人民網福州11月1日電(記者李櫻、劉然、魏艷)今天上午,第十二屆中國科協年會在福建省福州市隆重開幕。中國農業科學院植物保護研究所研究員彭于發發表題目是《轉基因作物新品種的效益與風險評估》的大會特邀報告。
全文如下:
尊敬的各位領導、專家和朋友們,首先感謝中國科協和大會的組織者給我一個寶貴的機會,能夠匯報一下關于轉基因效益和風險這樣大家十分關注的問題。我的發現是個人的認識和體會,不代表任何的機構和組織。我計劃簡單的從三個方面匯報一下,第一,國際、國內轉基因品種目前應用的情況。第二,我們國家在轉基因安全性方面取得的重要進展。第三,未來國際、國內是怎樣的發展趨勢。
轉基因技術的興起和發展是在1972年,全球第一粒轉基因作物的研發成功是在1982年。美國在1994年率先批準了第一例轉基因作物研制成熟的延熟保鮮番,通過安全性評價可以在市場上銷售和利用。1996年全世界才真正實現轉基因作物大規模生產和應用,當年的種植面積是6個國家170多萬公頃,此后轉基因作物的應用發展速度十分迅猛,轉基因作物的種植面積逐年以兩位數的百分比擴大,去年轉基因作物的種植國家已經是26個,轉基因作物的種植面積一躍達到1.34億公頃,約合20億中國畝。這十多年累計轉基因作物種植面積超過10億公頃,就是150億畝。包括全球五大洲在內的25個國家批準種植轉基因作物,還有32個國家批準別人生產的轉基因作物自己進口消費,這樣的話全球目前已經有超過57個國家先后批準了24種不同的轉基因作物應用。雖然批準的數量比較多,但真正大規模生產應用的只有四種作物,分別是大豆、玉米、棉花、油菜。這些轉基因作物占該種作物種植面積的百分比,大豆現在應用比例最高達到77%,每四顆大豆中間有三顆是轉基因的。其次是棉花,差不多一半是轉基因,玉米轉基因1/4,油菜轉基因占1/5,其他幾種小作物種植面積不大,但是比例比較高。比如說木瓜幾乎90%以上是轉基因,美國的甜菜轉基因占95%。
種植這些轉基因作物之后,應該說累計150億畝的生產種植和全球數十億人次十多年消費應用,至今未出現一例因為種植和應用轉基因作物和轉基因產品出現生態環境、安全性問題和人體健康安全性問題的報道。但是現在經常在報紙、雜志、電視和各種媒體上看到關于轉基因作物特別是轉基因食品的安全性,這是爭論議論的熱點話題,原因很多,但其中大多數沒有科學依據,更多的是利益之爭和不明真相。(圖)這一頁可以看出,全球轉基因作物的種子競爭力很強,以去年為例,全球種子市場接近1/3已經是轉基因的種子,轉基因種子去年的市場銷售價格是105億美元,這樣沒有研發和銷售轉基因種子的公司就不高興。剛才提到的四種轉基因作物,目前的轉基因現狀事實上只有兩個類別,第一的是作物自己能夠抗蟲。第二個是轉基因作物可以抵抗除草劑,方便大面積機械化除草。印度批準種植轉基因棉花是在多年爭論并十分謹慎的基礎上遲遲到2002年才批準,一旦批準種植以后,2003-2008年,每年以不斷翻番的發展速度在發展。短短幾年時間,現在印度的轉基因抗蟲棉花已經占棉花總面積超過75%。六年的時間,印度棉花的產量翻了一番,農藥的用量減少了一半,六年期間印度農民因此而增加的收益達到51億美元。
