转基因生物技术育种: 机遇还是挑战？

转基因生物技术是一项全新的育种技术, 也是当前国际上进展最快、竞争最激烈的研究领域之一。自20世纪90年代生物技术育种诞生以来, 转基因作物的商品化应用及由此引发的一系列问题就引起公众的广泛关注。该文就世界上转基因生物技术育种及产业化现状、几个主要转基因作物安全性案例及最终结果, 以及如何科学推进我国转基因作物的产业化等提出了自己的思考, 以期帮助公众科学地理解和面对转基因生物技术所带来的育种技术上的革命。     

我国转基因主粮作物产业化进展、存在问题及对策

目前,我国转基因产业化种植面积较大的作物只有棉花、木瓜等。主粮作物水稻、玉米的一些转基因品种虽已获安全证书将近7年,但至今尚未进行产业化生产。另一方面,我国每年进口大量的玉米、大豆等农产品,且进口的玉米和大豆中转基因产品占比较高。这是由于一方面国内有关转基因的舆论氛围以及我国目前就转基因作物的研发现状均要求推进转基因主粮作物产业化进程时要稳重、谨慎;另一方面,转基因作物产业化的全球发展趋势、增产潜力、经济和环境效益以及我国在该技术领域的基本策略和国内供需需求,又迫使我们要加快开展转基因主粮作物产业化的进程。如何化解这对矛盾使转基因主粮作物的研发和产业化在适合国情的前提下顺利开展,是目前的主要任务之一,因此有必要就有关转基因作物产业化在我国的发展现状、前景、存在问题和对策予以讨论,以期为我国转基因作物产业化提供参考。     

国内外转基因作物产业化的比较

当前,全球转基因作物研发和产业化迅猛发展, 创造了巨大的经济、社会和生态效益。转基因作物产业化发展的快慢, 是关系到我国农业可持续发展和提高农产品国际竞争力的重大问题。就国内外转基因作物的产业化进行了优劣势比较, 并从影响转基因作物产业化的技术瓶颈和安全性监管两方面进行了探讨。     

国内外转基因作物产业化的比较

当前,全球转基因作物研发和产业化迅猛发展, 创造了巨大的经济、社会和生态效益。转基因作物产业化发展的快慢, 是关系到我国农业可持续发展和提高农产品国际竞争力的重大问题。就国内外转基因作物的产业化进行了优劣势比较, 并从影响转基因作物产业化的技术瓶颈和安全性监管两方面进行了探讨。     

主要转基因作物研究现状及其产业化进展

经过12年的产业化发展,转基因作物研究取得了较大进展。相关外源基因的转入使抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆、品质改良和功能性等作物相继问世。转基因大豆、玉米、棉花和油菜已经大面积种植,产生了极大的经济效益。2007年全球转基因作物的种植面积达到1．143亿hm^2。综述了主要转基因作物研究现状及其产业化进展,并对我国转基因作物产业化应解决的问题进行了论述。     

浅谈多国转基因产品标识制度对我国的启示

转基因产品（genetically modified organis, GMO）标识是为了表明该产品由转基因生物生产、加工而成的特殊标识,即标识产品中含有转基因成分。21世纪以来,全球共有60多个国家种植转基因作物,随之出现大量转基因产品。其标识问题关乎消费者的知情权和选择权而备受公众关注。一方面,随着全球转基因技术研发和应用的不断推进,国际上对转基因产品的标识管理更加关注与重视;另一方面,我国正处在有序推进生物育种产业化的关键期,转基因产品标识管理制度的与时俱进至关重要。2019年全球共有29个国家种植转基因作物,种植面积位列前十的国家依次是美国、巴西、阿根廷、加拿大、印度、巴拉圭、中国、南非、巴基斯坦以及玻利维亚,这10个国家的转基因作物总种植面积占全球总种植面积的97.9%。以其他9个国家的转基因标识管理制度为切入点,分析不同国家及不同标识类别的特点,旨在为我国的转基因产品标识管理工作提供启示与参考。     

浅析转基因舆情

随着现代科学技术的进步与发展,转基因技术不断推广和应用,其安全性也由此备受关注。转基因舆情的发展态势体现了公众对转基因技术的接受和认知水平,因此,营造良好的舆情环境是转基因技术健康、有效发展的重要保障。通过解析国际典型转基因舆情事例、分析国际转基因舆情发展情况,指出公众对于转基因技术的认知和接受程度不断提高,国际转基因舆情呈良性发展趋势。同时,目前我国转基因舆情呈现辐射层面广、以网络阵地为主、双方主打安全旗帜、强调技术不确定性等主要特点。为保障我国转基因技术的健康可持续发展、稳步推进转基因作物产业化,通过借鉴国外舆情应对经验,对营造我国转基因舆情良性环境提出几点对策：（1）建立完善的信息公开平台;（2）加强多元化科普宣传方式;（3）加强转基因生物安全监管;（4）建立转基因舆情监测平台。     

