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61位院士联名呼吁加快推进我国转基因研究与产业化

61位院士呼吁加快推进我国转基因生物研究与产业化发展

全球转基因技术研发势头强劲,成为世界各国科技竞争的焦点,我国必须占有一席之地。但是,近几年关于转基因安全问题争论激烈,甚至出现妖魔化趋势,严重影响到公众的科学认知,延缓了转基因技术研究与产业化进程。对转基因研究和应用,全球科学界基本达成共识,早在2013年我国61位医药、卫生、环境、农业和食品安全领域的两院院士呼吁加大转基因技术研发和产业化应用力度。

农业生物技术是引领农业科技革命的核心领域,农作物生物育种综合应用转基因技术、分子标记技术、杂交选育技术,正在极大地提高作物改良的效率,基因组研究和转基因技术的发展给农业科技革命带来了前所未有的重大机遇。把握这一机遇,使中华民族在新的科技革命中有所作为,是我们这一代中国人应当担负的历史使命。

近年来,国内外转基因研发和产业化不断呈现出新的变化和新的格局。全球转基因作物的研究和产业化继续呈现稳定快速发展的态势,2012年全球转基因作物种植面积达到1.703亿公顷,是1996年全球转基因作物种植面积170万公顷的100倍,显示出巨大的经济、社会和生态环境效益,以转基因大豆、玉米为主,世界各国转基因食品的消费者达数十亿人口。

长期以来,我国政府一直重视植物基因组和转基因作物研发的投入,已实施5年的转基因生物新品种培育国家科技重大专项,到2020年总投资将达到240亿元。该项目以产业化为导向,在新品种研发和应用方面取得了重要进展:2009年,在长时间严格透彻的安全评价后,农业部批准发放了转基因抗虫水稻“华恢1号”及杂交种“Bt汕优63”和转植酸酶基因玉米BVLA430101的生产应用安全证书;以抗虫棉为主的转基因作物继续大面积推广。然而,与转基因作物的研发方面不断取得了可喜成果的形势相反,我国转基因作物产业化进程缓慢。

为保证我国未来在生物技术领域的自主创新能力和全球竞争力,保证国家粮食安全和主要农产品的有效供给,从生产方式和产业结构上推进生态文明和美丽中国的建设,我国必须对农业生物技术和产业化发展策略有新的通盘考虑和重大举措。为此,我们提出如下看法和建议,供决策参考。

一、推进我国转基因生物研究与产业发展意义重大

农业是一个安天下、稳民心的战略性基础产业。随着工业化、城镇化和现代化的加速推进,我国农业基础薄弱,资源环境的约束进一步加剧。农业生产既要保障粮食安全,又要促进农业可持续发展,面临的供给、资源和环境压力越来越大。具体表现在:

人口变化对粮食的刚性需求继续增长。人口总量增加导致对粮食的刚性需求增长,大批进城农民由粮食生产者变为消费者,使粮食生产满足需求的压力增大。据国家有关机构研究预测,即使到2020年我国新增500亿公斤粮食的目标如期实现并得以保持,我国粮食缺口仍然较大,到2030年缺口将达到1220亿公斤-1700亿公斤。保障粮食安全的任务十分艰巨。

以杂交水稻为代表的农作物新品种培育和应用对农业增产和保障粮食安全发挥了重要作用,而且传统育种技术还有一定的增产潜力和改进空间。但也要看到,由于受到育种材料遗传背景狭窄、生殖屏障无法跨越、现用方法效率不高等多种因素约束,单独利用常规手段已难以实现育种技术新的突破。尽管付出巨大努力,10年来我国水稻、玉米、小麦等重要作物单产递增均明显趋缓,有的甚至不升反降。与此同时,大豆、玉米等农产品进口数量不断攀升,粮食自给率实际上已跌破95%的基线,而且供求关系越来越紧张。以大豆为例,近年因我国食物消费结构的改变,饲料蛋白和食用油需求急速增长,而国内大豆种植面积有限且品质产量均不及国外优质高产转基因品种,导致进口大豆数量剧增,2012年进口已达5838万吨,占世界大豆出口总量的60%,不仅国内自给率降到18%,且大豆加工业也几乎被国外资本所控制。