賣農藥的人和生產農藥的人也不高興。以巴西為例,巴西開始幾年政府也沒有批準轉基因作物的種植,但是鄰國阿根廷種植面積比較大,就是抗除草劑的轉基因大豆,農民通過從阿根廷走私大豆自己來種,種了以后發現增產可以超過30%,所以農民非常歡迎,農民歡迎以后經過若干年爭論,在2002年巴西政府終于批準了抗除草劑的轉基因大豆在巴西種植,也是在六年的時間之內,現在巴西抗除草劑轉基因大豆種植面積、種植比例已經達到巴西大豆總面積的85%。六年的時間,巴西因為種植抗除草劑的轉基因大豆,大豆的種植密度增加了32%,大豆的產量比過去平均增產26%,而且因為機械化除草以后可以免耕和少耕有利于水土保持,這樣六年下來,巴西的農民增收累計是28億美元。 這里也有一個問題,轉基因大豆在種植以后因為增產減本,在國際市場出口的時候競爭力占有優勢,那些相對來講沒有運用高新技術的出口必然受到影響,自己的份額被別人占了以后也會不高興。總體來講,過去14年,全球農民因為種植轉基因作物減少了殺蟲劑的用量是3.56億公斤,農民因此累計增收519億美元。
我們國家首先批準轉基因棉花的種植是在1997年,至今真正大規模生產應用的也只有抗蟲棉,12年來轉基因抗蟲棉在我國的種植面積逐年上升,由1998年的不到5%上升到去年將近90%,年種植面積5000多萬畝,12年累計減少農藥用量75萬噸,農民純經濟效益據報道超過200億美元。我們國家的三大棉花種植區,華北抗蟲棉種植比例超過95%,長江流域今年種植面積超過75%,新疆棉區占到1/3。
在安全性研究上,我們國家第一比較系統,第二有一些創新,有一些自己引以為自豪的研究進展。在1997年轉基因抗蟲棉批準大規模種植之后,到底原先的科學評價有沒有依據,與事實是否吻合,為了評價,所以從1997年開始至今有關部門和科學研究機構一直在進行系統的監測和評價工作,主要是針對轉基因抗蟲棉種植之后對農業生產、農田生產環境到底有什么影響。經過十多年系統的科學研究,中國農業科學院職高所吳孔明2008年在美國著名的科學雜志上發明封面文章,據說是農業部系統50年來首次在科學雜志封面上發表文章,文章主要的貢獻是對轉基因抗蟲棉種植之后,在中國的主要棉區,對棉鈴蟲效果到底如何進行研究。研究結果表明,在種植轉基因抗蟲棉之前,我們國家棉鈴蟲每年的發病高峰有三次,華北棉區平均每年用藥次數是15-21次,應用轉基因抗蟲棉之后,危害高峰由三次降為一次,防治棉鈴蟲的效果達到80%以上,農藥的適用次數少的只有兩次,多的年份是五次。不僅棉花上棉鈴蟲危害逐年減輕,而且因為棉鈴蟲危害是多范圍的,除了棉花還有小麥、大豆、玉米、花生、蔬菜,都能夠危害,因為6月份只有棉花比較早的開花,所以就把棉鈴蟲都吸引過去了,種植轉基因棉花以后作物自己可以控制棉鈴蟲。從棉花上再跑到小麥、大豆、玉米這些作物危害的數量也減少了,現在的結果是,全中國范圍內棉鈴蟲的數量越來越少,有的地方學生想做標本都找不到棉鈴蟲了。現在不管種不種植抗蟲棉,全國范圍內棉鈴蟲的數量都很少能看到,因為全國大面積種植抗蟲棉帶來的顯著效益。
當然也有壞處,棉花上常見的病害、蟲害、草害有一百多種,單一有效控制棉鈴蟲一種蟲害之后,其他的蟲害、其他的病害、草害有可能上升,通過我們的研究,首先棉花上過去僅次于棉鈴蟲的第二大害蟲??蚜蟲起到了繭子的效果,另外一種害蟲過去數量很少,是非常次要的,現在由于種植抗蟲棉之后,化學農藥的用量次數和結構都減少和發生變化,所以盲蝽象一躍成為最主要的害蟲。盲蝽象為什么上升為主要害蟲呢?也是經過了7年左右的系統研究,今年在美國科學雜志上發表研究文章,分析了原因,主要原因是因為轉基因抗蟲棉大規模應用,防治棉鈴蟲的次數減少了,農藥的總用量很少了,特別是高毒、高殘留、廣譜的農藥顯著減少,所以這樣盲蝽象就上升為主要害蟲。生物的角度來講,盲蝽象上升有兩個原因,第一,盲蝽象的種類很多,在中國比較容易找到,有24種,其中最常見有4個種類,所以盲蝽象不是一種蟲,是多種類。第二,盲蝽象比棉鈴蟲的接觸范圍更廣,可以危害幾十個科,一百多個種,除了農田常見的棉花、芝麻、谷子、大豆、玉米這些作物之外,蘋果、梨、山楂這些果樹,白菜、馬鈴薯這些蔬菜,還有農田的雜草都會危害。現在植物本身能夠抗蟲的只有轉基因抗蟲棉,而且不還抗盲蝽象,導致了盲蝽象上升為主要的害蟲。過去五年系統研究表明,盲蝽象可以通過及時除草,用綠豆誘殺和實時科學用藥進行防治,防治的成本遠低于防治棉鈴蟲的成本。
