當前位置：來源：中國科學(xué)報 時間：2014-02-28
近年來，轉(zhuǎn)基因品種安全性問題在我國學(xué)術(shù)界和民眾中引起了一些爭議，這本來是一件正常的事，不應(yīng)稱之為“妖魔化”，也不擬采取“堅決遏制負面輿論”的做法。毋庸置疑，轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)將以巨大的潛力引領(lǐng)未來，對于增強我國科技的國際競爭力，支撐我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展具有十分重要的作用。
《中國科學(xué)院院刊》2013年第3期發(fā)表了兩篇倡導(dǎo)發(fā)展新一代農(nóng)作物生物育種技術(shù)的文章，隨后《中國科學(xué)報》等報刊陸續(xù)有文對此加以論述；一些專家提出的戰(zhàn)略咨詢報告也用了這一提法。我非育種工作者，讀了這些文章后增進了知識，也受到啟示，但有一個概念方面的問題，經(jīng)反復(fù)思考后仍不甚明了，現(xiàn)提出來同大家討論，請專家指教。
生物育種涵蓋了從基因工程
到雜交選育共七類技術(shù)
什么是“生物育種”？從字面上看似可理解為植物、動物、微生物育種的統(tǒng)稱。從國家已啟動的重大科技專項“轉(zhuǎn)基因生物新品種培育”的名稱看，這一理解看來是適當?shù)?。但?013-2018年中國生物育種業(yè)市場前景分折與投資風(fēng)險評估報告》則認為“生物育種的定義是培育優(yōu)良生物的生物學(xué)技術(shù)”，涵蓋了從基因工程到雜交選育共七類技術(shù)。黃大昉先生所賦予的定義則是“農(nóng)作物生物育種是以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為核心，融合了分子標記、雜交選育等常規(guī)手段的先進技術(shù)”，并強調(diào)“生物育種又稱轉(zhuǎn)基因生物育種”，但“千萬不能把生物育種狹隘地理解為只是轉(zhuǎn)基因，它還包括了傳統(tǒng)育種的先進技術(shù)”。我直觀感覺上述列舉的定義不夠清晰，且相互交錯。另外，當前是否已處于建立以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為核心的育種技術(shù)體系的時候也值得商榷。
上面列舉的中科院院刊兩篇論文的英文摘要中，作者分別將“生物育種”譯為“Bio—Breeding”與“Biotechnology Breeding”，前者為中文原義，而我認為后者的含義是適當?shù)?，即“生物育種”的確切表達應(yīng)為“生物技術(shù)育種”，或稱之為以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為主導(dǎo)、包含細胞與染色體工程、分子標記等技術(shù)在內(nèi)的生物技術(shù)育種，“生物技術(shù)”不等同于“生物學(xué)技術(shù)”，目前不應(yīng)將常規(guī)育種技術(shù)（如雜交選育）包括在生物技術(shù)育種體系之中，而應(yīng)倡導(dǎo)兩者的緊密結(jié)合、協(xié)同發(fā)展。2014年中央一號文件中提出要加強分子育種的基礎(chǔ)研究與技術(shù)開發(fā)，我理解，此處所說的“分子育種”與“生物技術(shù)育種”含義基本相同，是一種簡稱，是未來的發(fā)展方向，更強調(diào)在分子和基因水平上精準操作的遺傳改良。鑒于此，我想將問題引申一下，就常規(guī)育種與轉(zhuǎn)基因育種（生物技術(shù)育種的核心）之間的關(guān)系，以及轉(zhuǎn)基因作物育種當前所處的發(fā)展階段談?wù)剛€人的認識。
轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)服務(wù)于
我國當前和未來農(nóng)業(yè)發(fā)展需求
