全球转基因作物商业化种植概况（1996-2018 年）

于 滔 曹士亮 张建国 曾 兴 任洪雷 王成波 李文跃 李 昕 曹靖生

（1 黑龙江省农业科学院博士后科研工作站，哈尔滨 150086；2 黑龙江省农业科学院玉米研究所，哈尔滨 150086；3 农业部东北北部玉米生物学与遗传育种重点实验室，哈尔滨 150086；4 东北农业大学农学院，哈尔滨 150030）

1983 年，全球第一例转基因作物在美国诞生；1986 年，美国环保署批准全球第一例转基因作物进入田间试验；1994 年，美国食品药品管理局通过全球第一例转基因作物进入商业化生产；1996 年，转基因作物在美国、加拿大、澳大利亚、阿根廷、墨西哥等国第一年商业化种植。2018 年，全球转基因作物种植面积为1.917 亿hm2，是1996 年种植面积（170万hm2）的113 倍[1]。本文参考了国际农业生物技术应用服务组织（ISAAA）1996-2018 年间全球转基因作物商业化种植数据[1-22]，概述了全球转基因作物商业化种植情况，分析了转基因作物商业化发展趋势，展望了转基因作物商业化发展前景，以期为相关研究人员提供参考。

1 全球转基因作物种植面积概况

1996-2018 年全球、发达国家和发展中国家转基因作物种植面积变化趋势如图1 所示，自1996 年批准商业化种植转基因作物以来，除2015 年（1.797亿hm2）因国际转基因作物价格下降导致种植面积较2014 年（1.815 亿hm2）出现约1%下降[19-20]外，23 年来全球转基因作物种植面积总体呈现快速增长趋势，并在2018 年创历史新高（1.917 亿hm2），比2017 年（1.898 亿hm2）增 幅1%[1，22]，是1996 年种植面积的113 倍，1996-2018 年全球转基因作物累计种植面积总计25 亿hm2。自1983 年转基因作物诞生于美国，其商业化种植程度一直在发达国家处于领先地位；同时，发展中国家商业化种植面积在逐年递增，2012 年发展中国家转基因作物商业化种植面积达到0.885 亿hm2，是全球商业化种植面积的52%，首次超过发达国家（0.818 亿hm2）[17]。2018 年发展中国家转基因作物商业化种植面积为1.035 亿hm2，是全球商业化种植面积的54%[1]。目前，发展中国家已成为转基因作物商业化种植的主体。

1996-2018 年，每年全球转基因作物种植面积的90%集中在美国、巴西、阿根廷、加拿大、印度这5 大转基因种植国，具体种植面积变化趋势见图2。其中，美国是第一批批准转基因作物种植的国家，其转基因作物种植面积一直稳居全球第一。巴西、印度转基因种植虽然较晚，但发展迅速，巴西转基因种植面积于2009 年超过阿根廷[14]，成为全球第二大转基因种植国，印度转基因种植面积现位居全球第五。阿根廷、加拿大同是第一批转基因种植国，发展也较快，转基因种植面积现分别位居全球第三、第四。

2 全球商业化的转基因作物

1996-2018 年全球主要转基因作物种植面积变化趋势如图3 所示。1996 年全球种植了包括烟草、棉花、大豆、玉米、油菜、番茄和马铃薯在内的7 种转基因作物，其中转基因烟草种植面积最大（10 万hm2），占当年全球转基因作物种植面积的35%[2]。1997 年全球转基因作物种植结构发生调整，大豆成为普及率最高的转基因作物，其种植面积较1996 年增长了10.2 倍（510 万hm2），占全球转基因作物总种植面积的40%[3]。1998 年至今全球转基因作物种植面积前4 位的作物依次为大豆、玉米、棉花和油菜，这4 种转基因作物年种植面积约占全球转基因作物种植面积的99%[4]。2018 年全球转基因大豆、玉米、棉花和油菜的种植面积分别为9590万hm2、5890 万hm2、2490 万hm2、1010 万hm2，分别占全球转基因作物总种植面积的50%、31%、13%和5%，单一作物应用率分别为78%、30%、76%和29%[1]。除以上4 大主要转基因作物外，其他上市销售的转基因作物，如紫花苜蓿、甜菜、木瓜、南瓜、茄子、马铃薯和苹果，以及应用于科学研究的转基因作物，如水稻、香蕉、小麦、鹰嘴豆、木豆和芥菜，使得转基因作物的种类更趋于多样化。