消费结构变化对粮食生产构成了挑战。随着人均收入不断提高,我国居民膳食消费结构发生了重大变化,人均直接消费口粮有所下降,但动物性食物和水果、蔬菜、食油、食糖的消费则快速增长。动物性食物增加需要更多粮食转化,蔬菜、水果、食油、食糖增加则需占用更多优质粮田,粮食安全将面临更多威胁与风险。

国际贸易无法保障我国粮食安全。全球粮食供求偏紧,贸易量很小,通过国际市场调剂的空间十分有限。据统计,全球每年粮食的正常贸易总量仅为我国粮食需求量的45%,国际市场大米贸易总量仅相当于我国稻米消费量的15%左右。同时,粮食消费需求弹性小,供求两端任何细小变化都可能产生剧烈的价格反应。从历史经验看,如果我国进口粮食占国际粮食市场贸易量的10%,国际市场粮价则可能上涨100%,所以我国粮食问题必须立足国内解决。

耕地和水资源对粮食生产制约性增大。随着对土地和水的需求量不断增大,我国耕地资源逐年减少,淡水资源日益紧缺。我国粮食安全将面临土地和水资源短缺的严重威胁。我国多年来平均缺水量536亿立方米。据国家中长期科技规划测算,在节水灌溉前提下,到2020年我国农业用水缺口在700亿m3左右。1996年-2007年,我国年均减少耕地1100万亩,目前已接近18亿亩耕地红线,据预测2020年耕地需求缺口将达1.2亿亩,同时,耕地质量下降,土地沙化、土壤退化、“三废”污染严重。

粮食生产与资源、环境的矛盾日益突出。我国粮食生产尚未摆脱“高投入、高消耗、高浪费、低效益”粗放式发展方式。长期以来,我国农业对化肥和农药的依赖程度一直很高。目前我国是世界上化肥和农药最大的生产国,使用量也居世界之首(约为世界总量的35%),而我国耕地面积仅占世界的8%,化肥和农药使用量约为世界平均水平的4.5倍。1978年至2011年,我国粮食总产量增长87.4%,而同期化肥施用量却增长了581%。按播种面积计算,我国化肥使用量高达 400 公斤/公顷,远远超过发达国家为防止化肥对水体造成污染而设置的225公斤/公顷的安全上限。过量的化肥、农药投入不仅大量消耗了磷矿、钾盐、煤炭和天然气等不可再生资源,加大农业成本,而且由于每年数以千万吨化肥农药流失到土壤和江河湖泊,严重污染水源、土壤和空气,造成耕地质量下降、生态环境破坏、农产品污染加重等后果, 也直接威胁着国民的身体健康。据统计,我国现有的污染源超过40%来自农业。如何在保证粮食安全的前提下做到资源节约、环境友好,成为亟待破解的课题。

粮食单产水平不能满足粮食增产需求。面临水、土资源匮乏和人口增长压力,我国未来粮食增产只能靠提高单产来解决。应当肯定,在过去的几十年中,我国水稻、小麦、玉米、油菜等大田作物育种取得了巨大的成就,但近10年也明确地显示出通过传统技术取得育种的突破越来越难,农作物新品种的产量改良递增率不足0.5% 。以基因改良为主要目标的农业生物工程育种是解决这一问题的关键。

二、国内外转基因生物研究与产业发展的最新态势

2012年,全球共有8个发达国家和20个发展中国家1730万农民种植了转基因作物,值得注意的是,种植者中90%以上(即超过1500万农民)是发展中国家的资源匮乏的小农户。另有30个国家批准了转基因作物田间试验或进口转基因产品用于食品和饲料加工,相关区域的人口已占世界总人口的四分之三以上。按照种植面积统计,全球约81%的大豆、35%的玉米、30%的油菜和81%的棉花是转基因品种。如美国在整合转基因和常规单杂交技术的基础上大力推进转基因玉米商业化育种和规模化种植,1996年以来玉米单产提高了约25%,目前已突破10吨/公顷,转基因玉米的种植面积已达到玉米总面积的90%。2012年美国种植转基因作物达到6950万公顷,其中转基因大豆、玉米、棉花等主要农作物均占总面积的90%以上,居民日常消费食品含转基因种类比例高达70%以上。

