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国外转基因技术研发及中国转基因作物产业化发展,生物技术论文内容摘要 21 世纪是生物技术的世纪，加快转基因技术研发已成为世界各国加强核心竞争力的战略决策。介绍了全球转基因作物的研发、种植及应用状况。农业生物技术产业进入全球化布局的新阶段，各国纷纷规划和布局，以期在渐趋垄断的技术与市场中争得先机。经过 20 年的发展，我们国家在生物技术研发领域已获得长足进步，抗虫棉大面积推广，产生了良好的经济效益和社会效益。但受消极舆论环境等因素的影响，推动其他转基因作物产业化的进程缓慢。我们国家是一个人口大国，粮食供需矛盾突出，大力发展生物技术产业是我们国家将来的必然选择。我们国家一方面要在确保安全的基础上坚持走自主创新之路； 另一方面要建立及时的信息披漏机制，营造良好的舆论环境，从国计民生出发，在科学的基础上自主决策，推动我们国家生物技术产业的健康、有序发展。 本文关键词语 生物技术 转基因 规划布局 产业化。 生物技术是世界上应用最为迅速的作物育种技术，1996 2021 年，全球转基因作物商业化种植面积从170 万公顷增加到 1. 797 亿公顷，增长了 100 倍，农民收益超过了 1 500 亿美元1.生物技术本身蕴含的宏大应用潜力和无限商机，令全球瞩目，各国、企业和科研机构都参加到了生物技术研发和应用的洪流中。 1 全球转基因技术发展动态。 转基因生物技术源于重组 DNA 技术的发明，1973年美国科学家发明了重组 DNA 技术，1983 年美国首例转基因植物 烟草和马铃薯 培育成功2.1996 年始，转基因作物在全球商业化应用3,至2021 年已有26 种转基因作物 不包括康乃馨、玫瑰和矮牵牛 的 363 个转化体获准商业化种植或环境释放1.随着转基因产品不断涌现，转基因产品持续处于更新换代中： 第一代以抗病虫、耐除草剂、抗逆转基因作物为主，旨在提高作物抵抗生物胁迫或非生物胁迫的能力，进而提高作物产量、降低投入； 第二代以品质改进转基因作物为主，包括提高作物的维生素、赖氨酸、油酸等营养成分含量，剔除过敏原及植酸、胰蛋白酶抑制因子、硫葡萄糖苷等抗营养因子，使转基因食品营养更丰富、更可口； 第三代以功能型高附加值的转基因生物为主，如生物反响器、生物制药、生物燃料、化工原料、去除污染等特殊功能的改进为主，旨在拓展新型转基因生物在健康、医药、化工、环境、能源等领域的应用4. 当前，大规模商业化种植的转基因作物主要是第一代、第二代转基因产品，其主要性状仍然是耐除草剂、抗虫、抗病毒、抗逆等。研究证实，随着种植时间的延长，单个基因控制的抗虫、耐除草剂性状易使目的害虫和目的杂草产生抗性。由此催生了聚合两个或三个抗虫、抗杂草基因的第二代抗虫/耐除草剂复合性状作物，如 Bollgard-IIITM和 EnlistTM产品5.国际农业生物技 术 应 用 服 务 组 织 International Service for theAcquisition of Agri-biotech Applications,ISAAA 的数据显示，在商业化种植或环境释放的转基因品种中，耐除草剂基因最为多样化，包括 2,4-D、麦草畏、草铵膦、草甘膦、异五氟等除草剂耐受性。为了知足种植、生产、加工或消费的多样化需求，商业化转基因作物的目的性状越来越多样化，涵盖木质素改变、抗过敏、延迟成熟/衰老、耐受干旱胁迫、加强光合作用/产量等众多性状。转基因研发正在由以抗虫、抗逆和耐除草剂等增产为目的的品种改进逐步发展为以增产和改善产品品质并重的品种改进，以及以工业、医药和生物反响器等为目的的品种改进。国际水稻研究所 InternationalRice Research Institute,IRRI 为改善数百万维生素 A缺乏者的健康状况而研发的黄金大米已进入田间试验阶段1. 为了知足农户和消费者的多样化需求，从 2006 年开场，复合性状产品成为转基因产品培育的一个重要方向，并开场大规模种植。2007 年，复合性状产品增加了 66%,种植面积为 2 180 万公顷，占据了全球转基因作物种植面积的 19%6; 2021 年复合性状产品种植面积到达 5 850 万公顷，占总面积的 33%1.