转基因作物的商业化种植、发展趋势及其利弊分析.docx

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1、转基因作物的商业化种植、发展趋势及其利弊分析摘要 转基因技术是人类科技发展的一项重要进步，转基因技术在农业领域的应用近年来在全球引起了广泛关注，转基因作物的商业化也随之成为国内外争论的热点问题，显然，这一问题其所涉及的生态、人类健康、经济安全、国际贸易乃至政治领域的敏感话题，已远远超越了科学技术本身的范畴，成为了重要的战略研究课题。在现今的社会环境下，转基因作物正处于迅猛发展阶段，已取得了可观的成就，转基因的商业化种植已渗透到了世界的每一个角落，育种技术更是日新月异，然而，就在这些给我们带来美好的前景的同时，各种问题也随之而来。关键词 转基因作物 商业化种植 育种 安全性Commerciali

2、zation of GM crops cultivation, development trends and their pros and consMao YouzhiAbstract GM technology is an important human development advances, the field of transgenic technology applications in agriculture in recent years has caused wide concern in the world, the commercialization of GM crop

3、s will become a hot issue of debate at home and abroad, it is clear that the issue of its involved in ecological, human health, economic security, international trade and even the sensitive political topic, far beyond the scope of science and technology itself has become an important strategic resea

4、rch topic. In the current social environment, genetically modified crops is in the rapid development stage, has made considerable achievements, GMs commercial cultivation has penetrated into the world in every corner of the breeding technology is changing, however, in these bring us to a bright futu

5、re at the same time, various problems will follow.Key words genetically modified crops ,commercial cultivation ,breeding, security转基因作物就是利用基因工程技术，将人工分离和修饰过的外源基因导入到农作物中，使之表达且稳定遗传，并赋予作物新的性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产和优质等，从而达到改造生物的目的。1、转基因作物的发展历史、商业化种植现状及育种1.1.转基因作物的发展历史1世界上第一种基因移植作物是一种含有抗生素药类抗体的烟草。它在1983年培植出来，直到10年

6、以后，第一种市场化的基因食物才在美国出现，那是一种可以延迟成熟的西红柿。自1996年，转基因农作物获得批准进入田间试验以来，全球转基因作物研发和产业迅猛发展，创造了巨大的经济、社会和生态效应。从此，世界上陆续有国家批准转基因作物的种植，转基因作物的种植面积、种类以及商业效应更是逐年攀升，这就是转基因作物的商业化种植。自1996年转基因作物首次商业化以来，转基因作物面积累计达到近10亿公顷，增长了80倍（见图1）。图1. 19962008年全球转基因作物种植面积的发展状况22009 ISAAA Report on Global Status of Biotech/GM Crops by Dr.C

7、live James Founder and Chair,ISAAABoard of Directors.1.2转基因作物的商业化种植现状转基因农作物的种植是现代农业发展的重要手段和重要领域。2010年国际农业生物技术应用组织服务（ISAAA）在北京发表2009年度全球生物技术/转基因作物商业化发展态势报告，认为全球第二轮生物技术发展浪潮已经开始。ISAAA报告认为，去年全球生物技术发展一个最显著的进步是中国一项里程式的决策转基因抗虫水稻和植酸玉米获得生物安全发展证书。水稻和玉米分别是世界上最重要的粮食作物和饲料作物，因此，对二者的生物安全的认证对未来转基因作物在中国、亚洲乃至全世界的推广有巨

8、大的影响3。ISAAA报告显示4，去年25个国家的1400万农民种植了1.34亿公顷转基因作物，面积较上一年增长了7%（参见图1），其中90%来自发展中国家的小型农户。性状面积或“实际面积”达到1.8亿公顷，比2008年增长了1400万公顷。美国（6400万公顷）、巴西（2140公顷）、阿根廷（2130万公顷）分列转基因作物种植面积的前三位，中国（370万公顷）列第六位。其中美国是世界上转基因作物品种培育数量最多和商业化种植最早、规模最大的国家，美国每年转基因作物的种植面积都占全球转基因作物种植面积的一半以上5；巴西转基因作物种植面积增长迅猛，由2008年的1580万公顷增长了560万公顷，上