當然也有壞處,棉花上常見的病害、蟲害、草害有一百多種,單一有效控制棉鈴蟲一種蟲害之后,其他的蟲害、其他的病害、草害有可能上升,通過我們的研究,首先棉花上過去僅次于棉鈴蟲的第二大害蟲??蚜蟲起到了繭子的效果,另外一種害蟲過去數量很少,是非常次要的,現在由于種植抗蟲棉之后,化學農藥的用量次數和結構都減少和發生變化,所以盲蝽象一躍成為最主要的害蟲。盲蝽象為什么上升為主要害蟲呢?也是經過了7年左右的系統研究,今年在美國科學雜志上發表研究文章,分析了原因,主要原因是因為轉基因抗蟲棉大規模應用,防治棉鈴蟲的次數減少了,農藥的總用量很少了,特別是高毒、高殘留、廣譜的農藥顯著減少,所以這樣盲蝽象就上升為主要害蟲。生物的角度來講,盲蝽象上升有兩個原因,第一,盲蝽象的種類很多,在中國比較容易找到,有24種,其中最常見有4個種類,所以盲蝽象不是一種蟲,是多種類。第二,盲蝽象比棉鈴蟲的接觸范圍更廣,可以危害幾十個科,一百多個種,除了農田常見的棉花、芝麻、谷子、大豆、玉米這些作物之外,蘋果、梨、山楂這些果樹,白菜、馬鈴薯這些蔬菜,還有農田的雜草都會危害。現在植物本身能夠抗蟲的只有轉基因抗蟲棉,而且不還抗盲蝽象,導致了盲蝽象上升為主要的害蟲。過去五年系統研究表明,盲蝽象可以通過及時除草,用綠豆誘殺和實時科學用藥進行防治,防治的成本遠低于防治棉鈴蟲的成本。
另外一個農業生產上重要的問題,像抗蟲這些珍稀的基因資源,一旦大面積應用之后,會不會害蟲慢慢自己抵抗殺蟲基因,原來的抗蟲品種逐漸上喪失了抗性,品種就不能繼續應用,這是國際上公認的種植轉基因抗蟲作物一個很大的科學問題。美國、澳大利亞經過多年的科學研究,證明預防這種害蟲產生抗性的方法有兩條途徑,一是殺蟲的劑量越高越好,簡稱高劑量的策略。二是轉基因棉花和非轉基因棉花混合種植,按照一定的比例,美國是8:2,每種八份轉基因的棉花,必須另外種植兩份非轉基因不用藥的棉花。澳大利亞是7:3,我們中國是小農戶,所以在中國行不通。而且我們做室內實驗研究證明,30多代之后,棉鈴蟲就會產生高達兩百多倍的抗性,80、90代的時候抗性達到3000倍,這時候抗蟲棉就沒有效了。根據這種預測模型,當初預計在中國7-10年抗蟲棉可能就不能用了,事實是否如此,針對這種假設,一方面進行抗性監測,一方面進行預防性治理,主要的措施有三個:第一,系統研究了棉鈴蟲為什么對這種抗蟲基因會突變產生抗性,分子研究表明,主要是產生了兩個基因的突變,這兩個基因的突變讓棉鈴蟲抵抗抗性基因。第二,除了研發者品種質量的保證之外,還要有農業部委托的第三方檢測機構專門檢測這些抗蟲棉新品種抗蟲效率和抗蟲精英的表達水平,確保品種的高質量和高抗性。第三,針對我們國家小農戶,但是每家每戶或者左鄰右舍會種植多種作物,抗蟲基因只是在棉花上有,其他作物上沒有,所以棉鈴蟲可以在大豆、花生、玉米這些作物上去危害,這樣就能夠保證每年的自然種群中間絕大部分棉鈴蟲還是能夠被抗蟲基因殺死。所以從1997年到現在,在田間進行系統監測的結果,棉鈴蟲在我們國家至今還是對抗蟲棉敏感的,沒有產生抗性。
與此相反,剛才提到產生巨大效益的印度,2003年開始大面積種植,2009年就在田間發生了抗性,時間僅僅七年。原因是兩個方面,第一,它是單一種植棉花,在印度也規定,種植轉基因抗蟲棉必須同時種植非轉基因的材料,保證棉鈴蟲始終是敏感的。但是,他們采取的方法是在賣給農民轉基因抗蟲棉種子的同時,配發一小袋非轉基因的棉花種子,印度人民種的時候非基因種子賣給別人去榨油,這樣不種到田里頭,結果導致害蟲產生抗性。第二,用了68個抗蟲棉的品種,其中有一半左右抗蟲效率不高,所以這樣也導致害蟲很容易產生抗性。
