朱祯:食品安全,生物技术功不可没
“目前我国杂交水稻在基础研究方面已经取得了长足的进展,在世界上处于领先地位。”中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、博士生导师朱祯说。作为负责农业的863专家,朱祯对我国的杂交水稻研究领域一直有着密切的关注。
我国杂交水稻技术处于世界领先地位
“《植物细胞》是近几年来世界顶尖的专门针对植物的杂志,大陆学者关于水稻方面的基础研究成果几乎可以占据一半以上,而且这些成果都属于中国本土的研究单位。”朱祯对光明网记者表示。
近二三十年来,杂交水稻研究对于中国的贡献有目共睹。相较于普通水稻,杂交水稻将水稻总体产量提高了10%至15%,为解决中国的吃饭问题贡献了很大的分量。“要知道,我国水稻种植的播种面积大约只占到耕地面积的五分之一,而水稻产量已经达到了口粮的一半以上。我国的杂交水稻技术现在已经向东南亚国家,甚至向美国输出,并且取得了很好的经济效益。可以说,我们在育种技术上所取得的成就是巨大的。”朱祯指出。
“目前,杂交水稻在我国已经占据了50%以上的播种面积,南方籼稻区的杂交水稻分布更多。”
随着基础领域的研究发展,杂交水稻育种方面的技术取得了快速的进步和发展,在水稻种植的生产实践中日益发挥出重要的作用。
“比如早期的籼粳不育问题,在很大程度上制约了我国杂交水稻技术的推广。”朱祯介绍说,经过近20年的努力,籼粳不育的问题现在已经在国际上得到彻底解决,而且很快就能够应用到生产实践中,这对杂交稻的进一步增产会发挥出重要的作用。“我国的杂交水稻研究还有着相当大的潜力,在产量上也有着很大的提升空间。”
食品安全,生物技术功不可没
“在现阶段,人们对于生物技术在认识上可能还存在一些疑问,但可以肯定的是,生物技术的安全问题完全在可控范围之内,这已经通过了严格的科学评估。而在农作物的种植和食品安全中,生物技术的应用同样功不可没。”朱祯在接受光明网记者采访中说。
目前,我国在生物育种技术方面取得了很大的成绩。通过生物育种技术,水稻的三大病害包括白叶枯,稻瘟病和稻曲病都能够得到解决,而且也具备了产业化应用的可能。
此外,在育种技术的研究中,除了基础应用研究,我国在分子育种技术领域也取得了很大的成就,主要包括分子标记辅助和转基因技术两个方面。目前转基因技术在水稻领域主要是应用于抗虫。
在水稻的生产过程中,危害性最大的虫类就是鳞翅目害虫和同翅目害虫。“目前,运用先进的育种技术,鳞翅目害虫的问题已经解决,并收到了非常好的效果。预期对同翅目害虫的防治,也同样能够获得很好的效果。”
在我国,水稻是农药用量最大的一个作物,而农药残留恰恰是当前食品安全最大的隐患。现在水稻的农药用量一年大概在140万吨左右,如果这些农药残留到环境中或者生物链中,对于人们的健康而言是非常有害的。而转基因技术的应用则能够实现对水稻种植实行全程防控,基本上可以杜绝病虫害对作物的影响。
与此同时,农药用量的减少,也能够大幅度降低农业生产的成本。“目前我国的水稻种植主要还是小农经济的生产模式。在施用农药时往往还是靠人工。现在农村的劳动力都进了城,如果能够减少农药的施用,也可以省出很大一笔人工费用。”
“运用转基因技术,单就水稻一项,一年就能够减少20万吨农药施用,这已经占中国农药总用量的15%以上。所以当我们面对转基因的问题时,不要总是先入为主的怀疑,也应当要留意到它对于我们的生活和食品安全的益处和作用。”朱祯说,“在现阶段,生物技术还是需要社会各方面更进一步的了解和支持。”
人物简介
朱祯,男,博士。现任中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员,博士生导师。
教育及工作经历:
1980年北京大学生物化学系毕业。
1983年获北京大学理学硕士学位。
1985年以中美联合培养博士生身份赴美国田纳西大学植物系进行博士论文研究。
1988年获中国科学院遗传研究所理学博士学位。
1988年赴美国田纳西大学进行博士后研究。