近年來，轉(zhuǎn)基因品種的安全性問題在我國學(xué)術(shù)界和民眾中引起了一些爭議，這本來是一件正常的事，不應(yīng)稱之為“妖魔化”，也不擬采取“堅決遏制負面輿論”的做法。按常識判斷，我個人認為，按程序經(jīng)嚴格審定的轉(zhuǎn)基因食品和普通食品一樣是相對安全的，但其遺傳效果和生態(tài)效應(yīng)有待長期觀察的主張也是有道理的，故在一個相當時期里應(yīng)允許人們有選擇權(quán)。在這里，我想強調(diào)的是轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用不僅有一個安全性問題，而更為重要的是，要在實踐中證明其不可替代性，以及如何更好地服務(wù)于我國當前和未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。
毋庸置疑，轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)將以巨大的潛力引領(lǐng)未來，對于增強我國科技的國際競爭力，支撐我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展具有十分重要的作用。大勢所趨，非搞不可。但就生產(chǎn)環(huán)節(jié)而言，當前占主導(dǎo)地位的仍屬常規(guī)育種技術(shù)。據(jù)報道，轉(zhuǎn)基因品種種植面積近年來在一些國家有很大發(fā)展，如轉(zhuǎn)基因大豆在美國種植率高達90%以上，玉米則達到70%，但僅限于兩類基因，抗蟲害與抗除草劑（且具特定性）；近年來我國大量進口轉(zhuǎn)基因大豆，其優(yōu)勢之一是含油量高，但這一性狀并非轉(zhuǎn)基因的效果。可以認為，目前為止，與產(chǎn)量直接有關(guān)的基礎(chǔ)性狀仍是通過常規(guī)育種技術(shù)獲得的；從長遠看，轉(zhuǎn)基因技術(shù)作用的發(fā)揮仍然必須以常規(guī)育種作為基礎(chǔ)。這里需要強調(diào)的另一個問題是，我國作物育種方向長期以來以高產(chǎn)為主，并追求超高產(chǎn)目標，這在一定歷史時期是必要的，但今后為實現(xiàn)大范圍的持續(xù)均衡增產(chǎn)還必須重視確立明確的抗逆、廣適應(yīng)育種目標，特別是抗干旱與水土資源高效利用目標。今年中央一號文件提出培育一批突破性新品種的要求，從哪里突破？在什么性狀上突破？我認為，主要應(yīng)從抗逆性上，特別是在改善抗旱節(jié)水性狀上尋求突破。
對轉(zhuǎn)基因抗旱節(jié)水新品種
的看法和建議
從原理上看，通過轉(zhuǎn)基因途徑培育抗旱節(jié)水新品種大有希望，但實際上困難很多。這既是當前的一個研究熱點，也是一個難點。據(jù)報道，全世界已有數(shù)百個干旱響應(yīng)基因被分離出來，并獲得相當數(shù)量的轉(zhuǎn)基因植株，但長期停留在實驗階段。經(jīng)歷多年努力，美國孟山都公司于2012年推出第一例商業(yè)用抗旱轉(zhuǎn)基因玉米（CSP B Corn），中等干旱條件下平均增產(chǎn)6%，因未顯示出其明顯優(yōu)越性，推行并不理想。我國近年在河北、山西、山東、陜西、甘肅等地用常規(guī)技術(shù)培育出一批小麥、谷子等抗旱性較強的新品種，并得到推廣應(yīng)用。2005年在羅馬召開的第二屆世界干旱大會的總結(jié)中曾指出“基因組研究信息如此之多，但這信息在缺水條件下的田間應(yīng)用又如此之少”；2013年在澳大利亞召開的第四屆世界干旱大會的通告中再次呼吁，應(yīng)重視植物抗旱性分子研究與田間應(yīng)用之間的銜接，為消除它們之間的巨大缺口，應(yīng)加強不同學(xué)科之間的協(xié)調(diào)配合。學(xué)術(shù)界早已明確，植物抗旱性是一個十分復(fù)雜的特性，不但是多基因控制的，而且是通過不同途徑實現(xiàn)的，加之當前抗旱轉(zhuǎn)基因研究又多限于機理尚不十分清晰。且與高產(chǎn)性狀存在一定矛盾的耐旱性范疇，即通過基因工程能控制的抗旱性狀僅是一小部分，而且其表達效果嚴格受到環(huán)境條件的限制，故難度很大。有學(xué)者指出：“不論是抗旱還是抗鹽，比人們想象的要復(fù)雜得多，真正的轉(zhuǎn)基因抗逆農(nóng)作物還沒有出現(xiàn)，特別是很抗逆的作物，目前還停留在人們的想象中?！被谏鲜銮闆r，就通過轉(zhuǎn)基因途徑培育具有突破性的品種，特別是培育抗旱節(jié)水新品種的有關(guān)問題，提出幾點個人看法和建議：