9、升了35%，是2009年绝对增长最高的国家，一举超过阿根廷（2008年为2100万公顷），成为第二大转基因种植国；作为6个“转基因创始国”之一的阿根廷，1996年就开始“抗农达”(RR)耐除草剂大豆和抗虫 Bt棉花的商品化,继续保持着转基因作物的稳步增长6。目前，种植面积最大的主要转基因作物有4种，其中转基因大豆首次占全球9000万公顷面积的3/4，转基因棉花占全球3300万公顷的近半，转基因玉米超过全球1.58亿公顷的1/4,转基因油菜超过全球3100万公顷的1/5。全球21%的转基因作物具有复合基因，被11个国家推广，其中8个为发展中国家。1.3转基因作物的商业化种植的育种发展趋势21世纪

10、以来，世界粮食紧张的局面更是捉襟见肘，利用现代生物技术培育的转基因作物是解决粮食问题的一条重要途径，按照生物技术产业的划分，转基因作物可分为三代7(见表1)。第一代转基因作物主要是插入农艺学的一些特性，如除草耐受性和病虫抗性。预期的应该包括固定复杂的农艺特性，如抗干旱性，也包括表达输出特性。后者包括第二代转基因作物表达所需要的质量特性(如提高营养含量的功能性食品)和第三代转基因作物，第三代转基因作物有一些新颖的用途，如植物制药、植物制造工业产品，可用作环保和工业原料等，从而大幅度增加农副产品的附加值，并使消费者直接受益。如富含维生素A的金米、高赖氨酸或高油玉米、高油酸大豆、预防龋齿、骨质疏松、

11、糖尿病和禽兽疾病等的药物、疫苗、抗体以及生产可降解塑料等的转基因植物等。目前第一代转基因作物产量明显增加，而具有第二、第三代产品的研发速度极快，已经有多种医用蛋白、抗体、疫苗在植物悬浮细胞中表达，如乙型肝炎疫苗Mason等于1992年首次报道了采用农杆菌 LBA4404介导的方法在烟草中表达重组乙肝病毒表面抗原(HBsAg)8。表1、各代转基因作物的特点9第一代（1994）第二代（1995）第三代（1998）抗除草剂高营养价值疫苗抗虫富含氨基酸抗体抗病毒优质药物蛋白抗病低过敏性延缓成熟值得一提的是，转基因的应用将逐渐走向符合性状基因10的研究、开发及应用。2009年已经有21%的转基因作物具有

12、复合基因。未来育种的发展可能是建立在现有育种的基础上，利用现有的自交系及杂交种，导入新的复合基因来改善现有品种资源产量和品质，这将对传统育种的发展带来冲击。未来的复合性状产品将包括抗虫、抗除草剂和抗旱性状，加上营养改良性状，如增强型维生素A的金米11。2转基因作物的利弊12 随着农业科技的迅猛发展，转基因作物的应用也越来，所带的经济效应也是有目共睹的，转基因作物所具有的多重优势能够有效地促进农业可持续性发展13。然而，转基因作物的利弊权衡对于转基因作物的出现和发展，仍存在很多争议。转基因食品的营养作用、对抗生素的抵抗作用、对环境的威胁等问题尚未得到证实和解决。2.1转基因作物的带来的效益 IS

13、AAA报告认为，转基因作物已经在以下几个重要方面做出了贡献：（1）保证粮食安全，保证粮食价格的稳定，解决发展中国家人民的饥饿问题。世界人口数量，特别在发展中国家，还在持续增长，它带来的粮食短缺问题14，也就成为了一个全世界关注的重要问题。因此，通过基因工程技术，特别是转基因技术，以获得高产的优良农作物品种，可能将是解决21世纪不断增加人口对粮食需求的重要途径之一。(2)创造了明显的可观的经济效益。转基因农作物的发展能够带来明显的经济效益，如加拿大，在1996年种植了1200万hm 耐除草剂油菜后，产量提高9 ，经济效益达600万美元；中国种植转基因抗虫棉花，从19972000年的4A，总的经济

