發展分子育種,是21世紀世界種業的共識。這也是種子企業國際競爭力的重要標識。
世界種業研究已從傳統的常規育種技術,進入依靠生物技術育種的階段,提出了「向生物技術要產量」的口號。中國種業正在傳統育種基礎上,開始充分利用常規育種資源,結合生物技術手段,培育具有自主智慧財產權的新品種。
何謂分子育種?
分子育種,就是將基因工程應用於育種工作中,通過基因導入,從而培育出符合一定要求的新品種的育種方法。
它是按照人們的願望,進行嚴密的設計,通過體外DNA重組技術和DNA轉移技術,有目的地改造生物種性,使現有物種在短時間內趨於完善,以創造出新的生物類型的技術體系,亦即基因工程。
它與雜交育種有什麼不同?雜交育種是在基本尊重自然界生物遺傳規律基礎上的、比較保守的育種手段,不會讓物種基因在動物、植物、微生物、病毒等生物界之間「跨界」交叉進行。
分子育種則可以根據需要,實現「跨界」。跨界,這就是人們一直最擔憂的地方。
在水稻生物技術研究方面,中國站在世界的前列。
2001年,中國科學家成功地完成並公布了世界上第一張秈稻全基因組物理圖譜,這種數據浩繁、複雜的測序工作的完成,證明中國已擁有很高的生物信息學研究水平。這一成果被譽為「水稻領域的具有最重要意義的裡程碑」,對「新世界人類健康與生存具有全球性的影響」。
從此,水稻功能基因組成的DNA序列與功能研究,被列入國家高技術研究發展計劃(863計劃)和國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)。
2004年,中國水稻所提出水稻基因設計育種的概念——在水稻全基因組測序完成後,在主要農藝性狀基因功能明確的基礎上,通過有利基因的剪切、聚合,培育在產量、米質和抗性等方面有突破的超級稻新品種。
據媒體報導:目前,中國在轉基因棉花研究中所具有的獨立智慧財產權僅次於美國。在水稻方面,中國申請的專利佔轉基因水稻領域專利總量約40%。應用水稻轉基因技術育成的轉基因水稻,如轉基因克螟稻、抗稻瘟病轉基因稻、抗除草劑轉基因雜交稻等,已進入田間釋放和環境安全評估階段。水稻遙感估產模型和水稻主要病蟲害計算機預測等信息技術,已在生產中應用。
有報導這樣描述近年全球轉基因的應用狀況:
國際農業生物技術應用服務組織(ISAAA)的最新報告顯示,全球轉基因作物面積美國仍在迅速增長。美國仍是轉基因作物技術的主要支持者,通過全球的應用推廣,2011年全球29個國家1670萬戶農民種植轉基因作物,總面積達16000萬公頃,農民數量和種植面積均較上年增長8%。轉基因技術已被美國農民廣泛接受,並越來越受到巴西、阿根廷、中國、印度等國農民的歡迎。
目前,美國擁有轉基因玉米、大豆、棉花、油菜、甜菜、苜蓿、木瓜和南瓜,是全球最大的轉基因作物種植國家,巴西、阿根廷緊隨其後,主要種植轉基因大豆、玉米和棉花。2011年,美國轉基因作物種植總面積達6900萬公頃;巴西與阿根廷種植總面積分別是3030萬公頃和2370萬公頃;印度轉基因棉花面積達1060萬公頃;加拿大油菜籽、玉米、大豆和甜菜種植面積達1040萬公頃;中國轉基因作物種植面積達390萬公頃。
據ISAAA創始人兼主席Clive James博士介紹,儘管歐洲對轉基因技術存在高度分歧,但其中西班牙、葡萄牙、捷克、波蘭、斯洛維尼亞、羅馬尼亞等六國種植面積增長迅速,轉基因玉米種植總面積從2010年的23297公頃增至2011年的114490公頃。