3 全球商业化的转基因性状

目前，全球商业化种植转基因作物的性状主要包括抗除草剂、抗虫和复合性状（多种性状的结合）。1996-2018 年全球不同性状转基因作物种植面积趋势见图4。1996 年抗病毒、抗虫和抗除草剂转基因作物的种植面积分别为113 万hm2、105 万hm2和65 万hm2，分别占全球转基因作物种植面积的40%、37%和23%[2]。1997-2018 年间抗除草剂转基因作物种植面积始终占据首位，1997-2014 年抗除草剂转基因作物种植面积迅速增加，2014 年达到最大（10260万hm2）[19]。但随着绿色农业的不断发展和复合性状的广泛应用，全球抗除草剂转基因作物种植面积呈下降趋势；复合性状虽然商业化较抗除草剂和抗虫性状晚，但由于复合性状转基因作物能够大大降低成本，符合种植者的需求，其种植面积持续上升，2007 年复合性状超过抗虫性状成为第二大商业化转基因性状[12]；抗虫转基因商业化种植较早，其种植面积总体呈增长趋势，但涨幅明显不及另外两种性状。2018 年抗除草剂、复合性状和抗虫转基因作物种植面 积 分 别 为8818 万hm2、8051 万hm2和2300 万hm2，分别占全球转基因作物种植面积的46%、42%和12%[1]。抗病毒转基因作物种植面积仅是在1996年占据了较大的比例（40%）[2]，1997 年就迅速下降到14%[3]，随后一直保持在不到1%。

4 主要转基因作物种植国转基因作物种植情况

转基因作物商业化种植之初，全球仅有6 个国家参与种植转基因作物。2018 年全球种植转基因作物的国家/地区增加到70 个，其中26 个转基因种植国，44 个（18 个国家/地区和欧盟26 国）转基因进口国家/地区。但全球转基因作物种植面积分配非常不均衡，主要集中在美国、巴西、阿根廷、加拿大、印度5 个国家，2018 年这5 个国家转基因作物种植面积总和约占全球转基因种植面积的91%[1]。

美国是全球最先批准转基因作物商业化种植的国家之一，在转基因作物的发现、开发和应用等方面均处于世界绝对领先地位。2018 年美国转基因作物种植面积为7500 万hm2，是全球转基因作物种植面积的39%，为1996 年种植面积的50 倍（150万hm2）。2018 年美国种植的转基因作物主要是大 豆（3408 万hm2）、玉 米（3317 万hm2）和 棉 花（506 万hm2），这3 种转基因作物的平均应用率为93.3%[1]。此外，美国还种植有少量其他转基因作物，如油菜、甜菜、紫花苜蓿、木瓜、南瓜、马铃薯和苹果。

巴西转基因商业化种植虽然起步较晚（2003年），但转基因作物种植面积增长非常迅速。2018年巴西转基因作物种植面积为5130 万hm2，是全球转基因作物种植面积的27%，为2003 年种植面积的17 倍（300 万hm2）。2018 年巴西种植的转基因作物为大豆（3486 万hm2）、玉米（1538 万hm2）、棉花（100 万hm2）和甘蔗（400hm2），前3 种转基因作物的平均应用率为93%[1]。

阿根廷同样是全球首批转基因作物商业化种植的国家之一，自1996 年其转基因作物种植面积一直稳居全球第二，直到2009 年被巴西取代。2018年阿根廷转基因作物种植面积为2390 万hm2，是全球转基因作物种植面积的12%，为全球第三，是1996 年 的239 倍（10 万hm2）。2018 年 阿 根廷种植的转基因作物有大豆（1800 万hm2）、玉米（550 万hm2）和棉花（37 万hm2），转基因作物的平均应用率接近100%[1]。

加拿大也是在1996 年批准转基因作物种植。2018 年加拿大转基因作物种植面积为1275 万hm2，是全球转基因作物种植面积的7%，为全球第四，是1996 年 的127 倍（10 万hm2）。2018 年 加 拿 大种植的转基因作物有大豆（240 万hm2）、玉米（160万hm2）、油菜（870 万hm2）、甜菜（1.5 万hm2）、紫花苜蓿（4000hm2）和马铃薯（65hm2），转基因作物的平均应用率为92.5%[1]。

印度于2002 年开始种植抗虫转基因棉花，2006年至今印度一直是全球第一大抗虫转基因棉花种植国。2018 年印度种植了1160 万hm2的抗虫转基因棉花，占全球转基因作物种植面积的6%，为全球第五，是2002 年种植面积的258 倍（4.5 万hm2），转基因棉花的应用率为95%[1]。

5 展望

ISAAA 2017 年数据显示：1996-2016 年转基因共使作物增产6.576 亿t，产值增加1861 亿美元，节约土地1.83 亿hm2，节省农药活性成分6.71 亿kg，减少农药使用8.2%[22]。转基因作物因其安全、可持续和高收益，预计未来会被更多的国家批准种植，种植面积也必将继续增大。近年来，单抗转基因作物种植面积不断下调，复合性状转基因作物种植面积持续增长且增幅显著，未来几年复合性状转基因作物将超过单抗除草剂转基因作物成为全球种植面积最大的性状。同时，随着生物技术的快速发展，特别是基因编辑技术的出现，能够通过不引入外源基因或同源基因实现作物改良，未来基因编辑技术将成为转基因作物育种的常规技术。