复合性状产品呈加速度发展的态势，聚合抗虫、耐除草剂、耐干旱胁迫，加上营养改进等性状的复合性状转基因产品将是将来转基因育种的一个重要方向。 在传统转基因技术成功应用 20 年后，生物技术领域又兴起了基因组编辑技术，包括锌指核酸酶 zincfinger nuclease,ZFN 、转录激活因子样效应物核酸酶 transcription activator-like effector nuclease,TALEN 系统、规律成簇的短回文重复序列 clustered regularlyinterspaced short palindromic repeat,CRISPR / CRISPR关联蛋白 CRISPR-associated protein,Cas 系统等技术7-8.基因组编辑技术能够实现对作物基因组的定点突变或编辑，并且最终植物中不含有外源 DNA 存在。华而不实 CRISPR 技术被(科学杂志的杂志评为 2021年 年度最出色突破 9.CRISPR/Cas9 技术能够同时对控制重要性状的单个或多个基因进行定点基因突变、替换/插入、大片段缺失等操作，产生有预期性状的改进作物8.(科学通讯记者 John Travis 以为，利用CRISPR 技术改进的作物具有精准、快速、成本低、无需监管的优点9.但当前对于 CRISPR 技术改进作物能否需要监管，还存有争议。 在 2021 年和 2021 年，中国、美国、欧盟和阿根廷等多个国家及地区的研发者和管理部门进行了屡次沟通，商讨对基因组编辑育种产品的监管事宜以促进育种新技术的应用10.固然欧盟对转基因产品监管比拟严格，只要有外源 DNA 转入细胞就视为转基因，而不管最终产品中能否还有外源 DNA 存在11,但这次在与中国的沟通中欧盟明确表示对基因组编辑的产品若与传统的诱变育种产生的产品类似将放松监管； 美国已经明确部分基因组编辑技术改进的作物可免受(生物技术监管协同框架的管理，对基因组编辑产品的监管遵循个案分析的原则10,12.美国农业部 The UnitedStates Department of Agriculture,USDA 已认可多项利用基因组编辑技术创制的植物产品不属于转基因监管范畴： 包括通过基因编辑 ZFN 技术创制的低肌醇六磷酸玉米品系、通过 TALEN 技术创制的耐冷藏低丙烯酰胺的马铃薯和高油酸的大豆13等。2021 年 4 月，美国农业部又公布不对采用 CRISPR/Cas9 技术改进的抗褐变蘑菇进行监管14. 2020 年 3 月，加拿大通过了其第一个基因组编辑油菜品种 SU CanolaTM,该耐除草剂油菜品种是由 CibusGlobal 公司研发，2021 年在美国种植了4 000 公顷，估计在 2021 年能够上市销售15.当前 CRISPR 编辑技术已被用于油菜、玉米、小麦、大豆、水稻、马铃薯、番茄和花生等重要农作物的改进16.全球很多实验室正在采用基因组编辑技术进行作物的分子育种，以期最快在 2020 年后实现基因组编辑产品的商业化。例如，杜邦公司宣称已经通过 CRISPR/Cas9 技术研发出基因组编辑的糯玉米，并有望在 2021 年进行田间试验1.无论 CRISPR 基因编辑技术产品能否会被各国纳入转基因安全监管的范畴，基因组编辑技术必将引领作物的分子育种进入一个新的时代。 2 各国高度重视转基因技术研发。 大多数国家对转基因生物研究与产业化政策日趋积极，把发展生物技术作为支撑发展、引领将来的战略选择，力求抢占新一轮经济和科技革命的先机与制高点。印度 2007 年制定 生物技术发展战略 ,英国 2018年制定 生物科学时代： 2018 2021 战略计划 ,俄罗斯2020 年制定 2020 年生物技术发展综合计划 ,德国2020 年制定 生物经济发展战略 ,日本制定了 战略创新推进计划 .当前，农业生物技术产业进入全球化布局的新阶段，技术与市场垄断愈加集中，呈现出三个梯队。第一梯队： 美国一家独大，技术占绝对优势，拥有世界上约一半的生物技术公司和生物技术专利； 第二梯队： 欧洲和日本等发达国家研究与技术气力雄厚； 第三梯队： 巴西、印度等新兴国家积极发展农业生物技术，试图打破国际跨国公司技术与市场垄断，建立全球生物产业发展新格局17.农业转基因技术研发已成为世界各国加强农业核心竞争力的战略抉择。