另外,如日本這樣本國不種植轉基因作物的國家,也允許進口轉基因作物產品用於食品與飼料。該組織估計,2011年,僅轉基因種子全球價值就達132億美元,而轉基因玉米、大豆和棉花等產品創造的商業價值則超過1600億美元。
有消息稱,2013年,全球轉基因作物種植面積比上年增加500萬公頃,其中中國種植面積位居世界第六。
李繼明,袁隆平的研究生和秘書,1996年去美國康奈爾大學攻讀遺傳育種學博士。其後,在美國杜邦先鋒種業工作9年。李繼明在國外輾轉18年,如今又回到湖南。目前,正在與三位「海歸」育種專家共同組建中國第一家水稻生物育種有限公司——華智水稻生物技術有限公司,任技術總監。
「我們正在打造一個水稻分子育種平臺。」李繼明稱,近3年,中國農業部真正看清了中外種業的差距在哪裡,於是有了建立分子育種平臺的想法。玉米育種平臺在北京;雖然深圳、安徽都在爭水稻育種平臺,但最後還是落戶長沙。「中國種業企業那麼多,為什麼做不大?」李繼明說,「事實上,我們許多種業企業做的是常規育種,技術含量不高,所以競爭優勢就很小。分子育種不同,不是憑個人的經驗去選種,人家在實驗室就能把新基因從種子或稻草杆子裡找到(DNA),不用再到田裡去。成本更低,速度更快,效果更精確。」
轉基因的應用已經勢不可擋。
面對民眾對於轉基因持續高亢的質疑,李繼明認為,事關食品和國家安全,任何國家都是慎重的。
2012年2月21日,國務院法制辦公室在其官方網站公布了由國家發展改革委、國家糧食局會同有關部門起草的《糧食法徵求意見稿》。其中第十二條特別提出,轉基因糧食種子的科研、試驗、生產、銷售、進出口應當符合國家有關規定。任何單位和個人不得擅自在主要糧食品種上應用轉基因技術。
中國在分子育種生物技術上的宣傳、教育不夠,國民對轉基因一知半解,以至造成誤讀。表現在:其一,民眾泛政治化情緒強烈。以敵對思維,妄自揣測發達國家「基因戰」背後必有滅絕人種等罪惡目的。其二,妖魔化轉基因。對政府政策,以及專家、學者的聲音,採取無視、不可信、全面質疑的態度,甚至斷章取義地橫加指責。
李繼明說:「袁老師對轉基因水稻一直堅持『科研應積極,使用應慎重』,這應該成為舉國上下的共識。」
李繼明坦言:「從美國回來後,我也和袁老師談到過一些跟他相關的社會言論。他說『那個管他幹什麼,反正一輩子是這麼過來的,歷史就是歷史』。袁老師十分淡定,因為他問心無愧。」
「美國人沒那麼可怕,轉基因更沒有那麼可怕。」李繼明相信人們會慢慢理解、接受轉基因,「美國農業部藥物檢驗局相當具有權威性。他們檢測過的東西,美國人沒有不放心的。」
李繼明這樣簡短地解讀水稻轉基因:自然界的各類植物,因為風火雷電、自然災害等原因,體內基因都有產生變異的可能。育種專家如果能把有益的變異株選育出來,則有希望得到一個比原品種要優秀的後代。水稻三系配套(雜交)的成功,就是一個實例。而水稻轉基因,實際上也是一種雜交,並且是一種目標非常明確的雜交。如,科學家設定的目標是抗螟蟲的新品種,便在其他植物、動物或昆蟲體內找到有這樣功能的基因,將其分離出來,用基因槍將目標基因嵌合或是嫁接到水稻的DNA上,通過若干代的選育和穩定,最終得到一個含有目標基因的品種。