1.轉(zhuǎn)基因作物育種具有很大潛力，是育種工作取得新突破的希望所在，但不論當前和未來都應(yīng)強調(diào)轉(zhuǎn)基因育種和常規(guī)育種的緊密結(jié)合，而且以常規(guī)育種作為基礎(chǔ)。當前不擬籠統(tǒng)倡導(dǎo)以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為核心，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上仍應(yīng)堅持以常規(guī)育種技術(shù)（包含雜交選育、雜種優(yōu)勢利用、理化誘變等）為主，在研究層面上則應(yīng)切實加強轉(zhuǎn)基因育種的系統(tǒng)性研究和有針對性開發(fā)。
2.在育種目標上，在繼續(xù)重視高產(chǎn)與超高產(chǎn)性狀的同時，應(yīng)將另一重點放在抗逆與廣適應(yīng)上，特別針對廣大旱區(qū)和缺水灌區(qū)，選育抗旱節(jié)水新類型已成為一種迫切需求，這方面雖然面臨不少困難（如抗旱機制的復(fù)雜性、干旱環(huán)境的多變性、可控制性狀的局限性等），但轉(zhuǎn)基因技術(shù)仍屬最終解決這一難題的最佳選擇，不過要有耐心，應(yīng)作好長期努力的思想準備。
3.在研究對象上，除農(nóng)作物外，將抗旱轉(zhuǎn)基因植物研究的另一個重點放在林草植物上更為可行，因為這方面的抗逆基因資源更為豐富，而且與一年生農(nóng)作物相比，這類植物存活需求是第一位的，產(chǎn)量高低是第二位的，生態(tài)效益在先，只要生存下來就有機會實現(xiàn)其生態(tài)經(jīng)濟目標。
4.切實加強抗旱轉(zhuǎn)基因育種的基礎(chǔ)理論研究，這方面目前主要存在兩個問題：一是近年來植物抗旱機理研究相對分散與滯后，難以適應(yīng)抗旱轉(zhuǎn)基因技術(shù)迅速發(fā)展的需求，例如難以為確定耐旱主效基因及耐旱有關(guān)基因的有效聚合提供更有力的依據(jù)；二是實驗室分子水平研究與田間應(yīng)用之間缺乏有效銜接，或存在較大空白，整體（個體）抗旱生理機制研究一定程度上被忽視，這也削弱了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的更好發(fā)揮。今后應(yīng)在這方面制定一個有指導(dǎo)作用的系統(tǒng)研究方案。
5.在政策層面上，今后應(yīng)重視以下幾個問題：（1）在科技立項上注意保持常規(guī)育種和轉(zhuǎn)基因育種之間的平衡（包括人才培養(yǎng)、資金投入、條件建設(shè)等）；（2）對轉(zhuǎn)基因育種除安全性外，應(yīng)重視全面評價其實踐效果；（3）重視不同學(xué)科專家之間的協(xié)同、交流及相互質(zhì)疑，例如有關(guān)重大項目的立項、評議等活動除本學(xué)科專家外，應(yīng)邀請相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覅⑴c，鼓勵開展爭議，以求在充分討論的基礎(chǔ)上取得共識。
作者簡介：
山侖，西北農(nóng)林科技大學(xué)教授，中科院水利部水土保持研究所研究員，中國工程院院士。
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