目(mu)前(qian)，中國農業面(mian)臨(lin)著(zhu)三方面(mian)的重大挑戰。首先耕(geng)地(di)銳減，人均耕(geng)地(di)面(mian)積不足世(shi)界(jie)(jie)平均水平的40%。其(qi)次(ci)，水資源(yuan)匱(kui)乏，人均水資源(yuan)占有率(lv)只(zhi)有世(shi)界(jie)(jie)平均水平的25%左右。再(zai)次(ci)，病(bing)蟲害、旱澇等自然災害頻(pin)發，環境惡化。  

　　發展轉基因技術(shu)可以(yi)(yi)(yi)有效地緩解或解決這些問(wen)題。第(di)(di)一，轉(zhuan)基因(yin)農(nong)(nong)作物品(pin)種能(neng)夠顯著(zhu)提(ti)(ti)高農(nong)(nong)作物產(chan)(chan)量，改善(shan)農(nong)(nong)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)品(pin)質，確(que)保(bao)中國(guo)的(de)(de)(de)糧食(shi)安全。第(di)(di)二，進行(xing)抗性的(de)(de)(de)轉(zhuan)基因(yin)育種還可以(yi)(yi)(yi)降(jiang)低(di)農(nong)(nong)藥、化(hua)肥的(de)(de)(de)施用(yong)量，確(que)保(bao)中國(guo)農(nong)(nong)業的(de)(de)(de)生(sheng)態安全。第(di)(di)三，通(tong)過開(kai)發功能(neng)性和(he)治療性的(de)(de)(de)食(shi)品(pin)，可以(yi)(yi)(yi)提(ti)(ti)高農(nong)(nong)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)附加(jia)值，增(zeng)加(jia)農(nong)(nong)民的(de)(de)(de)收(shou)入。第(di)(di)四，通(tong)過對轉(zhuan)基因(yin)技術(shu)的(de)(de)(de)研究、創(chuang)新，可以(yi)(yi)(yi)建立中國(guo)自(zi)己的(de)(de)(de)生(sheng)物技術(shu)研發體系，提(ti)(ti)高中國(guo)在(zai)這方面的(de)(de)(de)國(guo)際競爭力。  

　　轉基因農作物國際研發進展  

　　國(guo)(guo)際上對轉基因農作(zuo)物(wu)的研究已有30年(nian)歷(li)史(shi)。目前，美(mei)國(guo)(guo)是種(zhong)植(zhi)轉基因作(zuo)物(wu)面(mian)積(ji)最大的國(guo)(guo)家，面(mian)積(ji)達6950萬公頃，其后依(yi)次為巴西(xi)、阿根(gen)廷(ting)、加拿大、印(yin)度(du)和(he)中(zhong)國(guo)(guo)。2012年(nian)中(zhong)國(guo)(guo)轉基因作(zuo)物(wu)種(zhong)植(zhi)面(mian)積(ji)為4百(bai)萬公頃，而且近十年(nian)來，種(zhong)植(zhi)面(mian)積(ji)增長(chang)趨緩，而印(yin)度(du)、美(mei)國(guo)(guo)、阿根(gen)廷(ting)等國(guo)(guo)家均在穩步上升。  

　　2012年全球轉基因作物種植面積最大的是大豆，有八千多萬公頃，主要是抗除草劑轉基因大豆，其次是轉基因玉米，再次是轉基因棉花和油菜。2012年全球大豆的播種面積的81%、棉花播種面積的81%、玉米播種面積的35%和油菜播種面積的30%都種植著轉基因的品種。近期將要陸續推廣的一些轉基因品種包括轉基因抗旱玉米、轉基因氮高效利用玉米，以及富含β-胡蘿卜素的金水稻。  

　　轉基因作物帶來(lai)了巨大(da)的經濟(ji)效益(yi)和社會效益(yi)，大(da)幅度提高(gao)了農業生產(chan)(chan)力。在1996到2011年(nian)期(qi)間，作物產(chan)(chan)量增(zeng)加估計(ji)達到982億(yi)美元；同時，少(shao)用殺(sha)蟲劑(ji)4.73億(yi)千克；在2011年(nian)減少(shao)231億(yi)千克二氧化碳的排放，有非常(chang)好的環境效益(yi)。  

