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作者吴婷从上海科技报首次出发
1968年冬天,38岁的袁隆平背着行李,大老远来到三亚南红农场。 在南国的稻田里,他不断寻找野生稻的“雄性不育”基因,最终形成了“三系配套”的杂交水稻育种技术。
49年后,突然的交通事故夺去了植物学家钟扬的生命,让人们知道了他的奋斗之路。 16年间,钟扬在青藏高原跋山涉水50多万公里,收集种子4000多万颗。 生前,他解释了孤勇前进的理由。 青藏高原上的野生物种生长在高海拔缺氧的恶劣环境中,具有天然的优质抗性基因,但无人能保护它们。
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两位科学家寻找的宝贵资源是优质的种子基因资源,很多科学家都去前面寻找。 这是大自然馈赠给人类的宝藏,也是中国农业科技进步的基础。
在追赶世界一流生物育种技术的道路上,中国科学家虽然经历了起伏,但痴心未改。 学习西方先进技术,坚持自主创新。 在这场面向未来的农业高科技竞争中,他们已经取得了不俗的成绩。
当时的野心和志向
上世纪末,我国在国家高新技术研究发展规划(简称863计划)、国家重点基础研究发展规划(简称973计划)等科技计划中对农作物转基因技术的研发进行了系统部署。
2008年7月9日,国务院常务会议审议并通过了转基因生物新品种培育科技重大专项。 该项目是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》年确定的15年间力争突破的16个重大科技项目之一,计划调动约200亿元资金,重点开展农业生物基因、高效规模化农作物、畜禽、水产转基因等科学问题的基础研究。 同时,要加大转基因生物安全执法检查力度,提高转基因生物安全管理水平。
复旦大学生命科学学院教授卢宝荣表示,当时美国转基因技术的普及率和应用率非常高,南美洲一些国家如巴西、阿根廷等通过转基因技术成为农业强国和农产品出口大国,给国内科学界带来了巨大的感动。 关于转基因技术,当时的科学领域和社会水平没有很大的异议,他参加了这项重要的专业工作。 随后的各类中央文件相继提出要加快培育新品种,加强农业转基因生物技术研究、科普等。
在这个专项启动的第二年,华中农业大学张启发院士团队开发的“华恢1号”和“Bt汕优63”两个转基因抗虫水稻产品获得了当时农业部颁发的转基因生产应用安全证书,引起了全球关注。
已故农业科学家袁隆平承担了“高产转基因水稻新品种培育”项目。 2014年,他向媒体透露,成立了转基因水稻产业化基地。 其团队已将外源基因转入水稻,通过转基因技术获得抗稻瘟病和抗除草剂的高效能、可稳定遗传的水稻材料。
“市场交换技术”与“自主创新”
美国生物技术公司孟山都(以下简称孟山都)曾是全球转基因种子的领军制造商,拥有全球九成以上转基因种子专利。 在国内,它也是一家备受争议和诟病的科技企业。 2018年,孟山都被德国拜耳公司收购。
世界知名农业育种企业的一位技术负责人告诉记者,在当时的时代背景下,中国农业界和孟山都接触之初,可能是考虑在市场上交换技术,引进吸收后再创新。 当时,一些科研机构购买孟山都的转基因种子开展科研。
业内人士表示,目前转基因技术的应用并没有明显的高低之分。 在基因筛选中,差距需要考虑能否挖掘出有价值的基因,能否阐明其在生物组学中的机制,制造出优质的转化体,以及消费者的认知度。 优质转化体培育的稳产高产品种,最终将被市场接受。
国家转基因生物新品种培育科技重大专项技术总工程师万建民院士在接受媒体采访时表示,中国已经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,为转基因产业化的应用奠定了坚实的基础。
张启发说,本世纪以来,水稻基因组研究特别是功能基因组研究发展迅速,我国是水稻功能基因组研究的主要贡献者,这些发展提供了更多的手段和选择,在技术层面显示出广阔的前景。 相比之下,20世纪80年代产生的转基因技术已经是昔日的黄花。 我们要关注新的机遇,不必继续为转基因技术烦恼。
目前,中国企业正在进行前沿转基因技术的开发和探索。 隆平生物技术(海南)有限公司) (以下简称隆平生物)正在开发多种基因分子叠加的转基因产品,公司已过渡到一个除草剂基因、三个抗虫基因核心产品LP007的“转化事件”申请发明专利。 据相关人士介绍,某些抗虫基因的抗虫谱有限,时间一长,害虫就会产生抗药性,产品就会失效。 但是,如果把“刀”多挂在一起,到耐受的时间就会大幅延迟,更多的害虫就无法立足了。 这样的载体片段被称为转基因“超级芯片”。
据报道,北京大北农科技集团研发的产品——DBN3601T玉米聚合4个基因,实现了“四合一”。 既能耐受玉米螟、草地贪婪夜蛾两种害虫,又能耐受除草剂草甘膦和草甘膦。 该产品已获得转基因生产应用安全证书。
为什么是大豆和玉米?