人們擔心轉基因食品中轉進去的那個基因,會不會跟人的基因結合而致畸、致癌、致突變等等。這樣想是無視一個基本的科學道理:人只是吃進食物,不可能與食物裡的基因重組。
如同每天食用的食品中有雞、鴨、魚、豬、牛肉等一樣,人類吃進了無數的雞、鴨、魚、豬、牛的基因,但人們並不會變成和這些肉類的結合體;蘿蔔吃得再多,人也不會長蘿蔔腿,天天吃魚,也不會變出魚眼睛來,人吃雞也不可能長出雞翅膀。
李繼明作為專業人士,認為一切迴避和謾罵,毫無意義。自己只能坦然面對,力爭用自己的努力,不斷選育出屬於獨立智慧財產權的好品種。
「我們最擔憂的是國外大公司,他們廣泛搜集了我國各類作物的種質資源,並對其進行轉基因和分子標記。」李繼明說:「這樣的話,我國的育種家以後如果要用這些材料進行科研和新品種選育,就得向他們支付巨額的智慧財產權費用,一旦種業市場、種質資源被外國大公司控制,國家的糧食安全就會真正受到威脅。」
「因為人家的成績已經擺在那兒。」李繼明說。
「如美國先鋒公司利用轉基因技術,已開發並推廣了抗蟲(Bt)、抗除草劑(Bar)的轉基因農作物,效益相當好。全球轉基因種子的價值從2000年的20億美元(佔商業種子的6.7%),增長到2010年的200億美元(佔商業種子的40%以上)。」
數據顯示,從1996年第一個轉基因種子實現商業化種植,到2012年,全球轉基因作物面積增長了100倍,28個國家共種植了1703億公頃。
人世之惑,利弊俱在。
如果說趨利避害是人的秉性,那麼,兩害相權取其輕,則是人的無奈。
在過去的一個世紀裡,人類在戰亂後,為了讓賴以生存的糧食增產增收,毅然選擇使用化肥、農藥;為了國力強大,免受欺侮,(國與國之間)彼此爭相開山挖礦、建城辦廠;為了聚集財富、世代榮昌,(人與人之間)毫無理智地參雜使假、欺矇拐騙,甚至以製造毒食牟利……
結果呢,空氣汙染,農產品農藥殘留,水、土、食物重金屬含量超標,各種怪病四起,道德人倫喪盡……
這一個個恐怖的殺手,有形的殺手,身邊無處不在的殺手,時刻都在體內奔突的殺手,人類居然都十分大度地讓它們揮手而過!
可是,今天,一個毒、副作用並不明顯、尚待長久觀察,有可能造福人類的轉基因,為什麼如此風聲鶴唳,讓人們害怕得如同驚弓之鳥?在中國,轉基因難道真的需要人們同仇敵愾,趕盡殺絕?
2月1日,2015年中央一號文件發布,在萬餘字的長文中,「加強農業轉基因生物技術研究、安全管理、科學普及」21個字引人關注。轉基因科普寫入一號文件,意味著中央政府認識到了普及轉基因知識的重要性和緊迫性,轉基因科普從此上升到國家層面。
當前懷疑轉基因的公眾仍佔多數。在一些反對者看來,中央提出轉基因科普似乎是為轉基因產業化服務的。尤其是中央確定了轉基因產業化從周邊作物、非主糧到主糧三步走的戰略後,科普是否會避重就輕,只強調轉基因的好處而忽略風險呢?
「有如此質疑並不奇怪,但不必過慮。中國的轉基因科普,更多的應該是對過去『妖魔化轉基因』的撥亂反正。轉基因作為一項技術是中立的,對技術的評價要看具體應用,對其收益和風險的評估也要講證據和邏輯,並沒有什麼可『作弊』的。」李繼明說。
對於公眾來說,放下「成見」,理性看待轉基因,或許更為有益。再說了,即使不談產業化,轉基因作為一項前沿科技,圍繞它的各種辨析、思考也是非常有趣的,至少可以開拓思維、啟迪智慧。
(本文摘自《稻可道》一書,中南大學出版社,2015年5月。)