我們國家在轉基因作物的研發和相應轉基因安全性取得重要進展是轉基因的抗蟲水稻,我們國家轉基因抗蟲水稻和轉基因棉花幾乎都是在1996年就起步開始進行研究,可是棉花因為當時考慮不涉及到進口的問題,我們不直接吃,棉花大家覺得安全性相對比較放心一點,讓不進口的轉基因產品先去試用,有一個穩步推進的策略。而我們要吃的轉基因食品,就要進一步的仔細觀察和系統的進行科學的評價。至今,還沒有轉基因水稻批準大面積生產種植應用,但是我們的小規模的室內和室外的科學研究一直沒有停,而且取得了重要的進展。在轉基因水稻能否在中國進行生產種植的時候,主要有兩個科學問題,第一,對生態環境是否安全。第二,人到底能否可以吃。生態環境安全性是國內外最關注兩個問題,一是我們國家是水稻物種起源中心,也是基因多樣性中心,一旦種植轉基因水稻之后,對這些珍惜的種子資源的保護和利用是否會造成影響。二是跟抗蟲棉一樣,會不會導致次要的害蟲上升為主要的害蟲,對生物多樣性和生態環境造成影響。所以,我們開展了兩方面的系統研究,第一方面是水稻轉基因漂移規律和預測模型的研究。研究證明,轉基因水稻上面的轉基因可以向栽培稻,雜交水稻的不育系和雜交稻的品種上轉移。在我們國家有分布的三種野生稻中間,有兩種野生稻都可以實現基因的轉移,比較常見的普通野生稻的基因可以想它漂移。第三方面是稻田的雜草,以敗草為主的的20多根草中間跟水稻沒有關系,基因之間不能交流,但是跟水稻非常相近,事實上可能就是來自于水稻的雜草稻是可以進行基因交流的,是可以發生基因轉移的。對我們國家主要的水稻產區不同氣候條件、不同栽培措施、不同的水稻品種基因跟轉基因抗蟲水稻基因發生基因漂移的幾率、生物學和氣象學影響研究,研究基礎上建立了預測模型。其中最重要的不是說轉基因水稻的基因是否可以向栽培稻和野生稻進行轉移,而是轉移之后到底對生態環境和生物多樣性有什么影響?經過我們的研究,雖然可以轉移,但是轉移之后一般經過一代和兩代之后,外援轉基因會自動的消失,不能延續下來,這樣對種子資源沒有顯著的不良影響。
這樣規律的研究和模型的研發現在已經進一步組裝成一個我們國家以縣為單位的水稻基因漂移風險評價服務模型,這個模型現在已經可以上網在試運行,大家有興趣的都可以去查一查,有一個新的抗蟲或者抗除草劑的水稻要進行安全性評價就可以上這個平臺,自己可以大體上判斷有多大的風險,如何有效控制風險。
對于生物多樣性影響也進行了系統的研究。在分子水平上研究轉基因抗蟲水稻的殺蟲蛋白,通過害蟲、天敵和更高的營養和食物鏈傳遞規律的研究表明,水稻上外緣殺蟲的轉基因蛋白可以傳到害蟲中間去,而寄生和捕食的天敵吃了這些害蟲之后也會在體內含有外緣的轉基因這些蛋白,但是大多數都是通過不同的器官進行排泄,土壤中間沒有累積,所以對生態環境不會有影響,而且對這些非靶標的、有害的、有益的和經濟上重要的昆蟲它的生長發育和繁殖都沒有顯著不利的影響。
從生態性群落結構的多樣性分析上面,我們國家既用了國內外常用了傳統研究方法,也發明了簡單的方法,這個方法就是過去對多樣性和種群動態研究的時候,分類上要分類到種,現在可以躍過種直接用比較少、比較高的分類單位科可以來代替,這樣大大減少了勞動量和工作量。比如說水稻田常見有25個種類的植株,9個種,屬于4個科,我們分類的時候,一年采60萬頭植株,要一個一個分類到種,就很麻煩,現在只給它歸類到四個科,我們的工作效率就顯著提高,這在國際雜志上也發表了文章,國外的同行也高度關注。