　　轉基因農作物的廣泛應用促進了農業生物技術產業的形成，徹底改變了種業的產業結構，大規模的并購與重組已于上世紀末本世紀初完成，種業已由原先的單一的種子經營過度到了育繁推一體化的經營模式。新技術的應用使種業的產業凝聚度大幅度提升，世界上最大的三家種業公司在全球(qiu)種子市(shi)場上占有(you)份額已從1996年8%左右(you)提高到2010年的(de)35%。種業的(de)國(guo)際化趨勢日趨明顯，跨國(guo)公司加速了全球(qiu)種子市(shi)場的(de)瓜分。  

　　中國轉基因農作物發展現狀  

　　中國轉基因農作物的研發總體上可以分為兩個時期。第一個時期，從1986年到2000年，目標是追蹤世界科技前(qian)沿，有所(suo)為有所(suo)不為，研究內(nei)容主要是基(ji)因克隆、植(zhi)物(wu)轉化和轉基(ji)因農作物(wu)的(de)(de)(de)大(da)田(tian)試驗。第二個(ge)時(shi)(shi)期，從(cong)2001年至今，中國(guo)開展了自主創新研發，主要的(de)(de)(de)研究內(nei)容是轉基(ji)因農作物(wu)的(de)(de)(de)商業化生產，以(yi)及基(ji)因組測序和通過組學(xue)的(de)(de)(de)手段進行基(ji)因克隆的(de)(de)(de)研究。經(jing)過這兩(liang)個(ge)時(shi)(shi)期的(de)(de)(de)發展和積(ji)淀，未來中國(guo)將要進行源頭的(de)(de)(de)、根本性的(de)(de)(de)創新。  

　　中(zhong)(zhong)國批準商業化(hua)生產的(de)(de)(de)首批轉(zhuan)基(ji)因品種包括：抗(kang)(kang)病毒番茄、耐儲存番茄、抗(kang)(kang)病毒甜椒、改變花色的(de)(de)(de)矮(ai)牽牛以及抗(kang)(kang)蟲(chong)棉。其中(zhong)(zhong)抗(kang)(kang)蟲(chong)棉在商業化(hua)用(yong)途上成(cheng)效顯著。2008年(nian)(nian)中(zhong)(zhong)國轉(zhuan)基(ji)因抗(kang)(kang)蟲(chong)棉種植(zhi)面積已占全國總植(zhi)棉面積的(de)(de)(de)72%。中(zhong)(zhong)國自行(xing)研(yan)制的(de)(de)(de)轉(zhuan)基(ji)因抗(kang)(kang)蟲(chong)棉占抗(kang)(kang)蟲(chong)棉推廣(guang)面積的(de)(de)(de)百分比也由1999年(nian)(nian)的(de)(de)(de)7%增長(chang)到2008年(nian)(nian)的(de)(de)(de)93%。1999年(nian)(nian)到2008年(nian)(nian)，中(zhong)(zhong)國累計(ji)(ji)推廣(guang)轉(zhuan)基(ji)因抗(kang)(kang)蟲(chong)棉2.2億畝(mu)，受益農(nong)戶(hu)超(chao)過(guo)3000萬(wan)戶(hu)，減(jian)少(shao)農(nong)藥(yao)80%以上，減(jian)少(shao)的(de)(de)(de)農(nong)藥(yao)使用(yong)量約為4.5萬(wan)噸。平均(jun)每(mei)畝(mu)增收節(jie)(jie)支(zhi)220元(yuan)，累計(ji)(ji)為國家和棉農(nong)增收節(jie)(jie)支(zhi)大約400億元(yuan)人民幣（郭三堆研(yan)究(jiu)員(yuan)提(ti)供(gong)），這些收益遠遠超(chao)過(guo)了國家對農(nong)業生物技術研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)總投入。  

　　另(ling)外，中國在轉(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)抗蟲水稻研制方面處于世界(jie)領先水平，目前(qian)已(yi)經通過(guo)了安全(quan)審(shen)批(pi)，等待(dai)產業化。另(ling)一個重要的轉(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)農作物(wu)——轉(zhuan)植酸酶(mei)玉米，也(ye)已(yi)經通過(guo)了中國轉(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)安全(quan)審(shen)批(pi)。抗鱗翅目害蟲的轉(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)楊樹和轉(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)抗病毒的番木瓜也(ye)已(yi)獲批(pi)進行商業化應(ying)用(yong)。  