2021年,农业农村开展了转基因大豆和玉米产业化试点。 数据显示,我国开发的转基因大豆除草效果在95%以上,可降低除草成本50%,增产12%。 目前国内允许种植的转基因作物只有棉花和木瓜,这种松懈被业内人士视为不受束缚的“信号”。
“中国主要粮食已经实现自给自足,短缺的是大豆和玉米。 中国每年进口1亿吨以上的转基因大豆和3000万吨以上的转基因玉米,用作养殖饲料。 据估计,约3公斤玉米饲料可以生产1公斤猪肉。 由于中国经济快速增长,人们对肉的需求不断提高,大豆和玉米的进口量在增加。 》业内人士表示,本质问题是经济账,本土玉米亩产只有国外转基因玉米产品的60%,而国内大豆产量仅为国外转基因大豆产品产量的40%。 如果不依靠进口,用传统方法务农,为了满足国内饲料需求,需要开垦三分之一的耕地,这是不现实的。
基于现实需要,国内研发机构和各大行业公司都在关注转基因大豆和玉米的研发。
对进口饲料的依赖曾经被一些人诟病。 业内人士告诉记者,完全不需要担心和不安。 目前正在多渠道进口玉米和大豆。 原本主要从美国和乌克兰进口,现在进口渠道已扩大到南美洲的部分国家,以及加拿大和澳大利亚等国家。
事实上,今天的国家和跨国公司之间的界限也很模糊,转基因农作物的开发、栽培和进口都是跨国进行的。 全球知名农业育种企业的技术负责人表示,公司的转基因大豆种子销往美国种植,但种植前先签署协议,这些大豆将在收获后出口中国销售。
令人高兴的充足技术储备
虽然受到反转浪潮的影响,但在国家重大专项支持下,我国生物育种技术依然发展迅速。 农作物基因组编辑技术专利数量已进入世界前三位,拥有我国自主知识产权、具有重大育种价值的关键基因100多个。
盘点中国生物育种技术的科研储备,会给我们带来很多惊喜。
在温室效应的形成中,不仅二氧化碳,甲烷也是“推波助澜者”,贡献度约为20%左右。 水田的甲烷排放量占世界排放量的10%左右。 甲烷从水稻根中产生分泌物和脱落物,其本质是光合产物。 福建省农业科学院水稻分子设计创新团队首席专家王锋研究员科研团队采用转基因技术,将大量含碳物质转化为稻谷,提高亩产,稻田可减少50%的甲烷排放量。
在武汉大学生命科学学院,以杨代常教授为首的项目组搭建了“水稻胚乳细胞生物反应器技术平台”,可从大米中生产人血清白蛋白。
在建设世界科技创新中心的上海,也有望取得很多前沿突破。 上海交通大学曹越平教授团队获得中国首个转基因大豆生产应用安全证书唐克轩教授团队破译了青蒿的“基因密码”,培育出高产青蒿素新品种; 复旦大学生命科学学院罗小金团队与湖南杂交大米研究中心赵炳然团队合作找到了细胞程序性死亡基因OsPDCD5。 该基因调控了水稻株型结构和籽粒产量的部分分子特征,为超级稻育种提供了优质的基因资源……
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