转基因发展现状分析

1.1转基因技术的定义

转基因技术是指将人工分离和修饰过的基因或DNA导入到生物体的细胞基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的稳定地整合、表达并可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因技术的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”[2]。

1.2.植物转基因技术及其应用

植物转基因技术是通过各种物理的、化学的和生物的方法将从动物、植物及微生物中分离的目的基因整合到植物基因组中，使之正确表达和稳定遗传并且赋予受体植物预期性状的一种生物技术方法[3]。

遗传转化的方法[4]按其是否需要通过组织培养再生植株可分成两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类不需要通过组织培养，目前比较成熟的主要有花粉管通道法。

转基因技术给人们带来了新的突破，转基因食品更是成为了人们关注的焦点，转基因食品具有以下特性[25]：（1）提高农作物产量，增加生产产值。通过转移或修饰等生物技术手段改良基因达到增产效果，促进生产的效率，节省成本，解决粮食短缺问题，带动农业产业的快速发展。经过基因改良的大豆和普通大豆相比较，转基因大豆产量显著高于普通大豆；（2）增强食品特殊性能，强化食品功能；（3）节约能源，保护环境，防治病虫害。通过种植转基因作物不仅仅大幅度提高了农作物产量，而且大大减少了除草剂和农药的使用量，这既减轻了使用大量化学物质对农业工人与害虫天敌的毒害，又维护了农田生态环境平衡，产生了巨大的经济、社会和生态效益，表现出显著的优越性和不可逆转的趋势；（4）提高食品的营养价值，合理补充所需营养；（5）具有保健功能，提升食品内在价值，起到了预防疾病的作用。

转基因技术发展现状

1、全球转基因作物政策布局

转基因作物是现代农业发展的重要手段，在研究和保障生物安全的同时，加快转基因农作物的研发和产业化已引起各国的高度关注，并成为国际农业生物技术领域竞争的焦点。美国国家科学基金会（NSF）和国家食品与农业研究院（NIFA）资助了多项转基因作物研究。2012年，NSF资助佐治亚大学100万美元，用于研究大豆基因功能，利用跳跃基因建立并编目一个大豆插入和基因活化突变体库。2014年，NIFA资助了针对转基因技术、目标性状可持续粮食安全、目标性状营养价值和目标性状能源性状4个方面的16项转基因作物研究。

欧盟FP7框架于2012年相继启动“欧洲植物表型研究网络”与“提高豆类作物非生物和生物胁迫抗性”项目，共投资800多万欧元用于研究耐旱和抗病性基因及相关分子机制，并注重转基因技术开发。英国作物改良研究会2012年公布的第二轮资助项目重点关注利用生物技术改良油菜、大麦和小麦等英国主要的谷类作物。加拿大通过Growing Forward 2框架计划、基因组研发计划、基因组组织等对农业研发进行资助，《加拿大基因组2012～2017年战略计划》着重支持油菜、小麦、亚麻、马铃薯、向日葵、葡萄、牛和猪的基因组学研究。《澳大利亚农业蓝图2013～2020年》指出，未来将通过利用创新技术向全球人口提供高品质的粮食和纤维。印度《第十二个五年规划（2012～2017年）》则进一步支持转基因产品设施建设、转基因技术和分子育种。《俄罗斯联邦至2020年生物技术发展综合计划》也投入大笔资金，用于利用基因组和生物技术新方法培育作物新品种。中国高度重视转基因作物培育和产业发展。2015年，中央一号文件明确提出“要加强农业转基因生物技术研究、安全管理、科学普及”，这是近十年来中央一号文件中第六次提到转基因技术（表1）。

发布于2013年的《生物产业发展规划》强调要提升生物育种核心竞争力；2012年《生物种业科技发展“十二五”重点专项规划》重申了重要性状遗传基础研究和种质资源创新的重要性。与此同时，2008年国务院批准实施“转基因生物新品种培育”重大科技专项；2013年国家自然科学基金委员会启动“主要农作物产量性状的遗传网络解析”重大研究计划，资助水稻、玉米株型发育和籽粒形成的关键基因、遗传网络调控、分子育种设计，以及转基因动植物新品种培育与转基因技术；2014年中国科学院也启动了“分子模块设计育种创新体系”战略性科技先导专项，旨在解析调控复杂农艺性状的分子模块。

2、全球转基因作物发展态势

转基因技术已成为生物育种中广泛应用的作物栽培技术。ISAAA2015年发布的报告显示，1996年以来，全球转基因作物的种植面积持续增长，到2014年达到1.815亿公顷，种植面积增加了100多倍（图1）。研究表明，对于较贫穷的国家而言，害虫和杂草问题更严重，转基因作物带来的收益也就更高，因此发展中国家的农民应用转基因技术实现的收益率要比发达国家高14%。近年来，发展中国家转基因作物种植发展较快，2011年起，种植面积已超过发达国家。通过分析专利，可以准确反应行业的研发动态以及产业化情况。2005～2014年，全球转基因作物相关专利（族）数量持续增长，十年申请专利共计12 065项，反映出该领域的快速发展（图2）。

3、转基因作物改良性状分析

全球转基因作物种植种类不断增多，2014年全球商业化种植了27种转基因作物，其中种植面积最大的作物是转基因大豆，约占转基因作物总面积的一半；其次是玉米，占30%；然后是棉花占14%，油菜占5%，其他作物仅占1%。全球82%的大豆、68%的棉花、30%的玉米、25%的油菜都是转基因作物。从专利申请量来看，大豆、玉米、棉花、油菜4大转基因作物相关技术的专利申请量逐年增加，特别是转基因大豆和玉米，相关专利申请量持续保持领先。自苏芸金芽孢杆菌（Bt）基因应用于棉花可有效抗虫以来，棉花育种发生巨大变革，近10年转基因棉花研究突飞猛进。此外，转基因油菜的专利数量也稳步发展（图3）。

目前商业化种植的转基因作物性状主要集中在抗逆性状上，包括抗除草剂、抗虫、抗病毒等，这类作物能够降低耕种成本、增加作物产量以及减少农药的使用量。

在耐逆境方面，研究方向已经转向多性状叠加的转基因控制体系（图4），以获得双重效益，提高广谱性效果，同时多重高效抗逆特性组合，可降低选择压力。如美国孟山都公司已经与陶氏公司合作研发出了八重抗逆抗虫特性的组合品种——SmartStax，可以一并防治