專家：轉基因研發競跑，中國不能掉隊

無論轉基因面臨多少挑戰，遭受多少質疑，在中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員朱楨看來，“轉基因技術仍是育種的主流技術手段。轉基因的前沿基礎研究，對多學科發展起到牽動作用。通過重大專項的實施，承擔單位的育種能力逐漸提高，中上游結合更加緊密。” 在日前召開的“農業前沿生物技術前瞻”圓桌會議上，轉基因成為專家們繞不過的熱議話題。

雖然產業化滯后，但與會專家形成一致共識的是：我國在轉基因研發方面已從“跟跑”到“并跑”甚至部分“領跑”，在世界各國以轉基因為核心的生物技術競技中，中國必須積極參與并引領其發展。

“在這種情況下，系統分析我國轉基因技術的研發能力，規劃制定發展戰略，有利于促進我國轉基因生物產業健康可持續發展。”中國工程院院士萬建民表示。

全球轉基因技術研發創新競爭加劇

“轉基因技術是指利用基因重組技術，將人工分離或修飾的功能基因導入生物體，從而使其在抗病蟲、抗逆、營養和品質等方面滿足農業生產和人類消費需求的一種技術。” 5月1日，中國農業科學院生物技術研究所研究員林敏在接受科技日報記者專訪時說，理論上講，轉基因與傳統育種技術是一樣的，只是速度更快、效率更高。

轉基因技術在農業上的應用經歷了技術成熟期和產業發展期，目前已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。

林敏介紹，當前全球轉基因技術研發呈現新的態勢。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、棉花到直接食用的水稻、蔬菜、水果等；目標性狀從單一的抗蟲、耐除草劑向抗旱、養分高效利用等方向拓展；含有復合功能基因、改善營養、增進健康的新一代轉基因作物的研發明顯提速，成為競爭的新熱點。美國新推出的轉基因玉米，聚合了8種新型基因，能夠兼抗地上地下6種害蟲并耐2種除草劑。二是轉基因技術更加準確高效。新一代基因轉化技術實現了定點整合、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的技術難題，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。

“轉基因是育種的核心技術，目前仍是產業競爭焦點，中國不能中途掉隊。”林敏說。

轉基因水稻研究,我國居國際領先地位

就轉基因技術而言，我國的態度是一貫的，即要加強農業轉基因技術的研發，搶占技術制高點。從近10年來中央一號文件有7次提到轉基因，便可見一斑。

事實上，自上世紀80年代初期，“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年國家啟動實施了“轉基因生物新品種培育重大專項”，將轉基因技術上升至國家戰略。

“正是由于國家的支持，特別是重大專項的實施，我國在轉基因研發方面取得了一批標志性成果，逐漸縮短了與國際的差距。”中國工程院院士尹偉倫說。

尹偉倫介紹，我國是世界上繼美國之后，第二個擁有自主研制抗蟲棉的國家，國產抗蟲棉市場份額由最初的5%，上升到目前的95%，抗蟲棉品種的應用減少殺蟲劑用量70%—80%。此外，新型抗蟲轉基因水稻抗螟蟲效果達95%以上，比對照增產5%以上；抗蟲轉基因玉米高抗玉米螟，比對照增產5%—8%等等。

“尤為值得一提的是，2013年—2015年，以水稻為材料的生物技術領域，發表在《自然》《科學》雜志的論文，67%都是由中國科學家在本土獨立完成的，研究水平居國際領先地位。”尹偉倫強調。

此外，我國目前在牛和山羊等主要家畜上的克隆效率居國際同一水平；我國科學家獨立完成了秈稻的全基因組測序，成為少數幾個能獨立完成作物測序工作的國家之一。

林敏也認為，對于轉基因技術的理論基礎研究，特別是農業生物組學方面，中國與美國已成為目前最強的兩個國家。據有關報道，2013年中國發表轉基因SCI論文數量為432篇，比美國少71篇；2014年中國達到447篇，與美國僅相差9篇。

擁有自主知識產權的可用基因是關鍵

“盡管基礎研究成績斐然，但不容否認，與國際先進水平相比，我國轉基因技術研發水平的差距依然很大，整體研發力量依然薄弱，原始創新能力亟待提升。特別是在轉基因核心技術方面，依然是受制于人，需要進一步提升。”林敏說。

林敏表示，迄今為止，我國的基因克隆研究源頭創新能力不足,現有基因也難以滿足我國農業發展的現實需求。比如說，目前還沒有獲得有應用價值和自主知識產權的抗旱耐鹽等功能基因；高產優質基因方面，在營養高效、高光效、代謝調控、耐貯藏、特殊成分積累等基因研究方面與國際水平相比存在很大差距，轉基因研究所涉及的基因及其表達調控元件主要來自國外等等。