除发达国家外,巴西、阿根廷等发展中国家的经验也值得重视。例如与我国同属新兴经济体金砖国家的巴西近年抓住生物技术蓬勃发展的机遇,大力推进农作物生物育种产业化,使农业集约化程度和劳动生产率迅速提高。巴西2005年才真正开始推进转基因作物发展,2012年转基因大豆、玉米和棉花种植面积已达到3660万公顷(为我国转基因作物种植面积的10倍),位居世界第二,增速世界第一。巴西转基因大豆大量出口到中国、欧盟和日本,总额达165亿美元之巨。生物育种已成为推动巴西农业和经济发展的重要引擎。

据统计,从1996年至2011年的16年间,全球种植以抗病虫、抗除草剂性状为主的转基因作物增产价值达982亿美元,相当于节约了1.087亿公顷的耕地;改善了1500万农户、近5000万贫困农民的生计;减少了4.73亿公斤化学农药的使用。此外,种植转基因作物还加快了少耕、免耕栽培技术的推广,因而增加了土壤中碳的储量、节约了农机燃料消耗、显著降低了温室气体的排放,仅2011年就减少了231 亿公斤CO2排放(相当于1020万辆小汽车的排放量)。

转基因作物的主要种植国已实现转基因作物品种的更新换代,功能性和治疗性转基因食品相继研制成功,新一代转基因作物开始进入商业化生产阶段,如旨在为缺乏维生素A的第三世界儿童补充VA的“黄金水稻”即将在菲律宾等国商业化。新性状和复合性状的转基因作物已进入或即将进入商业化审批。转基因品种正由农业领域向医药、能源、化工、加工领域等拓展,部分用转基因植物生产的药物已上市销售,种业科技孕育着新的重大跃升。转基因作物产业化加速发展的趋势已不可逆转,已展现出新的“绿色革命”的前景。

我国在转基因重大专项及其前已实施的科技部863和973相关项目等国家科技计划支持下,历经20余年发展,在基因克隆、转基因技术、品种选育及应用等方面取得了重要进展,自主创新能力显著增强,生物安全保障能力持续提升,生物产业蓄势待发。目前,水稻功能基因组学研究成效显著,整体研发水平进入世界前列,我国在水稻功能基因组和转基因水稻技术领域已取得优势地位,专利申请总量已超过日本和美国。转基因玉米在品质改良等领域也达到了国际先进水平。小麦、玉米等作物的功能基因组学研究也有明显进展,在这几种主要粮食作物中已经获得了一大批营养品质、抗旱、耐盐碱、耐热、养分高效利用等重要性状基因。建立了水稻、棉花、玉米、牛等主要动植物的规模化转基因技术体系,转化效率大幅度提高,抗旱、抗除草剂作物品种培育步伐加快,高品质奶牛、高产绒毛羊等品种培育进展顺利。当前,我国正在研究的转基因植物种类达50余种。这些进展为生物产业的超常规大规模发展奠定了较为坚实的基础。

根据对国内近10年转基因抗虫棉大规模种植和转基因抗虫水稻生产性实验的调查,转基因作物具有巨大经济、社会和生态效益。2008-2009年全国推广转基因抗虫棉1.12亿亩,国产抗虫棉的市场份额巳达到93%,农民净增效益130亿元,减少农药用量5.6万吨。转基因抗虫水稻的生产性实验的数据表明,农民可节省80%的农药投入,平均每公顷可节省投入600-1200元,同时显著减少因受虫害造成的水稻产量损失,与打农药对照相比增产6%-9%。可见,如果转基因作物的应用,不仅能够大幅减少农药和化肥的用量,而且能够控制农业生产上资源消耗和碳的排放,帮助修复水、土壤和大气生态环境,带来显著的生态环保效益。