1993年受聘为中国科学院遗传研究所研究员。
社会任职:
1. 国家“863”计划现代农业技术领域植物分子设计与品种创制技术主题专家组专家。
2. 农业部“国家重大专项转基因生物新品种培育”总体组成员、水稻项目执行专家组副组长。
3. 中国农学会第九届理事会常务理事。
4. 农业部第八届科学技术委员会委员。
5. 中国生物工程学会第四、第五届理事会副理事长。
6. 全国生物计量技术委员会副主任委员。
7. 《中国生物工程杂志》编辑委员会副主任委员、《生物技术通报》、《农业生物技术学报》编委、《中国农业科技导报》编委。
科学研究:
研究方向:
主要从事转基因农作物育种、分子生物学与植物功能基因组学研究。
承担科研项目情况:
正在和曾承担的科研项目包括国家863项目,国家973项目,国家转基因重大专项,国家自然科学基金项目,中国科学院重大项目,中国-荷兰战略联盟框架项目,总理基金项目等。
科研成果:
1. 转基因抗虫水稻等作物的研制和新品种培育:自主研发了包括去选择标记、细胞内定位、高效稳定表达、多抗虫机制等一系列技术,培育了一批无选择标记的转基因抗虫水稻株系和组合,表现出对水稻主要鳞翅目害虫的高抗特性,即使不施农药也普遍比喷施农药的对照增产,最高可达8.6%。此项研究在国内外产生了重要影响,多次在国际会议上作特邀发言,其中包括2008年在德国柏林举行的“第二十届国际遗传学大会”。 《科学》和《自然》系列等重要学术刊物和路透社、法新社等国际媒体对此项工作进行了报道。候选人所领导的团队联合了十余家水稻育种优势单位,形成了良好的协作体系,是目前转基因抗虫水稻研发最好的两个团队之一,并已获得“国家转基因动植物新品种培育重大专项”的支持。合作研制的3个抗虫转基因棉花品种已通过品种审定;抗虫转基因棉花,以及甘蓝分别获得了省部级奖项。上述研究已获得多项国内外专利。
2. 水稻杂种优势机理研究:以水稻全基因组芯片为平台,对超级杂交稻两优培九杂交组合进行了比较转录组学与生物信息学分析,确定了3,926个杂种差异表达基因,并建立了其与产量相关QTL之间的关系。研究结果发表在国际著名期刊PNAS上,著名学术刊物《细胞》专文介绍并高度评价,认为“这项发现是阐明世界最重要粮食作物-水稻杂种优势机理的一个起点”,并入选2009年度“中国基础研究十大新闻”。后续研究揭示杂交优势与光合作用、时钟节律调控网络有关,进一步推进了该领域的研究,部分结果已正式发表。
3. 定向进化创制抗草甘瞵农作物的研究:基于定向进化原理,针对除草剂草甘膦靶标-EPSP合酶,通过体外突变技术,建立了模拟自然的突变体筛选系统,由此获得了高抗草甘膦突变体。该研究发表在国际著名刊物《植物生理》上。被国际权威报告(Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2009)列为未来三种基因修饰的方法之一。目前已获得了高抗草甘膦的转基因水稻和烟草,此项研究有重要应用价值,已获国家专利。与合作单位福建农科院生物技术所开展的转基因抗除草剂水稻新品种培育已获“转基因生物新品种培育重大专项”的支持。
4. 无选择标记植物转化系统:基于转化过程中T-DNA转移是独立事件,建立了双T-DNA载体体系。该体系包含2个T-DNA区域,分别携带目的基因和标记基因,基因转移过程中可分别插入不同染色体,通过自交分离子代中可获得去除选择标记的转基因植株,解决了公众普遍关注的选择标记安全性问题。此方法操作简单,易于重复,已在国内广泛使用,并获得两项国家专利。
5. 其它新技术新方法研究:发展了外源基因表达产物细胞内定位技术,大幅度提高外源产物的积累水平。基于遗传密码子丰度,发展了培育抗病毒转基因植物的新方法。从棉花曲叶病毒(CLCuV)基因组中分离了LIR/AC2双向启动子,比通常使用的35S启动子更强。克隆了包括水稻转运蛋白基因OsMST4和OsMST6在内一批功能基因,并用于作物改良。相关成果发表在国内外著名刊物上,并获得了相应专利。