对我国农业转基因作物研发及安全管理的思考

郭金超，付仲文，于 晴，高立志* (.上海交通大学科学技术发展研究院，上海0040;.农业部科技发展中心，北京00;.上海交通大学生命科学技术学院，上海0040)

转基因生物技术就是通过现代分子生物学技术将人工分离和修饰过的目标基因导入并整合到生物体基因组中，由于导入基因的表达而引起生物体的性状发生可遗传性改变的技术［1］。随着现代分子生物学技术的发展，转基因生物技术在农作物改良育种领域得到了快速的应用和发展，农业转基因技术成为现代农业史上发展和应用最为迅速的作物育种技术［2］，并在现代农业育种发展过程中起到了创新引领的作用。在我国，推动农业转基因生物的技术研究及产业化应用已成为我国现代种业发展的重要战略决策，将有助于缓解我国粮食生产的面临的严峻挑战。然而，作为一种新技术，转基因生物技术在作物育种方面的发展和应用一直饱受争议，围绕转基因作物的食用安全争论也未曾休止，相关转基因安全的事件不时出现在一些新闻媒体中，甚至一些有影响力的科学家也对农业转基因生物技术的应用产生质疑，致使当前我国转基因作物育种产业的发展受到了一定的影响。笔者就我国转基因作物研发现状及安全管理进行了简要的论述，并就我国转基因作物的研发和安全管理提出了部分思考建议，一是期望笔者研究的内容能起到一定的科普作用，二是期望笔者部分思考建议能对促进我国农业转基因生物技术的研发、应用，以及提高其安全管理水平起到一定积极作用。

1 全球转基因作物商业化种植、应用现状

1983年，世界首例转基因植物(抗病毒烟草)诞生，标志着人类利用转基因生物技术进行作物改良育种的开始［3］。随着1996年商业化转基因作物首次开始在美国大规模种植以来，转基因作物商业化应用在世界范围内迅速发展，种植面积不断扩大。据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)的统计，全球种植的转基因作物在2014年超过了1.81亿hm2(约27.2亿亩)，这个面积超过我国“18亿亩”的耕地红线总面积约50%，较1996年的170万hm2增加了100多倍，占到了全球作物种植总面积15亿hm2的12.1%左右。在2014年全球种植转基因作物的28个国家中，我国转基因作物种植面积位居世界第六位，种植面积390万hm2，主要种植转基因作物是抗虫棉和抗病毒木瓜［4］。

目前，全球商业化应用的转基因作物中，抗虫和抗除草剂仍然是两个最主要的作物性状，被单独和复合应用于在转基因作物。含有两种或两种以上性状的复合性状转基因作物成为农业转基因生物技术研究与应用的重点，2014年有13个转基因作物种植国在种植复合性状的转基因作物，种植面积为5 100万hm2，占全球的28%，预计更多复合性状的转基因作物种植将稳定增长［6］。耐旱和高效用水成为转基因农作物研发中最优先考虑的因素，被看作是转基因作物商业化的第二个十年内(2006～2015年)及将来能够获得商业化的最重要的性状［5］。一批新的转基因作物最近获得批准，包括比较重要的蔬菜作物孟加拉国的蔬菜皇后——茄子和美国的世界第四大主食——土豆，预计于2015年以后开展商业化［4］。

农业转基因生物技术在农业生产中的优越性，使其在节约能源资源、保护生态环境、保障粮食安全等方面做出了显著贡献。ISAAA 2014年统计报告显示，从1996～2013年的18年间，通过持续增加农业生产力和提高农民经济利益，转基因作物在全球产生了大约1 333亿美元的农业经济收益;通过减少使用农药和除草剂，极大地减少了CO2的排放，有助于减缓气候变化及减少温室气体;由于提高了抗性、增加了单位面积的生产率，有助于节约水资源、防止砍伐森林和保护生物多样性。此外，转基因作物种子的市值占有率逐年提高，2013年转基因种子的全球市场价值就达到了约157亿美元，占全球商业种子市场价值的35%［4］。

2 我国转基因作物研发及应用现状

我国对农业转基因生物技术的研究开始于20世纪80年代［6］。鉴于我国农业面临的众多严峻挑战:耕地数量逐年减少、人口仍在持续增加，水资源短缺矛盾凸现、干旱缺水状况呈加重趋势，主要作物的病虫危害逐年加重，过量使用化肥农药相当普遍，环境恶化，农作物品质有待进一步提高等等［1］。多年来，国家一直高度重视农业转基因生物技术的发展，在“863”、“973”等国家科技计划中给与了大力支持［6］。为加快发展我国农业转基因生物技术在作物育种方面的研究和应用，我国于2008年由农业部牵头组织实施了“转基因生物新品种培育”国家科技重大专项，转基因生物技术育种成为与航天工程、大飞机工程并列的一大工程，农业转基因生物技术得到了资金和政策上更进一步的支持。2011年，国务院《关于加快推进现代农作物种业发展的意见》中将推进实施转基因生物新品种培育重大专项作为我国加快推进现代农作物种业发展的重点任务之一。