轉基因抗蟲的大米能不能吃的問題,我們在國家“973”項目的支持下,和近兩年國家轉基因專項有關食用安全性研究課題支持下,首先建立了包括毒性、過敏性、關鍵營養成份、可食用性等建立了不同的安全性評價的技術體系和技術標準,以及除了小鼠之外還增加了小型豬作為實驗動物模型。在過敏性方面,除了小鼠之外,我們國家增加了挪威褐鼠動物模型,還采集了我國代表性人群過敏性血清庫和樣本。這樣系統評價環境安全性和食用安全性之上,2009年8月17日,國家農業轉基因食用安全委員會和農業部先后批準了華中農業大學所研發的抗蟲轉基因水稻的安全證書。
未來國際轉基因技術特別是轉基因新品種的培育是個什么走向呢?經過幾十年技術的研發,經過十多年轉基因作物大規模應用之后,生態效益、經濟效益和潛在風險的評估,世界上各主要國家,聯合國糧農組織、世界衛生組織、聯合國環境規劃署等這些國際組織都一致認為,轉基因技術為代表生的物技術能夠在作物的新品種培育方面發揮核心和引領的關鍵性作用,主要體現在三個方面。一是,高產優質。二是,多抗高效。三是,優質和多抗相結合。剛才前面提到的四種作物兩類性狀,基本上都只轉移了一個外緣基因,現在正在實驗和去年初步實驗推廣應用的已經有兩個和三個基因,再過三五年還有多大八到十個外援基因,包括抗蟲、抗除草劑,品質改良等幾種不同有益性狀在內的復合性狀,可以預見在不久的將來,將會有更多的國家、更多的轉基因作物,更多的基因數量和更多的多抗、高產、優質性狀轉基因作物新品種不斷推廣出來。其中一個重要的表現是,一個單一技術不可能解決農業生產上的多個問題,甚至解決一個關鍵問題也不能只靠單一的一項技術,轉基因技術作為一個核心和引領技術,與其他的傳統包括雜交育種、耕作栽培、土肥植保等各種綜合措施相結合組成的以轉基因為代表的系列農業耕作栽培措施,引領綠色革命之后新的種子基因革命,可能這樣的多種技術的技術群更合適,我更主張叫做生物技術。生物技術要和其他技術相結合,要培育優良的種子資源。跟常規品種一樣,每一次新品種的應用,都會帶來相應的耕作、栽培和管理一系列措施的改變,所以良種還得有優良的方法相配套,過去這方面做的不多,配合不夠。我們國家這幾年注意到這種現象,特別是注意到轉基因技術的研發和配套性技術的研發是同等重要,要同步發展。在轉基因專項部署的時候有意識的注意到這個問題,這個戰略思路對于保障安全和促進轉基因產業發展是非常有利的。
我們國家1986年開始大力支持轉基因技術和生物技術的研發,到2007年的時候,還一直遵循科學規劃、積極研究、穩步推進,加強管理的轉基因產業發展政策。在這樣一個以加強研究為主,穩步推進為指導思想之下,我們已有的轉基因抗蟲棉得到了大規模應用,水稻玉米、木瓜等多種轉基因作物進入比較大規模的實驗研發。而2000年之后,我們提出一個更加積極的加強研究、推廣應用、規范管理、科學發展的產業政策,這個產業政策沒有實施得很好,因為這個政策體現了“規范”、“科學發展”,現在實際上沒有太多的進步,本來去年有一個非常可喜的進步就是批準轉基因抗蟲水稻和玉米的安全證書,但是后續的新品種審定,生產許可證、經營許可證和安全性的監督管理以及相應的科學知識的普及宣傳都沒有能夠配套和跟上,所以,我覺得在我們國家跟其他的科學技術的進步和產業的升級一樣,轉基因技術和轉基因產業的發展也要遵循科學、民主的規律,也要依法辦事,我相信通過方方面面的努力,在我們黨和國家近幾年把生物產業和轉基因生物產業作為我們國家培育和發展戰略性新興產業重要領域之一,作為我們今后大力發展的方面,像汽車、飛機、手機、電腦產業一樣,轉基因作物產品也將在不遠的將來給我們的日常生活帶來許多的便利。謝謝。