　　此外，中國自行研制的生產人血清蛋白和品質改良的轉基因稻米、抗蟲或抗旱的轉基因玉米、抗黃花葉病毒或抗旱的小麥、品質改良(liang)的(de)轉基(ji)因(yin)(yin)棉花、抗除(chu)草劑的(de)轉基(ji)因(yin)(yin)大豆等優良(liang)轉基(ji)因(yin)(yin)作物已完成了(le)產業化前期的(de)工作。  

　　中國農作物重要基因的發現與克隆  

　　轉(zhuan)基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)農作物(wu)的(de)(de)核(he)心(xin)知(zhi)識產權(quan)是基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)專利(li)。如果(guo)轉(zhuan)基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)沒有基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)(de)自主(zhu)知(zhi)識產權(quan)，轉(zhuan)基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)產業就無法很(hen)好的(de)(de)發(fa)展(zhan)。中國在新(xin)的(de)(de)農作物(wu)重要(yao)功能(neng)基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)(de)發(fa)掘與(yu)(yu)克隆(long)方面(mian)取得了(le)重要(yao)進展(zhan)。已(yi)經克隆(long)的(de)(de)基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)有決定(ding)(ding)水(shui)(shui)稻(dao)(dao)高產性狀的(de)(de)理想(xiang)株型基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)IPA1，決定(ding)(ding)水(shui)(shui)稻(dao)(dao)籽(zi)粒長寬比例的(de)(de)gl-7（t）基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)，決定(ding)(ding)稻(dao)(dao)穗(sui)夾角角度(du)的(de)(de)EP2基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)，水(shui)(shui)稻(dao)(dao)穗(sui)形態相關的(de)(de)DEP1基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)，耐旱相關的(de)(de)OsKIPa基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)，與(yu)(yu)株高、產量、穗(sui)粒數相關的(de)(de)Ghd7基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)，與(yu)(yu)穗(sui)發(fa)育(yu)、廣親和性相關基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)等(deng)，以及(ji)抗(kang)稻(dao)(dao)飛(fei)虱的(de)(de)Bph14基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)，抗(kang)水(shui)(shui)稻(dao)(dao)重要(yao)病害水(shui)(shui)稻(dao)(dao)細(xi)菌白葉枯(ku)病的(de)(de)Xa26基(ji)(ji)(ji)因(yin)(yin)(yin)(yin)。  

　　中國的作物基因組學研究  

　　近些年中國在作物基因組學研究也取得了重大進展。首先，中國參與了國際水稻基因組計劃，完成了粳稻‘日本晴’四號染色體的精確測序和功能解析工作；同期中國獨立完成了秈稻‘93-11’的基因組草圖和完成圖，標志著中國農業基因組學已經進入了世界基因組學研究的前列。2002年以后，中國的科學家獨立或者通過國際合作完成了其他許多重要作物的基因組測序，包括馬鈴薯、大豆、黃瓜、楊樹和番茄，以及近(jin)期完成的(de)小麥Ｄ基(ji)因組和Ａ基(ji)因組的(de)測序工作；同時，包括其(qi)他一些生(sheng)物像(xiang)鵝、朱鹮、血(xue)吸蟲、鯉魚、倉鼠等。  

　　基(ji)(ji)因(yin)組(zu)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)核心(xin)競(jing)爭力是(shi)生物信息學，這不僅需要(yao)大(da)(da)量的(de)(de)(de)測序工作(zuo)(zuo)，還(huan)需要(yao)高(gao)性能計算機(ji)(ji)和高(gao)效率算法。在(zai)這方(fang)面中國已經具備(bei)了上述基(ji)(ji)因(yin)組(zu)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)核心(xin)競(jing)爭力，深圳華大(da)(da)基(ji)(ji)因(yin)研(yan)發中心(xin)現在(zai)已經成為世界(jie)(jie)(jie)最大(da)(da)的(de)(de)(de)基(ji)(ji)因(yin)組(zu)測序中心(xin)。引領(ling)本世紀(ji)世界(jie)(jie)(jie)未來發展的(de)(de)(de)兩大(da)(da)技(ji)術是(shi)生物技(ji)術和信息技(ji)術。《第三次浪潮(chao)》的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)者托夫勒(le)曾指出，在(zai)新的(de)(de)(de)機(ji)(ji)遇面前，發展中國家和發達國家在(zai)同一起跑線上。在(zai)高(gao)新技(ji)術領(ling)域(yu)世界(jie)(jie)(jie)格(ge)局將重新洗(xi)牌，只要(yao)抓住機(ji)(ji)遇中國完(wan)全可以趕超世界(jie)(jie)(jie)領(ling)先(xian)水(shui)平。  