当前我国对于转基因作物新品种的研发，主要是转基因棉花、水稻、玉米、大豆和小麦5种作物。其中，转基因棉花是我国研究最成功、应用最广泛的转基因作物，2013年我国转基因抗虫棉种植面积达到420万hm2，占全国棉花种植总面积的80%以上，整体提升了我国农业转基因生物技术研发的水平［7］;我国对水稻转基因技术的研究走在世界前列，成功选育了抗虫、抗除草剂、营养高效等一系列转基因水稻新材料/品系［8］，抗虫水稻的研究成果较为突出，转基因抗虫水稻华恢1号和Bt汕优63已经完成了全部的安全评价试验，于2009年获得农业部颁发的安全证书，具备了商业化应用的基本条件。此外，进展较快的抗除草剂转基因水稻已完成了生产性试验［9］;我国在玉米转基因技术研究方面也具有了非常好的技术储备，培育了一批抗虫、抗除草剂、转植酸酶基因等转基因玉米新材料/品系［10］。2009年，转植酸酶基因玉米获得生产应用的安全证书，同转基因抗虫水稻一样也具备了进行产业化的基本条件。此外，抗虫转基因玉米己完成环境释放，正进行生产性试验阶段安全评价，抗除草剂转基因玉米也已进入环境释放［10］;我国对转基因大豆和小麦的研究也有较好的进展，部分转基因抗虫(如抗大豆食心虫和苜蓿夜蛾、抗蚜虫)和抗除草剂大豆进入环境释放阶段，转基因抗旱和耐盐小麦新品系已经进入环境释放阶段转基因，抗黄花叶病小麦新品系进入生产性试验阶段［9］。

据统计，自2002年我国实施《农业转基因生物安全评价管理办法》以来，至2012年我国共批准上述5种转基因作物的安全评价试验3 183项，此外还批准开展了油菜、马铃薯、花卉、果树等作物的安全试验共313项［7］，这些试验的开展为我国农业转基因生物技术的应用和产业化的发展奠定了良好的基础。在批准的转基因生物试验中，完成生产性试验获得生产应用生物安全证书的转基因作物有7种，分别是棉花、番木瓜、番茄、矮牵牛、甜椒、玉米和水稻，其中批准商业化种植的只有转基因棉花、番木瓜、番茄、矮牵牛和甜椒，实现大规模种植的仅有转基因棉花和转基因木瓜［11］。

我国在进行转基因作物自主研发的同时也批准进口了大量的转基因作物，包括转基因棉花、大豆、玉米、油菜和甜菜，除部分转基因棉花可以种植外，其余转基因作物的用途仅限于加工原料。截止2013年底，我国累计批准农业转基因生物进口用做加工原料的申请共98项。其中，转基因大豆是我国进口量较多的转基因作物，2013年大豆进口量达到6 300多万t，2014年突破了7 000万t，约为我国本地大豆产量的4倍左右，这其中绝大多数为转基因大豆;此外，进口的转基因玉米和油菜也已达到几百万吨的水平［6］。

3 我国转基因生物的安全管理

长期以来，转基因安全性问题不断遭受各种质疑，相关转基因生物安全问题的事件不时出现［2，12］，引起了社会各界对转基因生物安全问题的普遍重视。为此，国际上从事转基因生物技术研发和应用的国家或地区大都建立了比较系统、完善的以科学为基础的安全管理体系，安全管理普遍采用风险分析的方法，包括风险评价、风险管理和风险交流，并由此成立了相应的管理机构、制订了一系列转基因生物安全管理的法律法规［13－16］，这些法律法规的制订和实施对于规范农业转基因生物的技术研究和试验健康而有序的开展、保护本国进出口贸易、维护市场秩序和消费者权益等起到了重要的积极作用。

我国农业转基因生物安全管理始于1996年，农业部根据原国家科委于1993年发布的《基因工程安全管理办法》制定了《农业生物基因工程安全管理实施办法》［17］。经过多年的努力，安全管理成果显著，目前已经形成了一整套比较系统的、适合我国基本国情的法律法规、行政管理和技术支撑体系，为我国农业转基因生物技术研究和产业化应用的健康可持续发展起到了重要的保障作用［14］。