我国已建立了与转基因研发和产业化相配套的法规体系。参照世界主要国家生物安全管理措施,我国采取了行政法规和技术标准相结合的生物安全管理方式,使得我国转基因生物的研发和产业化具备了坚实的生物安全保障能力。从上世纪90年代初开始,我国将转基因生物安全管理纳入与国际接轨的法制化轨道,相继制定颁发了一系列的管理条例和办法,形成了对转基因生物及其产品的的评价和管理较完善的法规体系。早在1993年,我国就颁布了《基因工程安全管理办法》。1996年,农业部颁布了《农业生物基因工程管理实施办法》,根据该办法,农业部设立了农业生物基因工程安全管理办公室,成立了农业生物基因工程安全委员会,建立了农业生物基因工作审批制度,制定了《农业基因工程的安全性评价方法》和《农业生物遗传工程体及其产品安全评价措施》。从1997年起,我国开始依法受理国内外农业转基因生物安全评价申请。2001年,国务院出台《农业转基因生物安全管理条例》,农业部、国家质量监督检验检疫总局等就此出台了系列配套管理办法,相继出台了农业转基因生物分级安全评价制度、标识管理制度、生产许可制度、经营许可制度、加工审批制度、进口安全审批制度等,将农业转基因生物安全管理延伸到研究、试验、生产、加工、经营和进出口活动的全过程。

在多年实践的基础上,按照相关法规要求,参照国际标准,我国转基因生物环境、食用安全评价的专家体系、检测体系、监测体系和标准体系建设进展顺利,初步形成了既与国际接轨又具中国特色的农业转基因生物安全管理技术支撑体系,在农业转基因生物安全管理中发挥了重要保障作用。

转基因抗虫水稻申请安全证书历时11年,是目前世界上审批程序最严格、安全评价项目和内容最多的转基因作物,转植酸酶玉米同样经过了漫长的安全评价过程,具有坚实的安全性保障。在我国法律保护下,转基因水稻、转基因玉米等商业化生产不存在知识产权障碍。无论从安全性、技术性还是法律和市场的层面评价,转基因抗虫水稻、转基因玉米等推向市场的条件已经成熟。

三、推进我国转基因生物研究和产业发展的主要障碍

1.国家政策取向不明,推进不力

国家对转基因生物的研发和产业化高度重视。从上世纪80年代开始,即在863生物技术项目中资助转基因作物的研发,2008年启动了转基因生物新品种培育科技重大专项,2008-2010年的三个中央1号文件均对推进转基因生物新品种培育和产业化工作进行了专门部署,党和国家主要领导人也多次强调大力发展转基因工程。但转基因作物商品化生产却没有按国家已有的相关法规审批和推进,我国自1999年以来已连续10年基本没有批准新的转基因作物商品化生产。已经发放安全证书的转基因水稻和转基因玉米迟迟不能进入区域试验和品种审定,成果转化工作停滞不前,该证书也将在两年后失效。具有巨大产业化前景、深受农民和消费者欢迎的转基因作物新品种不能造福社会,导致了研究成果的闲置和浪费,科研人员积极性受到压抑,致使我国在该领域的国际领先优势在等待中逐渐丧失。

尤其值得关注的是,近年来我国转基因作物推广应用增速缓慢,种植面积在世界的位次逐年下降,现已降到第6位,只相当第5位印度种植面积的37%。产业化速度严重落后于技术研发,已成为制约我国农业生物技术整体发展的突出矛盾。

为改变这种状况,中国科学院于2004年、中国科学院和中国工程院两院于2011年两次组织数十位院士和专家,并联合有关部门,就我国转基因作物的发展向国务院提出了咨询报告。报告分析了国内外形势和发展趋势,我国所面临重大机遇和当前的困境,提出了政府应采取的政策和对策建议,希望排除干扰,加大力度,积极推进我国转基因作物的研发与产业化发展。通过发展来打破困境。转基因产业化的发展,不仅可克服作物改良的技术瓶颈,还将突破目前所面临的负面环境所造成的困境。然而,两份报告未收到应有的效果。

2. 我国生物育种产业起步较晚、发展不快

生物工程育种可有效提高育种质量和效益,已成为全球种业发展的大方向和大趋势。但我国种业整体发展水平落后,尤其是转基因生物工程育种产业与发达国家相比处于明显劣势。

当前,我国民族种业在激烈的国际竞争已处于危险境地,无法适应时代的需要。随着贸易全球化格局的形成,位居世界前10位的跨国种业集团已全部进入我国种业市场,在我国投巨资建立种业研发中心,入股我国骨干种业企业,利用技术优势和领先的产品快速渗透我国种业市场。目前,我国高端蔬菜种业50%以上和花卉种业90%以上的市场已由国外企业控制。在基本控制我国蔬菜、花卉市场之后,强势跨国集团又快速进入我国玉米等大田作物种业市场,国内玉米品种无一能与之抗衡。我国对国外种子企业在华发展的限制性条款收效甚微。如果忽视对以水稻为首的大田作物种业市场核心竞争力的提升,我国民族种业将面临全面失守,失去种业产业和粮食生产的主导权,我国粮食安全的种子源头将变得岌岌可危。