14、效益达337亿美元。在2000年世界转基因作物产品的价值为3O亿美元，预计2010年时价值可达300亿美元。由此可见，经济效益是十分明显的 。（3）减轻农业发展对环境的影响15。实践证明，常规农业对环境具有很大的影响，转基因作物则可通过两个方面帮助减少温室气体排放和防止气候变化。一是通过减少喷洒杀虫剂和除草剂，从而降低石油使用量、实施免耕法以保持水土等形式，减少二氧化碳排放。19962007年，全球杀虫剂使用量累计下降9，相当于359万吨活性成分：2007年，全球杀虫剂使用量下降18，相当于77万吨活性成分。二是提高淡水利用率。El前，全球淡水的70用于农业。具有抗干旱特性的转基因作物，对于建

15、立全球可持续性耕作系统具有重大意义特别适合于常受干旱之苦的发展中国家。具有抗旱特性的转基因玉米，预计将于2012年在美国投入商业化种植2017年在非洲撒哈 沙漠以南地区投入商业化种植。此外，转基因作物还能大大缩短作物的生长期，这些都能降低农作物对于自然的索取，同时还能保持高产以满足世界人民需求。 除以上优点外，转基因作物还能保持生物多样性；有利于促进高效生物燃料的生产；有利于获得可持续经济效益等等。2.2转基因作物带来的问题 有关转基因产品安全性的争论，已成为世界各国及联合国等国际组织关心的焦点问题。目前对转基因作物的安全性评价一方面是环境安全性，另一方面是食品安全性。（1）转基因作物对生态环

16、境的影响 在环境安全方面，转基因作物的超级杂草话问题是一个典型的问题，这里面包含这里面又包含两层含义：一是转基因作物自身的杂草化问题。多数研究表明转基因并没有提高作物的生存竞争能力，在没有选择压力的自然条件下，即使转入了抗病抗逆基因，转基因植株的生存存竞争能力也没有增加，因此杂草化的可能性很小；二是转基因作物通过基因漂移使得同种或近缘野生种获得某种抗性而成为更加难以防除的“超级杂草”问题。由于不同植物种间杂交能力不同，外源基因转移并稳定遗传的几率受到多种因素的影响16，不同作物的风险也不同，因此必须经过长期的监测才能得出科学的结论。例如1998年,加拿大Alberta转基因油菜田间发现了能够抗

17、三种除草剂（草甘膦Glyphosate、固杀草Glufosinate和保幼酮Imidazolinones）的油菜自播植物，其中抗草甘膦17和固杀草地特性来自转基因油菜18。另外，转基因作物对作物遗传多样性、物种多样性及生态系统多样性的影响，多数观点认为转基因作物会通过基因漂移19，外来基因在农家品种或野生种中固定及其竞争优势导致遗传多样性减少乃至丧失20，转基因作物的种植可能带来人为的“生物入侵”影响，在这方面，阿根廷单一的大豆种植结构所带来的负面影响即为典型例证21。（2）转基因食品对人体健康产生的潜在影响22 转基因食品是否对人类无毒无副作用，转基因食品与非转基因食品是否“实质等同”23、

18、无显著差异；在人体内是否会发生突变而有害人体健康，是否会增加食物过敏；植物里引入了具有抗除草剂或毒杀害虫功能的基因后，它是否也象其他有害物质一样能通过食物链进入人体内24；基因转入后是否产生新的有害遗传性状或不利于健康的成分等一系列问题是人们对转基因食品的安全性产生怀疑的主要方面。转基因作物食品25潜在影响有以下几个方面：1、可能产生过敏反应；2、抗生素标志基因可能使人和动物产生抗药性26；3、抗虫作物残留的毒素和蛋白酶活性抑制剂可能对人畜健康又害。2007年3月，法国科学家检查了孟山都公司为了获得欧盟上市批文所作的安全测试数据，发现饲喂了MON863转基因玉米的实验鼠肝和肾有毒反应。他们的研

19、究驳斥了孟山都公司对400个实验鼠90天试验的研究报告，从而证实了MON863转基因有害27。转基因作物在涉及上述的环境安全和食品安全问题外，还涉及技术、知识产权、生产及仓储、市场及价格等28。 3.对于国内转基因作物的建议 在全球的气候变化、人口增长等背景下，世界上正在大力发展和研究转基因作物，为保障我国的粮食安全，掌握转基因作物的自主知识产权，发展适合于我国国情的转基因作物将带来可观的社会、经济和环境效益29。针对影响我国转基因农作物研发与产业化的主要问题首先，在主要粮食作物转基因品种商业化问题上，我国应坚持预防原则和自主品种研发为主的道路。现阶段，要特别谨慎地对待主要口粮作物(水稻、小麦

