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中国工程院院士:转基因技术为保障粮食安全注入新动能

中国工程院院士:转基因技术为保障粮食安全注入新动能

2021年10月16日 04:25 来源:中国纪检监察报参与互动参与互动

  转基因技术为保障粮食安全注入新动能

  访中国工程院院士吴孔明、万建民

  本报记者 吴晶

  民为国基,谷为民命。粮食安全是国家安全的重要基础。

  10月13日,海关总署公布数据显示,1至9月我国粮食进口量12827.3万吨,同比增长29.3%。其中,大豆进口量占粮食进口总量的57.67%。我国是粮食生产和消费大国,粮食供需总量基本平衡。但大豆、玉米以及部分种源仍依赖进口,种业“卡脖子”问题亟待解决。

  突破资源约束,保障国家粮食安全,归根结底要靠科技创新和应用。习近平总书记强调,要下决心把民族种业搞上去,抓紧培育具有自主知识产权的优良品种,从源头上保障国家粮食安全。

  2021年中央一号文件提出要加快实施农业生物育种重大科技项目。转基因技术作为全球发展最成熟、应用最广泛的生物育种技术,成为我们必须抢占的科技制高点。

  我国转基因技术目前发展水平如何?转基因食品是否安全?转基因技术在保障我国粮食安全方面能发挥何种作用?就这些问题,记者采访了中国工程院院士,中国农业科学院党组副书记、副院长吴孔明,中国工程院院士,国家转基因生物新品种培育科技重大专项技术总师万建民。

  转基因技术应用引发了农业生产方式的革命性变化,深刻改变了农产品贸易格局,已成为国际农业科技战略必争的前沿领域

  记者:什么是转基因,主要在哪些方面应用?

  吴孔明:转基因,就是科学家利用工程技术将一种生物的一个或多个基因转移到另外一种生物体内,从而让后一种生物获得新的性状。比如,将微生物体内的抗虫基因转入棉花、水稻或玉米,培育成对棉铃虫、卷叶螟及玉米螟等昆虫具有抗性的转基因棉花、水稻或玉米。

  目前,国际上转基因技术已经广泛应用于医药、工业、农业、环保、能源等领域,成为新的经济增长点,在未来数十年内将对人类社会产生重大影响。目前广泛使用的人胰岛素、重组疫苗、抗生素、干扰素和啤酒酵母、食品酶制剂、食品添加剂等有很多都是转基因产品。

  记者:转基因技术在农业领域能带来哪些益处?

  万建民:在农业领域,国际上已经培育了一大批具有抗虫、抗病、耐除草剂、优质、抗逆等优良性状的转基因作物新品种。转基因技术的广泛应用,有效降低了农业生产人工成本,减少了农药使用量,减少灾害损失,在缓解资源约束、保护生态环境、改善和提高农产品质量和营养价值,推进绿色发展方面发挥了重大作用,引发了农业生产方式的革命性变化,深刻改变了农产品贸易格局,已经成为国际农业科技战略必争的前沿领域。

  全球转基因作物产业不断扩大。自1996年转基因作物商业化以来,全球29个国家或地区批准种植,42个国家或地区批准进口,种类从转基因大豆、棉花、玉米、油菜拓展到马铃薯、苹果、苜蓿等32种植物,累计种植400多亿亩。在已批准商业种植的主要国家,转基因作物种植比例已接近饱和。全球范围内主要转基因农作物种植比例,棉花79%,大豆74%,玉米31%,油菜27%。

  通过安全评价依法批准上市的转基因食品是安全的,与传统食品同等安全

  记者:有一些人认为“转基因食品不安全,欧美人不吃转基因食品”,转基因食品到底安不安全?

  吴孔明:通过安全评价依法批准上市的转基因食品是安全的,与传统食品同等安全。

  从科学角度看,转基因产品上市前需要经过食用的毒性、致敏性,以及对基因漂移、遗传稳定性、生存竞争能力、生物多样性等环境生态影响的安全性评价,确保通过安全评价、获得政府批准的转基因生物,除了增加人们希望得到的性状,例如抗虫、抗旱等,并不会增加致敏物和毒素等额外风险。

  从国际上看,经济合作与发展组织、世界卫生组织和联合国粮食及农业组织在充分研究后得出结论,目前上市的转基因食品都是安全的。根据500多个独立科学团体历时25年开展的130多个科研项目,欧盟委员会2010年发表报告得出结论,“生物技术,特别是转基因技术,并不比传统育种技术更有风险”。

