3]，隨后一直保持在不到1%。

4 主要轉基因作物種植國轉基因作物種植情況

轉基因作物商業化種植之初，全球僅有6 個國家參與種植轉基因作物。2018 年全球種植轉基因作物的國家/地區增加到70 個，其中26 個轉基因種植國，44 個（18 個國家/地區和歐盟26 國）轉基因進口國家/地區。但全球轉基因作物種植面積分配非常不均衡，主要集中在美國、巴西、阿根廷、加拿大、印度5 個國家，2018 年這5 個國家轉基因作物種植面積總和約占全球轉基因種植面積的91%[1]。

美國是全球最先批準轉基因作物商業化種植的國家之一，在轉基因作物的發現、開發和應用等方面均處于世界絕對領先地位。2018 年美國轉基因作物種植面積為7500 萬hm2，是全球轉基因作物種植面積的39%，為1996 年種植面積的50 倍（150萬hm2）。2018 年美國種植的轉基因作物主要是大 豆（3408 萬hm2）、玉 米（3317 萬hm2）和 棉 花（506 萬hm2），這3 種轉基因作物的平均應用率為93.3%[1]。此外，美國還種植有少量其他轉基因作物，如油菜、甜菜、紫花苜蓿、木瓜、南瓜、馬鈴薯和蘋果。

巴西轉基因商業化種植雖然起步較晚（2003年），但轉基因作物種植面積增長非常迅速。2018年巴西轉基因作物種植面積為5130 萬hm2，是全球轉基因作物種植面積的27%，為2003 年種植面積的17 倍（300 萬hm2）。2018 年巴西種植的轉基因作物為大豆（3486 萬hm2）、玉米（1538 萬hm2）、棉花（100 萬hm2）和甘蔗（400hm2），前3 種轉基因作物的平均應用率為93%[1]。

阿根廷同樣是全球首批轉基因作物商業化種植的國家之一，自1996 年其轉基因作物種植面積一直穩居全球第二，直到2009 年被巴西取代。2018年阿根廷轉基因作物種植面積為2390 萬hm2，是全球轉基因作物種植面積的12%，為全球第三，是1996 年 的239 倍（10 萬hm2）。2018 年 阿 根廷種植的轉基因作物有大豆（1800 萬hm2）、玉米（550 萬hm2）和棉花（37 萬hm2），轉基因作物的平均應用率接近100%[1]。

加拿大也是在1996 年批準轉基因作物種植。2018 年加拿大轉基因作物種植面積為1275 萬hm2，是全球轉基因作物種植面積的7%，為全球第四，是1996 年 的127 倍（10 萬hm2）。2018 年 加 拿 大種植的轉基因作物有大豆（240 萬hm2）、玉米（160萬hm2）、油菜（870 萬hm2）、甜菜（1.5 萬hm2）、紫花苜蓿（4000hm2）和馬鈴薯（65hm2），轉基因作物的平均應用率為92.5%[1]。

印度于2002 年開始種植抗蟲轉基因棉花，2006年至今印度一直是全球第一大抗蟲轉基因棉花種植國。2018 年印度種植了1160 萬hm2的抗蟲轉基因棉花，占全球轉基因作物種植面積的6%，為全球第五，是2002 年種植面積的258 倍（4.5 萬hm2），轉基因棉花的應用率為95%[1]。

5 展望

ISAAA 2017 年數據顯示：1996-2016 年轉基因共使作物增產6.576 億t，產值增加1861 億美元，節約土地1.83 億hm2，節省農藥活性成分6.71 億kg，減少農藥使用8.2%[22]。轉基因作物因其安全、可持續和高收益，預計未來會被更多的國家批準種植，種植面積也必將繼續增大。近年來，單抗轉基因作物種植面積不斷下調，復合性狀轉基因作物種植面積持續增長且增幅顯著，未來幾年復合性狀轉基因作物將超過單抗除草劑轉基因作物成為全球種植面積最大的性狀。同時，隨著生物技術的快速發展，特別是基因編輯技術的出現，能夠通過不引入外源基因或同源基因實現作物改良，未來基因編輯技術將成為轉基因作物育種的常規技術。