20、)转基因品种的商业化,应坚持预防原则1预防原则(precaucionary principle)的基本要求是：如果某项决策(特别是对技术的使用)会给我们的健康和环境带来某种严重的或不可逆的潜在伤害，那么，我们最好不实施该项决策，尽管对于这种潜在伤害的可能性、严重程度或因果联系尚存在着科学上的不确定性；同时，那些主张实施该项决策的人应承担举证的责任。其次，在生物技术研发领域，公共部门为主的格局在相当长的时期内仍处于主导地位。我国应继续加大对农业生物技术领域研发的公共投入，同时鼓励引导私人资本进入该领域。在常规育种要与现代生物技术相结合，优先考虑研发和应用生态、环境和健康风险小的“非转基因”的生物

21、技术品种，把转基因生物技术作为技术储备30。最后，关注当前跨国种业对我国种业的渗透和控制，高度重视我国的种业及粮食生产链安全。规范和完善我国种业管理体制，引导种业的健康发展。这样，我国既能控制的转基因作物商业种植体系，同时利用转基因作物的效益、又控制转基因作物所带来的风险，使我国在激烈的生物技术国际竞争中占据主动。参考文献1 Ali S , Zafar Y , Zhang XY et al. African Journal of Biotechnology,2008,7(25):4667-4676.2C.james.Global Status of Commercialized Biotech

22、GM Crops：2009RISAAA Brief No41，2009，ISAAA：Ithaca，NY3刘祖云，黄文昊.湖南社会科学,2010,2:53-59.4Clive James.中国生物工程杂志，2010，2：1-10.5张文银，安永平，王彩芬等.生物技术通报,2008,5:1-4.6王旭静，贾士荣.生物工程学报,2008,24(4):541-546.7陈健鹏.农业生产展望,2009,12:21-25.8 Castle.A cultural input traits：past,present and future,Current Option in Biotechnology，2006

23、 (17)：1051129 Keiko Yonekura-Sakakibara,Kazuaki Saito. Biotechnology Letters,2006,28(24):1983-199110 Raybould A, Tuttle A, Shore S et al. Transgenic Research, 2009,19(4):595-609.11熊 燕，陈大明，王 斌等.生物产业技术,2009,2:10-16.12史梅娟.安徽农学通报,2010,16(9):63&80.13 Kruger M, Van Rensburg JBJ, Van den Berg J.Crop Protec

24、tion,2009,28(8):684-689.14GREENPEACE 绿色和平，国外专利陷阱中的“中国”转基因水稻”，2008,415朱行.国内外农业,2010,2:38-41.16 Schwember AR.Ciencia Investigacion Agraria,2008,35(3):231-250.17Kong-Ming Wu,Yan-Hui Lu,et al.Science,2008,321(5896):1676-1678.18陈颖，徐宝梁，葛义强等.生物技术,2006,13(5):40-42.19Kawata M,Murakami K,Ishikawa T.Environmen

25、t Science and Pollution Research, 2009, 16 (2) :120-126.20 Wolt-Jeffrey D.Biotechnology for Biofuels,2009,2:number27.21Sanvido O,Romies J,Bigler F.Journal Fur Verbrauchutz Und Lebensmttel Sicherheit-Journal of Consumer Protection and Food Safety,2008,37,suppl.2.22Alberto Finamore, Marianna Roselli,

26、Serena Britti,et al. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2008,56(23):11533-11539.23Eugenia Venneria, Simone Fanasca, Giovanni Monastra etal. J. Agric. Food Chem. 2008, 56, 92069214.24Alberto Finamore, Marianna Roselli, Serena Britti,et al. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2008,56(23

27、):11533-11539.25 Wolt-Jeffrey D.Biotechnology for Biofuels,2009,2:number27.26 Sanvido O, Romeis J, Bigler F.Journal of Applied Entomology,2009,133(4):236-248.27Seralini GE,Cellier D,de Vendomois JS.Archives of environmental contamination and toxicology.2007,52(4):596-602.28刘治先，乔 峰，张铭堂等.山东农业科学，2008，7：113-115.29 陈健鹏.农业科技管理，2009，28(6)：202330陈健鹏.中国软科学,2010,6:1-14. 6 / 6