　　中國轉基因產業化展望  

　　從克隆基(ji)因到獲得(de)轉(zhuan)基(ji)因植物(wu)，最(zui)后育(yu)成可用于生產的(de)農作物(wu)新品(pin)種(zhong)是一個(ge)復雜的(de)過程。目前中(zhong)國在DNA測序、組學研究、以(yi)及轉(zhuan)基(ji)因技(ji)術和(he)分子育(yu)種(zhong)各(ge)個(ge)環節上(shang)均取得(de)了重要進展。問題在于如何(he)將這些技(ji)術環節形成完(wan)整的(de)技(ji)術鏈條和(he)產業化(hua)(hua)鏈條，并最(zui)終實現轉(zhuan)基(ji)因作物(wu)的(de)產業化(hua)(hua)。  

　　抗(kang)蟲棉是應用成功的(de)(de)一(yi)(yi)個例(li)子。中(zhong)(zhong)國(guo)批準商業化的(de)(de)抗(kang)蟲棉是分別由中(zhong)(zhong)國(guo)和美國(guo)孟山都(dou)公司自行研制的(de)(de)。在(zai)1997年中(zhong)(zhong)國(guo)自行研制的(de)(de)抗(kang)蟲棉僅占抗(kang)蟲棉推廣面積(ji)的(de)(de)一(yi)(yi)小部分，孟山都(dou)的(de)(de)占絕大部分。但到了2008年，中(zhong)(zhong)國(guo)的(de)(de)品種已占主導地位，全面超過(guo)了國(guo)外(wai)產品。其中(zhong)(zhong)重要原(yuan)因(yin)是中(zhong)(zhong)國(guo)結合使用了三系雜交棉技(ji)術(shu)和抗(kang)蟲棉技(ji)術(shu)，產量增(zeng)加了20%以上，棉花纖維質量明顯提(ti)高，種子成本也明顯降低，因(yin)此具有了國(guo)際競爭力。從這個例(li)子可看出，在(zai)對待國(guo)際競爭時(shi)，我(wo)們一(yi)(yi)定要正面積(ji)極(ji)應對。  

　　只有發展中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)自己的(de)(de)轉基因(yin)產業(ye)才是正確的(de)(de)應對措(cuo)施，通過引進(jin)、消化、模(mo)仿、吸收、自主研發和(he)進(jin)一(yi)步創新(xin)以(yi)增強中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)科技競爭力。擔心國(guo)(guo)(guo)外的(de)(de)競爭而拒(ju)絕(jue)采(cai)用新(xin)技術最(zui)終將(jiang)會導致中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)種業(ye)徹(che)底(di)“崩盤”，那(nei)將(jiang)是任何人(ren)都不愿見(jian)到的(de)(de)結(jie)果。  

　　另一個例子是中國的大豆種植業。1995年國際上大規模培育和應用轉基因作物的前夕，中國年生產大豆1600萬噸，美國年生產量為6000多萬噸。2012年美國年生產量提高到8000多萬噸，而中國則降到1260萬噸，在此期間，另外兩個主要大豆生產國阿根廷和巴西的產量增加了2~3倍。以上3個主要大豆生產國均大規模采用了轉基因大豆，不但增加了產量，同時還降低了生產成本，從而更具國際競爭力。1996年以前，中國是純大豆出口國，而現在最高的時候需進口大豆5838萬噸，是中國大豆產量的4倍。國外廉價大豆價格沖擊了中國大豆市場，并導致中國榨油產業70%~80%的榨力被外國公司所控制。  

　　未來(lai)，企(qi)業將是轉基因農作物(wu)育種(zhong)研發(fa)、投資(zi)和應(ying)用推廣的主體。中國連(lian)續兩年(nian)(nian)中央一號(hao)文(wen)(wen)件(jian)都提到了種(zhong)業問(wen)題，而且特別(bie)地強調轉基因和生物(wu)技術育種(zhong)；同時，2011年(nian)(nian)國務院的八號(hao)文(wen)(wen)件(jian)也明確了關于種(zhong)業發(fa)展(zhan)的意見，這些重大決策將有效地推動中國種(zhong)業的發(fa)展(zhan)。