  从应用实践上看,转基因技术1989年开始应用于食品工业领域,目前广泛使用的啤酒酵母、食品添加剂等,很多都是转基因产品。自1996年转基因作物商业化种植以来,全球70多个国家和地区几十亿人口食用转基因农产品,没有发生过一例经过科学证实的安全性问题。

  我国已经建立了一整套严格规范的农业转基因生物安全评价和监管制度,对农业转基因生物进行严格的安全评价和有效监管,切实保障人体健康和动植物、微生物安全,保护生态环境。

  美国是转基因技术研发大国,也是转基因食品生产和消费大国。美国生产的50%左右的转基因大豆和80%左右的转基因玉米都在美国国内消费使用。据美国杂货商协会统计,美国市场上75%-80%的加工食品都含有转基因成分。欧盟每年进口大量转基因农产品。2019年,欧盟进口转基因大豆约1200万吨,占欧盟大豆总消费量的70%以上,欧盟每年还进口约25万吨的转基因大豆油以弥补市场缺口。

  我国已成为第二研发大国,实现了从局部创新到“自主基因、自主技术、自主品种”的整体跨越

  记者:我国目前的农业转基因技术发展水平如何,在世界上处于什么位置?

  万建民:我国是较早开展农业转基因研发工作的国家之一。上世纪80年代以来,“863”“973”计划先后对棉花、水稻、大豆等转基因研发工作进行部署。2008年,国家启动农业领域唯一的科技重大专项——转基因生物新品种培育重大专项,农业转基因研发进入快速发展期。

  我国转基因研发水平不断上升。基因克隆从零星少量到数量质量双升,获得了抗病虫、耐除草剂、耐寒耐盐碱、养分高效利用、优质、高产等重大育种价值基因300多个。转基因技术实现了从局部突破到整体跃升,多项关键技术获得了突破。获得发明专利近3000项。

  我国转基因产品种类不断丰富。国产抗虫棉市场份额提高到99%以上;3个耐除草剂大豆和4个抗虫耐除草剂玉米获得生产应用安全证书;抗虫大豆、耐旱玉米、抗虫水稻、耐旱小麦、抗蓝耳病猪等已形成梯次储备。

  我国转基因研发队伍不断加强。研发团队和领军人才队伍不断壮大,培育生物育种领军人才100余人。

  经过多年努力,我国已成为继美国之后的第二研发大国,实现了从局部创新到“自主基因、自主技术、自主品种”的整体跨越,为转基因产业化应用打下了坚实基础。

  转基因技术可提升我国玉米产量和生产水平,也是提升我国大豆产业竞争力的关键手段

  记者:我国是粮食消费大国,大豆、玉米等农产品目前大量依赖进口。您认为应如何解决这一问题,切实保障我国粮食安全?

  吴孔明:我国是粮食生产和消费大国,粮食供需总量基本平衡。2020年粮食面积达到了17.52亿亩,总产量达到13390亿斤,全国粮食人均占有量达到474公斤,高于400公斤的国际粮食安全标准线。稻谷、小麦两大口粮产需平衡有余,谷物自给率超过95%,保障了“口粮绝对安全,谷物基本自给”的战略目标。但由于受到人口增长、资源约束、气候变化等因素限制,我国粮食供需处于紧平衡状态,大豆、玉米等产品总量缺口还会扩大。

  我国大豆供给形势主要呈现以下几个方面:一是我国大豆刚性需求旺盛,产量缺口大。大豆进口依存度接近84%。二是大豆单产差距较大。2020年,我国大豆单产为132公斤/亩,与世界平均单产185公斤/亩相比,相差53公斤/亩,单产提升空间较大。三是大豆生产成本较高。目前,我国大豆生产机械化、规模化程度低,人工成本较高,生产成本为625.9元/亩,比美国和巴西分别高出31.2%和41.9%。

  转基因技术是提升我国大豆产业竞争力的关键手段。目前,全球大豆规模化经营主体主要采用株型紧凑、耐密抗倒、抗病性强、适合全程机械化生产的高产大豆新品种。我国通过转基因技术培育的3个耐除草剂大豆已获得生产应用安全证书,可降低除草成本30元/亩以上,较主栽品种增产10%以上,亩均增效100元,同时可以实现合理轮作。我国自主研发的耐除草剂大豆目前还获准在阿根廷商业化种植,完成了转基因产品的国际化布局。

