转基因作物育种当前处于怎样的发展阶段

【按】旧文赏析。作者指出生物育种应该和传统的杂交育种并重，而且要特别重视抗逆育种。随着高产田的产量接近平台，要想进一步提高产量，确保粮食安全，需要花大力气进行抗逆境育种，这里泛指抗旱、耐贫瘠、抗盐碱等。这些种地产田有进一步提高产量的潜力。所以育种家需要转变思路，官方的品种审定更要解放思想，让育种家和企业针对他们对市场的了解来开发产品。只有这样，作物育种才能蓬勃发展，粮食安全才有保障。

最近围绕为转基因抗虫水稻和高植酸酶玉米发放安全证书的事，在我国科技界和民众中引起了一些争议。我认为这是一件正常的事情，有的文章中称之为“干扰”是不恰当的。在此之前，我国虽先后已有转基因棉花、杨树等应用，但毕竟不是直接食用的食品，故利用这次机会做好宣传和解释工作是必要的。我本人没有直接从事作物育种研究的经历，对转基因育种技术更是知之不多，但也了解，无论是国际上还是我国，对转基因产品都有一套严格的审定标准和程序，到目前为止，世界上还没有发生过由于食用转基因食品而影响到健康的事例。读了报刊上有关介绍并按常识判断，我相信转基因食品像普通食品一样，是相对安全的，但也要让人们有选择权。

在这里，我主要是想提出另外一个重要的问题，即转基因作物育种当前处于一个怎样的发展阶段？在我国农业发展和粮食增产中处于什么地位？以及如何与常规育种和其他增产技术相结合？

现在，国家已经投巨资启动了转基因生物新品种选育重大科技专项，这一举措具有重要的战略意义。按我的认识和理解，这在总体上属于前瞻性（超前）布署，将以巨大的潜力引领未来，对于增强我国科技的国际竞争力，支撑我国未来农业生产的持续增长具有不可替代的作用。这是大势所趋，非搞不可。但同时要对其作用作出确切评价，不应笼统声称或承诺，这类项目在解决我国近期（譬如2020年以前）农业发展，特别是增加粮食生产能力可起到关键技术作用。

原因是显而易见的。到目前为止，虽然已有少数转基因作物品种实现了产业化，并在较大面积上推广（如抗虫棉、抗除草剂大豆等），但就解决世界性粮食需求这一重大问题而言，作用有限，而且所发挥的作用具有很强的“协同性”，即需要多种技术，特别是与常规育种技术的密切结合。近期内，常规育种技术（含杂交种优势的利用，如杂交玉米、高梁、水稻、油菜，以及正在研发中的杂交小麦等），仍应属主流技术。因此，转基因作物的应用不仅只是一个安全性问题，更为紧迫的是，要在实践中证明其不可替代性，以及给社会和公众所带来的实在效益。

需要强调的另一个问题是，我国的作物育种方向长期以高产（含抗病虫）为主，近期开始重视优质问题。这总体上符合我国国情，但面向未来，为实现粮食均衡增产和持续增产，从现在起，应同时重视确立抗非生物逆境和资源高效利用效率，即抗逆、广适应的育种目标，特别是抗干旱与水土资源高效利用的目标。我国拥有18亿多亩耕地，其中70%属于中低产田，亩产超过400kg的高产田不足30%，近两年属于增收年，全国粮食平均亩产也不过280kg左右，但当前粮食作物育种工作多以高产与超高产为目标，对中低产田如何提升，重视不够。

一般地讲，提高中低产田的生产能力，从技术上应包括两个方面，一靠环境改造，二靠生物改良，但后一个方面的工作一直十分薄弱。中低产田受多种因素限制，其中干旱缺水是主要因素，占到每年因灾害减产总量的60%左右。因此，培育抗旱节水新品种已刻不容缓。从理论上讲，通过转基因技术培育抗旱节水品种的可行性很大，但实际进展中困难很多。据报道，全世界已有数百个干旱响应基因被鉴定出来，并获得相当数量转基因植株，但至今尚未获得商业用品种（美国孟山都公司宣称，2012年前后将向市场推出第一个生物技术耐旱玉米品种，我们对此抱有期待）。近期在罗马举行的国际干旱大会也指出：“基因组研究信息如此之多，但这些信息在缺水条件下的田间应用又如此之少。”这是因为作物抗旱性是一个十分复杂的性状，不但是多基因控制的，而且是通过不同途径实现的，加之当前抗旱转基因研究又多限于机理尚不十分清晰，且与高产性状存在一定矛盾（基因间存在负连锁）。故针对抗旱节水的转基因作物育种目前基本上处于实验阶段，离产业化还有很大距离，任重而道远。据此，我提出以下几点看法和建议。

1.近期内，就生产环节而言，我国作物品种选育工作仍应坚持以常规育种为主，强调转基因育种与常规育种紧密结合是正确的，但应以常规育种作为基础。从长远看，分子设计育种的地位将会愈来愈重要。有人估计，到2030年转基因品种将得到较大面积应用，到2050年甚至会促使智能植物品种的出现，即便那时仍将离不开常规育种技术的配合。

2.分子设计育种不应局限于转基因一种（尽管可作为核心），要重视多种分子技术的综合应用，如利用远缘杂交技术和染色体工程曾培育出得到大面积应用的优良小麦品种；分子标记辅助选择育种被认为是实用性和安全性可以得到很好结合的一种分子育种技术，已获较好利用。正如最近ISAAA（国际农业生物技术应用服务组织）主席Clive James所强调的：“转基因作物不是万能药，但却极其重要。”

3.在作物育种目标上，在继续重视高产区需求的同时，应把更多的力量投入到中低产区，特别是广大旱区。旱区育种目标应把适应性放在第一位，大面积上达到中等以上产量水平即可，目前不必要求实现高产，在这方面，转基因育种可以发挥其独特优势。

4.要加强转基因育种的基础理论研究，特别应在实现育种目标（如高产、优质、抗逆的某个特定环节）的生理与分子机制上下功夫。应强调从技术入手和从机理入手并进。如通过植物抗旱生理与分子机制研究，以阐明特定条件下起关键作用的耐旱机制，从而确定耐旱主效基因或为多基因的有效聚合提供根据。目前，根据基因表达图谱分离、鉴定、筛选与抗旱相关的基因，不失为一个可行的技术方向，但带有不确切性；按现有知识克隆单一基因已证明作用有限。

5.在研究对象上，除农作物外，将抗旱转基因植物研究的另一个重点放在林草植物上更为可行，因为这方面的抗逆基因资源更为丰富，而且与一年生农作物相比，这类植物存活需求是第一位的，产量高低是第二位的，生态效益在先，只要生存下来，就有机会实现其生态经济目标。

6.如上所述，建议从政策层面上重视保持常规育种和转基因育种的平衡，把当前需求和长远发展很好地结合起来。特别是在人才培养、资金投入、条件建设等方面，在加强对转基因育种支持的同时，决不可忽视常规育种及其他增产技术的作用与进一步发展。2020年以前或更长一个时期里，常规育种仍将是我国粮食增产主要依靠的育种技术，要给予有力的稳定支持。