中国转基因水稻的研究进展及产业化问题分析

水稻在我国粮食生产和消费中占有重要地位,也是世界上最重要的粮食作物之一。水稻转基因研究已成为当前国内外植物分子生物学和作物育种研究的热点。目前我国转基因水稻研究处于国际领先水平,有望成为转基因抗虫棉之后又一个进入产业化的转基因粮食作物,这可能将在确保我国粮食安全中发挥重要贡献。从国内外转基因水稻研发概况、我国Bt抗虫水稻生物安全评价两方面综述了我国转基因水稻产业化的前景,并在此基础上对产业化提出相关建议与对策。     

浅析转基因舆情

随着现代科学技术的进步与发展,转基因技术不断推广和应用,其安全性也由此备受关注。转基因舆情的发展态势体现了公众对转基因技术的接受和认知水平,因此,营造良好的舆情环境是转基因技术健康、有效发展的重要保障。通过解析国际典型转基因舆情事例、分析国际转基因舆情发展情况,指出公众对于转基因技术的认知和接受程度不断提高,国际转基因舆情呈良性发展趋势。同时,目前我国转基因舆情呈现辐射层面广、以网络阵地为主、双方主打安全旗帜、强调技术不确定性等主要特点。为保障我国转基因技术的健康可持续发展、稳步推进转基因作物产业化,通过借鉴国外舆情应对经验,对营造我国转基因舆情良性环境提出几点对策:(1)建立完善的信息公开平台;(2)加强多元化科普宣传方式;(3)加强转基因生物安全监管;(4)建立转基因舆情监测平台。     

转基因作物将为我国农业发展注入新动力

随着基因组学研究和生物技术的不断突破,应用生物技术改良农作物品种正成为引发新的农业技术革命的关键。由于转基因品种在生产上表现出的巨大效益,其研发和产业化在全球迅猛发展,并逐渐成为世界各国抢占的生物技术制高点。本文从转基因技术的内涵、国际转基因作物的研发态势、我国转基因作物的研发和产业化现状等方面进行阐述,探讨了大力发展转基因作物对于解决我国目前农业生产上面临的挑战、保障我国粮食安全和农业可持续发展的重要意义。     

安全转基因植物培育技术研究进展

由于关系到转基因植物的产业化前景,安全型转基因植物培育越来越受到公众的关注。在植物遗传转化体系中,绝大多数选择标记基因来源于细菌,对人类健康和环境安全存在潜在风险,因此无选择标记转基因植物培育受到科研工作者的高度重视。本文综述了安全型转基因植物的培育途径,包括共转化系统、位点特异性重组系统、转座子系统、同源重组系统、不依赖于组织培养的简易转化技术及再生相关基因利用等技术,探讨了各种途径的优缺点,以期推动安全型转基因植物培育和转基因植物产业化进程。     

安全型转基因植物培育技术研究进展

由于关系到转基因植物的产业化前景,安全型转基因植物培育越来越受到公众的关注。在植物遗传转化体系中,绝大多数选择标记基因来源于细菌,对人类健康和环境安全存在潜在风险,因此无选择标记转基因植物培育受到科研工作者的高度重视。本文综述了安全型转基因植物的培育途径,包括共转化系统、位点特异性重组系统、转座子系统、同源重组系统、不依赖于组织培养的简易转化技术及再生相关基因利用等技术,探讨了各种途径的优缺点,以期推动安全型转基因植物培育和转基因植物产业化进程。     

2009年中国植物科学若干领域重要研究进展

2009年中国植物科学在水稻和拟南芥研究等方面取得“爆发性”的快速发展。中国科学家在植物科学各领域中取得了大量的原创性研究成果, 尤其是在基于新一代测序技术和计算生物学理论的基因组学、水稻功能基因挖掘、激素受体和信号转导以及转基因作物产业化和生态安全性研究等方面取得一系列重大进展, 受到了国内外广泛关注。该文对2009年中国本土植物生命科学若干领域取得的重要研究进展进行概括性评述, 旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件, 并展现我国科学家们所取得的杰出成就。     