3.1 转基因生物安全法律法规体系 为了给我国转基因生物安全管理提供执法依据和法制保障，我国制定了一系列专门的相关转基因生物安全问题的法律、法规和政策。2001年，国务院颁布实施了《农业转基因生物安全管理条例》(简称《条例》)，这是指导我国转基因生物安全管理工作的重要法律依据。随后，依据《条例》规定，制定了5个配套管理办法，分别是:2002年发布的《农业转基因生物安全评价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》，2004年发布的《进出境转基因产品检验检疫管理办法》，以及2006年发布的《农业转基因生物加工审批办法》。一个《条例》，5个配套管理办法规范了从研究、试验到生产、加工、经营和进出口等各个环节的农业转基因生物安全管理工作［18］。

3.2 转基因生物安全行政管理体系 我国转基因生物安全行政管理体系大体上可分为三个层面。一是根据《条例》规定，国务院建立农业转基因生物安全管理部际联席会议，全面负责研究、协调我国农业转基因生物安全管理工作中的出现的重大问题;二是农业部为我国农业转基因生物安全的监督管理的部门，设立农业转基因生物安全管理办公室，负责全国转基因生物安全评价、监督检查等组织、协调管理工作。三是县级以上地方各级人民政府农业行政主管部门负责本行政区域内的农业转基因生物安全的监督管理工作，实行属地化管理制度，负责对本区域内的转基因生物安全评价申报、田间试验监管等工作。

3.3 转基因生物安全技术支撑体系 我国转基因生物安全管理技术支撑体系主要包括安全评价体系、检测机构体系和标准体系［18］。我国的转基因生物安全评价工作国家农业转基因生物安全委员会(简称安委会)负责，安委会由农业部按照《条例》的规定组建，同时负责为转基因生物安全管理提供技术咨询。当前我国安委会每年召开至少三次，主要是组织对农业转基因生物环境释放阶段和申请安全证书阶段的安全评价申请进行评审;转基因生物安全检测工作由分散在全国的农业转基因生物安全检测机构负责，这些检测机构由农业部负责筹建，负责为农业转基因生物安全管理提供技术支撑、服务安全评价、主导转基因生物检测标准研制，以及开展风险交流等，是技术支撑体系中的重要组成部分［19］。目前已有40个检测机构通过实验室资质认定、农业部审查认可和农产品质量安全检测机构考核程序和规定进行建设和组织认证，获得独立开展转基因相关检测工作的法律资质［6］;转基因生物相关的国家标准制订和修订工作由国家农业转基因生物安全管理标准化技术委员会(简称标委会)负责，标委会由国家标准化管理技术委员会依法批准成立，日常工作由农业部科技发展中心负责［18］。

4 对我国转基因作物研发及安全管理的思考和建议

我国农业转基因生物技术历经20年的发展，已经成为解决我国当前农业生产中面临的主要困难的重要手段之一。特别是在转基因生物新品种培育重大专项实施以后，国家加大了对农业转基因生物技术研究和应用的人力和物力投入，在主要转基因作物(水稻、玉米、棉花、大豆和小麦)功能基因克隆、遗传转化、新品种培育或商业化应用方面取得了重要进展［8，10，20－22］。转基因生物育种已被列为我国新兴战略性产业，政府对转基因生物技术研究应用的基本政策积极稳妥。一方面，要大胆研究创新，占领转基因技术制高点，拥有自主知识产权，积极参与国际间的竞争;另一方面，转基因农作物产业化、商业化推广，要严格按照国际标准和国家技术规程规范进行，稳步推进，确保安全［23］。2015年“中央一号”文件更是明确提出要强化农业科技创新驱动作用，并首次提出了“加强农业转基因生物技术研究、安全管理和科普宣传”，这对加快我国转基因生物技术研发和产业化发展是利好因素。

4.1 我国转基因作物研发及安全管理存在困难和问题 当前国际上农业转基因生物产业发展迅速，一些农产品出口大国(如:美国、加拿大、巴西)普遍种植了大量转基因作物。尽管我国农业转基因技术研究起步较早，然而在关键共性技术研究、重要育种价值基因克隆及评估，以及转基因作物推广应用等方面与国际上一些发达国家相比还存有明显差距，主要表现在当前我国转基因作物遗传转化、基因组操作等等键共性技术研发投入偏少，自主创新能力不足［24］，拥有的转基因技术领域国际专利偏少且覆盖面小［9］;转基因作物转化效率较低、转化规模较小、稳定性较差［8，10，20－22］;对关键育种基因应用价值评估体系不完善，自主开发的具有重大育种价值的关键基因不多［9］;育种规模偏小，产业化支撑能力偏弱，转基因作物的研发目前还是主要以科研院所和高校为主，这也导致了核心技术创新的动力的不足原因之一。