  在玉米供给形势方面,近年,我国玉米种植面积基本稳定在6亿亩左右,2020年种植6.19亿亩,总产量2.61亿吨,自给率约为95%,目前,我国玉米单产仍有很大的上升空间。以2020年为例,我国玉米单产为421公斤/亩,仅为美国的60%。

  转基因技术可提升我国玉米产量和生产水平。目前,通过转基因技术培育的4个抗虫耐除草剂转基因玉米获得生产应用安全证书,抗虫效果达95%以上,比对照玉米产量可提高7%-17%,减少农药用量60%,有效降低了生产投入成本,减少虫害后黄曲霉素污染。同时,耐除草剂特性显著,减少了人力投入成本,降低了除草剂风险。

  转基因等前沿技术新突破将为保障粮食安全注入新动能

  记者:2021年中央一号文件提出,打好种业翻身仗。发展转基因技术对生物育种有何重要意义?

  万建民:2021年中央一号文件中就“打好种业翻身仗”作出部署,提出要在尊重科学,严格监管的前提下,有序推进生物育种产业化应用。

  生物育种是现代农业生物技术育种的统称,主要包括利用转基因、基因编辑、全基因组选择、合成生物等技术,对动植物开展高效、精准、定向遗传改良和品种培育。推进生物育种产业化是促进现代种业高质量发展,保障国家粮食安全和重要农产品有效供给的必然选择。

  转基因技术是生物育种的重要方面,也是迄今为止全球发展速度最快、应用范围最广、产业影响最大的现代生物技术。发展转基因技术对于我国生物育种具有重要意义。一是转基因技术具有明显的技术优点和带动性、先进性。转基因技术加快了对农作物品种抗性、品质、产量等多种性状的协调改良,为解决农业发展提供了一条有效的技术途径。二是转基因技术创造的重大产品可以解决目前面临的资源约束,提升产量。三是转基因技术对于我们抢占生物技术制高点,把握种业自主权具有重要意义。农业生物育种技术研发应用水平已成为衡量一个国家农业核心竞争力的重要标志。发展转基因技术,抢占农业生物育种技术及其产业制高点,是增强我国农业核心竞争力的重大战略。

  记者:习近平总书记在今年两院院士大会上强调,实现高水平科技自立自强。我国转基因技术如何实现高水平发展,对于国家安全有何重要作用?

  吴孔明:近年来,生命科学与信息科学的快速发展,以转基因技术为底盘技术,融合驱动基因编辑、全基因组选择、合成生物、人工智能设计等前沿育种技术,催生具有颠覆性的农业生物设计育种技术,成为农业生物育种领域的战略制高点。

  目前,我国通过专项实施建立了完整的转基因育种技术体系,研发能力进入世界第一方阵,突破一批关键核心技术瓶颈,主要动植物遗传转化效率达国际先进水平。但是,我国生物种业创新面临巨大挑战,关键核心技术原创不足,全球农业生物技术核心专利70%被美国控制。此外,我国生物技术和信息技术等系统融合与集成应用不足,新型产品和多性状叠加产品研发滞后。

  在当前形势下,加强事关粮食安全的水稻、小麦、玉米、大豆等重大新品种研发;强化事关产业竞争力提升的棉花、猪、奶牛、羊新品种培育;拓展产业新优势的油菜、鸡、鱼等新品种研发是保障国家粮食安全和生态安全的关键。目前,资源要素投入对产量提升的驱动力明显减弱,亟须转基因等前沿技术新突破,为保障粮食安全注入新动能。在发展转基因技术基础上,培育高产优质、抗病虫、抗旱耐盐碱、养分高效利用作物新品种和资源高效利用动物新品种,可望满足我国对粮食和肉蛋奶总需求增长的需求,从根本上保障国家粮食安全,解决资源节约、环境友好农业高质量发展的重大问题。

  因此,为了实现我国转基因技术的高水平发展,考虑从以下几个方面开展布局:拓展技术领域,推进生物育种向精准化、高效化、智能化发展。坚持产品产业为导向,研发多性状叠加产品和新型优质绿色产品。坚持产学研深度融合,构建“政产学研金”协同创新的生态体系,推动多元要素融合创新。大力推进产业化,综合考虑产品安全性、技术成熟度、产业急需度、社会接受度和国际贸易等因素推进商业化种植。打造领军企业,造就转基因生物育种创新领军人才和创新团队,打造具有国际竞争力的创新型种业企业。

【编辑:叶攀】
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