我国转基因作物育种发展回顾与思考

文章综述了近30年来我国转基因作物育种发展历程和基本经验,并以实例说明我国已初步建成了世界上为数不多的转基因育种创新和产业开发体系,包括基因发掘、遗传转化、良种培育、产业开发,应用推广以及安全评价等关键环节;棉花、水稻、玉米等作物转基因研究创新能力得到进一步提升,初步形成了自己的研究特色和比较优势。本文对转基因作物育种当前存在的问题与面对的挑战进行了分析,提出了推进重大研究成果产业化、加快重大专项实施和自主创新、加强转基因科学传播等三点建议。     

Transgenic strategies for the nutritional enhancement of plants

The nutrients in the human diet ultimately come from plants. However, all our major food crops lack certain essential vitamins and minerals. Although a varied diet provides adequate nutrition, much of the human population, particularly in developing countries, relies on staple crops, such as rice or maize, which does not provide the full complement of essential nutrients. Malnutrition is a significant public health issue in most of the developing world. One way to address this problem is through the enhancement of staple crops to increase their essential nutrient content. Here, we review the current strategies for the biofortification of crops, including mineral fertilization and conventional breeding but focusing on transgenic approaches which offer the most rapid way to develop high-nutrient commercial cultivars.     

提高转基因作物生物安全性的分子策略

随着各类转基因作物的问世及其农产品的不断上市,转基因作物的安全性问题已成为公众关心的焦点。综述了提高转基因作物生物安全性的几种分子策略,其中包括选择标记的去除,转基因的组织特异表达和诱导性表达以及转基因逃逸的控制等。     

转基因的逃逸及生态风险

转基因技术的发展为提高农作物产量和解决全球人口不断增长而引发的粮食问题带来了无限的机遇,但生物技术的应用和转基因作物的环境释放也带来了一系列生物安全问题．转基因产品是否会对植物、动物、人类健康、遗传资源和环境带来危害已成为公众关注的焦点．诸多生物安全问题中最引人注目的问题之一就是转基因的逃逸及其可能导致的生态风险．文中就转基因逃逸的可能性和逃逸的不同途径、转基因逃逸后可能导致的各种生态风险、转基因逃逸的不同控制方法以及转基因作物安全距离设立应该考虑的因素等问题进行了讨论,旨在了解转基因作物的环境释放和外源基因的逃逸可能导致的生物安全问题,以及如何控制和避免转基因逃逸．     

Intragenesis and cisgenesis as alternatives to transgenic crop development

One of the major concerns of the general public about transgenic crops relates to the mixing of genetic materials between species that cannot hybridize by natural means. To meet this concern, the two transformation concepts cisgenesis and intragenesis were developed as alternatives to transgenesis. Both concepts imply that plants must only be transformed with genetic material derived from the species itself or from closely related species capable of sexual hybridization. Furthermore, foreign sequences such as selection genes and vector‐backbone sequences should be absent. Intragenesis differs from cisgenesis by allowing use of new gene combinations created by in vitro rearrangements of functional genetic elements. Several surveys show higher public acceptance of intragenic/cisgenic crops compared to transgenic crops. Thus, although the intragenic and cisgenic concepts were introduced internationally only 9 and 7 years ago, several different traits in a variety of crops have currently been modified according to these concepts. Five of these crops are now in field trials and two have pending applications for deregulation. Currently, intragenic/cisgenic plants are regulated as transgenic plants worldwide. However, as the gene pool exploited by intragenesis and cisgenesis are identical to the gene pool available for conventional breeding, less comprehensive regulatory measures are expected. The regulation of intragenic/cisgenic crops is presently under evaluation in the EU and in the US regulators are considering if a subgroup of these crops should be exempted from regulation. It is accordingly possible that the intragenic/cisgenic route will be of major significance for future plant breeding.     

An intellectual property sharing initiative in agricultural biotechnology: development of broadly accessible technologies for plant transformation

The Public Intellectual Property Resource for Agriculture (PIPRA) was founded in 2004 by the Rockefeller Foundation in response to concerns that public investments in agricultural biotechnology benefiting developing countries were facing delays, high transaction costs and lack of access to important technologies due to intellectual property right (IPR) issues. From its inception, PIPRA has worked broadly to support a wide range of research in the public sector, in specialty and minor acreage crops as well as crops important to food security in developing countries. In this paper, we review PIPRA's work, discussing the failures, successes, and lessons learned during its years of operation. To address public sector's limited freedom-to-operate, or legal access to third-party rights, in the area of plant transformation, we describe PIPRA's patent 'pool' approach to develop open-access technologies for plant transformation which consolidate patent and tangible property rights in marker-free vector systems. The plant transformation system has been licensed and deployed for both commercial and humanitarian applications in the United States (US) and Africa, respectively.