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「十三五」農業十大科技成果
轉基因玉米大豆新品種培育成功
一、轉基因玉米成果介紹
玉米是我國重要的糧飼兼用作物，也是我國糧食安全的重要保障。蟲害和草害嚴重危害了玉米的產量和品質，蟲蛀玉米易受真菌侵染，產生的真菌毒素危害人畜健康，影響倉儲質量。
2008年以來，我國轉基因重大專項取得了重大進展，在抗蟲耐除草劑玉米研發方面，培育了瑞豐125、DBN9936、DBN9858、2A-7、CM8101和CC-2等一批具有產業化前景的抗蟲、耐除草劑轉基因玉米。其中，瑞豐125、DBN9936、DBN9858已經獲得生產應用安全證書，2A-7、CM8101和CC-2已經提交生產應用安全證書申請。專項後續還會有抗旱玉米、養分高效玉米等轉基因玉米等一系列新產品問世，這些成果可以顯著提高玉米產量和籽粒。
抗蟲耐除草劑玉米DBN9936和瑞豐125
將抗蟲基因和耐除草劑基因導入玉米，獲得轉化體DBN9936和瑞豐125,於2019年12月份獲得轉基因生物生產應用安全證書。分子鑑定表明，外源基因為單拷貝插入，並穩定遺傳。DBN9936和瑞豐125對玉米主要鱗翅目害蟲，玉米螟、桃蛀螟、棉鈴蟲、東方黏蟲均表現高抗，對草地貪夜蛾也有良好的防治效果，可耐受4倍劑量的草甘膦。DBN9936和瑞豐125已整合到眾多優良自交系中，可組配的品種覆蓋了中國玉米主要種植區，多年多點測試表明，綜合農藝性狀優良，產量比對照增產8%
～20%，具有極其顯著的市場和經濟價值。
圖1 左為抗蟲玉米，無蟲害影響；右為非轉基因對照，受害明顯
耐除草劑玉米DBN9858和CC-2
將耐除草劑基因導入玉米，獲得轉化體DBN9858和CC-2，DBN9858於2020年6月份獲得轉基因生物生產應用安全證書，CC-2已提交轉基因生物生產應用安全證書申請。分子鑑定表明，外源基因為單位點插入，並穩定遺傳。DBN9858可安全耐受4倍量的草甘膦2倍量的草銨膦，CC-2可以耐受4倍以上的草甘膦。多年多點測試表明，DBN9858和CC-2不影響玉米農藝性狀，產量與對照相當。DBN9858和CC-2與抗蟲玉米保持同步的回交整合進程，提供庇護所，為害蟲抗性管理提供有效解決方案，具有重要的實際應用價值。
圖2 耐除草劑玉米與非轉基因對照噴施5倍草甘膦後7天的症狀表現
註：1：耐除草劑轉基因玉米，無藥害；2：非轉基因對照，噴後7天死亡
抗蟲玉米2A-7和CM8101
將抗蟲基因導入玉米，獲得轉化體2A-7和CM8101，目前正在申報轉基因生物生產應用安全證書。分子鑑定表明，外源基因為單拷貝插入，並穩定遺傳。2A-7和CM8101對玉米主要鱗翅目害蟲，玉米螟、桃蛀螟、棉鈴蟲、東方黏蟲均表現高抗，對草地貪夜蛾也有很好的防治效果。多年多點測試表明，2A-7和CM8101產量比對照增產8%～20%。2A-7和CM8101已整合到眾多玉米優良自交系中，可組配的品種覆蓋了中國玉米主要種植區，具有極其顯著的市場和經濟價值。
二、耐除草劑轉基因大豆獲批
生產應用安全證書
目前，我國生產中所用的是非轉基因大豆，常常因除草劑的除草效果差、殘留時間長，使大豆減產，並嚴重影響輪作倒茬，造成大豆生產成本高、經濟效益低，影響了農民種植大豆的積極性。在轉基因重大專項支持下，我國科研單位和種業公司通過創新大豆遺傳轉化技術，突破大豆轉化難關，將自主產權基因分別轉入大豆，在國內首次培育出高耐草甘膦除草劑大豆，中黃6106和SHZD3201獲得生產應用安全證書，DBN-09004-6獲得阿根廷種植許可。
三個耐草甘膦轉基因大豆分子特徵明確，其應用及特異性檢測已申請獲得國內和國際專利。環境安全和食用安全評價結果表明，轉基因大豆與非轉基因大豆具有同等的安全性，環境風險可控。利用耐草甘膦轉基因大豆與不同大豆生態區的主栽品種雜交和回交，培育出高耐草甘膦除草劑且綜合性狀優良的系列新品系，經過全國農技推廣服務中心組織的第三方鑑定和多點綜合農藝性狀測試，篩選出可耐受4倍草甘膦且綜合性狀超過非轉基因大豆國家區試對照的優良品系。這些新品系農藝性狀突出，田間大面積展示效果良好，為國產耐除草劑轉基因大豆產業奠定了堅實的物質基礎。
圖1 大豆田雜草危害（上）及常用除草劑殘留對後茬作物玉米（下）的危害
圖2 轉基因大豆與非轉基因大豆的耐草甘膦除草劑特性比較
圖3 中黃6106大豆雜草防除效果展示
圖4 中黃6106衍生品系中聯豆1505的大面積展示
研究和實踐表明，種植轉基因大豆可以節本增效、促進農業可持續發展，保障食用大豆的安全供給和生態安全。
在生產投入方面，傳統大豆除草需要三個階段，分別為苗前封閉除草、苗後莖葉除草及後期人工拔大草或中耕除草，轉基因大豆只需要一次除草，可以減少用工、機械作業次數和用藥量。與傳統大豆相比，轉基因大豆品種平均可以減少30.7%的生產成本。
在除草效果方面，從除草劑種類上，由於大豆田雜草種類繁雜，往往要用多種除草劑，轉基因大豆只需用一種。從施用時間上，傳統除草劑如果由於天氣等原因過了最佳施用時間，除草效果會受到影響，也就是草越大除草效果越差，而草甘膦是內吸傳導型除草劑，受草齡影響比較小。
在收成方面，種植轉基因大豆可以通過增加種植密度、改變種植方式提高產量（種植太密不利於機械作業），也可以通過減少草害（缺苗斷條）以及導致的病蟲害引起的產量損失而增加產量，而且有利於作物輪作，農業生產綜合效益顯著。
在保護健康和生態安全方面，種植抗除草劑轉基因大豆實行免耕或少耕，可保護土壤，避免環境汙染和除草劑對人體的危害。