我国种业整体水平较低,全国种子流通总市值不抵美国孟山都公司的年种子销售额。我国生物科技的创新主体集中在科研院所和高校,难以承担产业化经营任务;而我国种子企业数量过多,规模过小,产业集中度过低,创新能力很弱,绝大多数公司并无研发力量,难以从事转基因技术研发。我国生物工程育种产业链各环节脱离,已有的科研成果转化利用难。目前,“上游”科研院所和高校与“下游”企业之间以“短平快”的项目合作和成果转让为主,组织形式松散,保障机制缺乏,没有形成“产学研”紧密结合、平台共享的战略共同体。近年来,转基因生物新品种迟迟不能投入商业应用,也严重影响了我国种业的外延扩展和内涵发展,阻碍了育种产业的创新升级。

3. 社会舆论环境极不利于科技创新

由于长期以来对转基因科普重视不够,对舆论引导和监管不力,缺乏面对公众的沟通对话机制和风险交流平台,公众对转基因技术及其产品认知程度偏低,转基因舆论环境由负面舆论甚至是谣言主导,极少数人利用消费者对专业知识和真实情况缺乏了解,处心积虑地妖魔化转基因技术,反复炒作已为国际科学界严格检验而多次否定的所谓“转基因安全”事件,甚至恶意编造、散布耸人听闻的谣言以制造虚幻的恐怖,欺骗公众和社会舆论,并把转基因政治化,甚至声称推广种植转基因作物将使我国“亡国灭种”!一些转基因反对者对转基因科学家进行人身攻击,冲击学术活动,多位从事转基因研发的学术带头人在网络上被戴上“汉奸”、“卖国贼”的帽子,不良舆论环境已成为严重影响转基因新品种研发和产业化发展的主要社会障碍,干扰了政府决策和转基因科学研究,阻碍了转基因新品种产业化进程,严重挫伤了科技工作者的积极性。如果不加分辨,任其发展,将会使生物育种错失发展良机,延误农业科技创新和产业化进程。

4. 自主创新能力仍需加强

未来十年全球转基因技术领域的竞争将更加白热化,竞争的重点是对基因权、品种权、高端技术专利的控制,目的是掌握国际生物工程种业主导权、规则制定权和话语权。尽管在转基因重大专项等科技计划的支持下,我国的生物工程育种的自主创新能力取得了长足进步,但与发达国家及其跨国公司相比,我国转基因研发仍然存在核心技术自主创新能力不足的差距,在挖掘有育种利用价值的新基因,提高转基因效率、转化规模,开发重大新产品,优化相应的生物安全评价和检测技术,以及申请转基因技术领域国际专利等方面,都还有待于进一步增强核心竞争力。

四、推进我国转基因生物研究与产业发展的对策建议

1. 完善转基因作物产业化管理机构

建议在国家层面成立转基因生物研究与产业化工作领导小组,统筹协调全国转基因生物研究与产业化工作。除担负管理责任之外,领导小组应加强转基因生物研发与产业化战略和策略研究,根据我国农业发展的中长期规划,明确我国农业生物技术研究与产业发展需要解决的核心问题、优先发展领域、产业化运行、管理体制和机制等重大问题。对现有管理机构要进一步明确各自的职责和分工,对现有管理和运行机制作必要调整和优化。

2. 以转基因玉米产业化为新的突破口带动我国生物工程种业发展

遵循经济作物和非食用生物、间接食用生物、主粮的转基因产业化的发展路径,我国生物工程种业以转基因抗虫棉为突破口,取得了巨大的经济社会效益,目前已经进入了关键的第二阶段。根据我国转基因生物的研发进程、产品成熟度、社会接受度和产业需求制定转基因作物产业化日程,采取得力措施扎实推进,以此培育农业生物技术集成应用和规模化转化的实施主体,发展能抗衡跨国种业公司的中国种子企业,力争用8-10年时间把我国生物种业做到国际先进水平。