一個基因可以發展一個產業。美國、日本和澳大利亞等發達國家擁有全球71%以上的水稻基因ZL，90%以上的玉米基因ZL，80％以上的小麥基因和75%以上的棉花基因的ZL，中國基因ZL數不足美國的十分之一。

“我們克隆的基因絕大多數屬于是有ZL的無價值,有價值的沒有ZL，缺乏擁有自主知識產權的可用基因是我國農業生物技術產業發展的關鍵制約瓶頸。”再就是一些關鍵技術創新，如大規模篩選、高通量鑒定和高水平表達技術方面，我國大大落后于發達國家。

“我國農業‘短板’就是缺乏核心關鍵技術，對這些基礎的原始創新，希望國家能夠持續穩定的支持。”林敏呼吁。

轉基因產品 不只是農作物

曾幾何時，轉基因似乎成了農產品的代名詞，提起轉基因，人們就會想到水稻、小麥、玉米等等。

“事實上，轉基因技術在工業、醫藥、環境等領域的應用更早，作用也越來越突出。”林敏說，上世紀90年代，微生物基因工程技術發展迅速，即采用以重組DNA技術為核心的現代生物技術對微生物進行遺傳改良，構建高效工程菌，在工業、醫藥和能源領廣泛應用。

在工業方面，經過改造的工程菌主要用于生產食品酶制劑、添加劑和洗滌的酶制劑等產品。比如，我們天天食用的味精、酸奶、啤酒等都會用到轉基因技術。林敏介紹，味精是微生物代謝過程中產生的代謝物，一般來講，這些代謝物的產量很少，這樣在其生產過程中就會用到轉基因工程菌，對微生物加以改造，使其產量增加。酸奶、啤酒也是這樣，其生產過程需要添加酶的處理，而這些蛋白酶大多是通過轉基因微生物發酵生產的。

“尤其是近幾年，新一代轉基因作物不斷涌現，像蘑菇、蘋果、馬鈴薯改良品種、轉基因魚等等。”中國農業科學院生物技術研究所研究員黃大昉說，轉基因產品不再是以前所說的大豆、玉米、棉花等作物，已經出現了水果、蔬菜甚至是很多其他的一些作物。

中國科學院院士桂建芳指出，目前，人們實現了對魚類單個堿基的編輯、修飾，改變某個基因編碼，造成功能蛋白發生變化，而不破壞其他成分。近幾年，其研究團隊對鯉魚、草魚的全基因組解析，對控制性狀，以及控制生殖、生長、抗病的功能基因有了全新的認識，這對實現精確調控意義重大。

未來轉基因技術依然大有可為

近年來，以生物組學、新一代育種技術如基因組編輯技術、合成生物技術等為代表的前沿生物技術發展迅速，并廣泛應用于農業領域，為解決全球性糧食、環境、健康、能源問題提供了不可替代的技術支撐作用。“但這并不是說轉基因技術就不重要了，它作為其中的一個過程，依然不可替代。”林敏說。

對此，中國農業大學羅云波教授表示，轉基因技術在相當長的一段歷史時間內還是一個非常重要的技術，即便是現在被認為前沿的基因編輯技術，也是轉基因技術的一種延伸和擴展。

在轉基因技術應用20年后，科學界對一種叫做“基因組或基因編輯”的新生物技術的潛力充滿期盼。其中被命名為CRISPR（成簇的規律間隔短回文重復序列）的技術被認為最具前途，其可以在預先確定的位置切割DNA，并精確地插入突變或者在基因組的最佳位置改變單核苷酸，從而使表達最大化。“其‘真正力量’在于能夠編輯和更改單個和多個植物自身基因（而非轉基因）的能力，對重要的性狀如抗旱性進行編碼，產生有用的非轉基因的改良作物。”有專家稱。

尹偉倫認為，當前，轉基因測序、調控仍處于盲目的基因克隆、轉導階段，精準基因技術遠沒有實現，只能是大量地轉再從中篩選。轉基因如何準確地切入，怎樣實現性狀的準確調控，并最終服務于農業生產和人類生活的需求，值得進一步深入探索。

“未來，不再是過去那樣對單基因的轉移，而是要發展合成生物技術，為光合作用（高產）、生物固氮（節肥、穩產、增效）、生物抗逆（節水耐旱、耐鹽堿等）和生物質轉化等世界性農業難題提供解決方案。合成生物技術在農業中應用，有望克服全球資源短缺和極端氣候變化等農業發展的‘瓶頸’，突破性提高對光、肥、水的利用率，將開創人類按照自身需求設計農業生物、創制新型高效智能人工品種的新紀元。”林敏說。