此外，在转基因作物安全管理方面，我国的安全管理主要法规基本是在2006年以前建立的，随着农业转基因生物技术研究的深入和产业发展政策调整，新情况和新变化不断出现，需要对部分法规内容进行调整和完善，如:安全评价试验阶段间的划分过于复杂、试验周期较长，标识阈值设置不科学、市场监管难度较大等［17］;田间试验基地建设缺乏统一标准;多数研发单位还存在管理人员专业知识缺乏、制度落实不到位、对农业转基因生物安全管理的重要性认识不足等问题;我国的转基因生物技术的发展受到社会舆论的影响较大，加之一些食品生产厂家过分强调非转基因产品的优点，客观上对我国的转基因生物育种产业的发展进程造成一定的阻碍。

4.2 我国转基因作物研发的建议 ①加强农作物基因组学的研究，重视具有重大育种应用价值的关键功能基因的发掘，并积极做好相关知识产权保护，保证我国在国际基因知识产权的争夺中占据优势地位，以增强农业转基因生物育种产业发展的可持续性。②加强安全转基因技术的研究，加快建立科学、规范的功能基因验证、价值评估体系，促进真正具有重大育种价值基因安全、有效地开发和应用。③不断完善转基因操作技术体系，促进转基因操作技术的规模化和标准化，进一步提高转基因作物转化的效率和稳定性。④进一步引导育种企业参与转基因作物育种，通过加强产学研合作，快速提升育种企业农业转基因生物技术研发和产业化的自主创新能力和市场竞争力，培育具有国际竞争力的大型转基因生物育种企业，增强我国转基因生物育种产业发展得国际竞争力。⑤通过“转基因生物新品种培育”重大专项的实施，建立转基因作物基因克隆、转基因操作、新品种培育、安全评价等各环节的有机衔接的机制，使各领域的最新研究成果能快速地应用到转基因作物新品种的培育的过程中，切实有效服务于我国农业转基因作物育种产业的发展。

4.3 我国转基因作物安全管理的建议

4.3.1 按照分类管理要求，尽快研究完善法律法规。新的发展形势下，相关部门应进一步完善相关法律法规，特别是转基因生物安全评价管理制度、标识管理制度和转基因作物产业化相关政策。在评价管理方面应进一步规范不同试验阶段、不同研究目的转基因生物审批管理要求，特别是基因功能性验证目的的转基因试验应简化审批流程;在标识管理制度方面应扩大转基因产品标识办法管理范围、合理设置转基因产品标识阈值等，以增强法规在实际过程中的可执行性和可操作性，同时规范“非转基因”标识范围;在转基因作物产业化政策方面要尽快明确转基因作物获得安全证书到可以进行产业化的过程中具体可操作的实施程序和办法，推动转基因作物新品种产业化进程。

4.3.2 加大对研发单位转基因生物安全管理的指导和监管。开展农业转基因生物研究和试验，研发单位的硬件设施、制度保障至关重要。在强化落实转基因生物安全属地管理制度和研发者第一责任人责任的同时，要加强对研发单位安全评价试验开展、田间试验基地建设的指导和监管，不仅要让研发人、更要让研发单位认识到农业转基因生物安全管理的重要性，从源头上做好转基因生物安全的管理工作。

4.3.3 加强转基因生物安全评价支撑能力建设，深入开展转基因生物环境安全评价技术、食用安全评价技术和分子特征识别技术研究，同时加强田间试验基地的规范化建设，为我国农业转基因生物安全评价管理提供更加全面、科学的依据，保障转基因作物育种产业化进程的顺利推进。

4.3.4 提高转基因生物安全检测机构的质量和服务意识。随着全球商业化转基因作物品系的增加和转入基因性状的多样性，以及我国转基因生物技术研究和应用的深入发展，转基因检测的任务和复杂性将不断增加。因此，对现有的检测机构要不断加强工作人员检测和服务能力培训，进一步规范管理，提高检测的质量和服务意识水平，为转基因生物安全管理提供可靠的技术支撑。

4.3.5 积极开展转基因生物技术科普宣传。科普宣传要讲究策略，不应孤立地宣传农业转基因技术的优劣，在介绍其基本的科学原理的同时，还应从整个农业育种发展历史的角度进行科普，同时结合水土资源等环境压力、人口增长压力、国家发展战略等综合因素宣传农业转基因生物技术发展的重要性;宣传要有组织、有规模，形成一定的影响力，广泛地引导公众科学、客观的了解农业转基因生物技术及其安全性，提高公众认知水平，以创造农业转基因生物技术研究与育种产业发展的良好社会环境氛围。

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