3. 营造有利于转基因产品研发、生产、消费的舆论环境

要从提升全民科学素养、科学精神和科学方法的高度,大力加强转基因科学传播和科普宣传。建议有关领导部门在继续加强转基因安全研究和监管工作的同时,及时发布有关信息,扩大与公众的交流,构建转基因沟通对话机制和风险交流平台。要进一步支持学术机构并动员社会力量开展形式多样的科普宣传工作,传播科学知识、还原事实真相。尤其要加强对党政干部、科技人员、媒体记者的科普, 将转基因相关生物科技纳入各级干部(包括党校)培训的课程。依托转基因研发单位建设一批科普教育基地。建议从转基因重大专项中列出一定比例的经费用于科普。

加强舆论引导和监管,要争取主动、形成合力。科技专家应有社会责任,引导公众科学、理性认识转基因技术。尤其应充分发挥主流媒体的作用,高度重视微博等新媒体的科学传播,加大对转基因科学知识和科技成果的正面宣传, 致力于转基因技术的客观报道,担当起服务科教兴国、传播科学知识的社会责任。同时,应严格转基因标识制度,禁止标识“非转基因”广告商品上市暗示误导消费者。

4. 强化依法管理意识和能力,积极推进我国转基因研发和产业化

经过多年建设,我国已具备相当完善的生物安全管理法规体系。根据相关法规规定,农业转基因生物安全委员会进行安全评价后,由农业部作为行政主管部门做出批复,并推进品种审批和生产经营。当前,在转基因生物安全管理和产业化过程中,遵守法律,依法推进是各方最大的共识。在农业转基因生物研发、安全评价和产业化审批的过程中,行政主管部门应以发展为第一要务,敢于担当,严格按照相关法规,在法定职权范围内,充分行使转基因生物安全管理的行政职能,不踢球、不推诿,做到权责一致、及时科学决策、执行顺畅、监督有力,积极推进我国转基因作物研发和产业化。

建议人:中国科学院、中国工程院院士共61人(见附表)
2013年8月1日
附名单:
姓名专业
常文瑞 结构生物学
陈润生 生物信息
陈晓亚 植物生理
陈旭 古生物学
陈宜瑜 鱼类学,动物分类学
邓子新 微生物学
方荣祥 植物病毒,生物技术
郭爱克 神经科学
韩启德 心血管病理生理
贺林 分子生物学,医学遗传学
何祚庥粒子物理,理论物理
侯凡凡 内科学(肾脏病学)
康乐 昆虫学,生态学
匡廷云 植物生理生化,光合作用
李家洋 植物分子遗传
林鸿宣 作物遗传
林其谁 生物化学与分子生物学
卢永根 作物遗传育种
强伯勤 分子生物学
沈岩 医学分子遗传学
石元春 土壤学
孙大业 细胞生物学
田波 病毒学
王恩多 生物化学与分子生物学
武维华 植物生理
谢华安 植物遗传育种
许智宏 植物生理
杨焕明 基因组学
翟中和 细胞生物学
张启发 植物遗传,分子生物学
张亚平 进化生物学与保护遗传学
张永莲 分子生物学
赵国屏 分子微生物学
郑光美 动物学
朱作言 细胞及发育生物学,遗传工程
陈焕春 预防兽医学
陈剑平 植物病理
程顺和 作物遗传育种
戴景瑞 作物遗传育种
邓秀新 果树学
范云六 农业生物工程
傅廷栋 作物遗传育种
官春云 作物遗传育种
侯云德 医学微生物学(病毒学)
李宁 动物遗传育种与繁殖
李玉 微生物工程
刘旭 种质资源学
刘秀梵 预防兽医学
秦伯益 药理学
山仑作物栽培与耕作
沈国舫森林培育
吴孔明农业昆虫与有害生物防治
辛世文植物生物工程
旭日干动物遗传育种与繁殖
颜龙安作物遗传育种
喻树迅作物遗传育种
夏家辉医学遗传学
夏咸柱预防兽医学
徐洵海洋生物工程
钟南山内科学(呼吸系统病)

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责任编辑:冯楠
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