生物技术对农业发展的影响

文/ 临沂市第五中学 王毛毛

由于现代生物技术的巨大潜力，特别是近20年来农业生物技术的飞速发展与产业带动力，为21世纪初期的世界农业展示了新的希望和动力。“绿色革命”的核心是“种子革命”，现代农业生物技术目前最具潜力和最成功的领域仍然是种子产业，由此可以相信，在以现代生物技术为核心的新的农业科技革命中，将带来一场新的种业技术革命。

一、现代农业生物技术发展的状况与趋势

1.世界农业生物技术及产业发展现状与趋势。20世纪末以来，生物技术出现了举世瞩目的重大进展，成为了“对全社会最为重要并可能改变未来工业和经济格局的技术”，全球生物技术发展呈现了4大趋势:（1）以企业技术创新为主体的产学研一体化程度越来越强。（2）技术与经济结合更加紧密，生物技术产品商品化速度越来越快（3）产业发展的关联度越来越大，生物技术产业对其它产业的影响日益增强。（4）生物技术对世界各国的政治、经济、文化等方面的影响越来越受到重视。在农业领域，水稻基因组计划的顺利实施、多种作物多种外源基因的转化成功等技术突破使农业生物技术研究领域出现了3个明显的趋势:即研究方式的集约化和规模化趋势、农业生物技术产业化趋势和生物基因资源争夺白热化趋势。

2.全球转基因作物商业化生产状况。继1983年世界首批转基因植物问世和1996年转基因作物大面积商业化生产以来，全球转基因作物种植面积迅速增加。1996—2002年的6年间，全球转基因作物的总面积累计达到2.35亿公顷，连续7年增幅超过10%。即从1996年的170万公顷增至2002年的5870万公顷，种植转基因作物的国家由1996年的6个逐渐增加到2002年的16个。2002年全球转基因作物总面积中大豆、玉米、棉花和油菜分别占62%、21%、12% 和 5%。2002年上述4种农作物转基因品种的全球采用率分别达到了51%、9%、20%和12%。在转基因性状上，一直以耐除草剂、抗虫(Bt)用二者结合特性为主，同时也有抗病毒和品质改良等性状。2002年全球约600万农民从种植转基因作物中获益，其中大多数来自发展中国家。

3.我国转基因作物研究与产业化现状。我国的农业生物技术研究位于世界发展中国家的领先地位，并开始步入国际先进行列。国家863计划、973计划等国家级科技计划历来将农业生物技术作为最重要的内容之一。目前已经有转基因耐储番茄、转查尔酮合成酶基因矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗虫棉花等几种独立研制的转基因作物进入了商品化生产阶段。

二、现代生物技术对种子技术的影响

现代农业生物技术对种子产业的影响是全面的和深刻的，涉及到种子产业的主要环节和主要技术，从一定意义上讲，现代农业生物技术的发展为种子产业带来了一次全新的技术革命。

1.在品种性状改良方面。植物遗传育种包括两个基本环节，一是创造变异，二是选择和固定变异。在创造变异方面，传统的育种技术是通过植物种内或近缘种间的杂交将优良性状组合到一起，从而获得比亲本产量更高或品质更佳的新品种。该技术对农业生产的飞速发展做出了巨大贡献，但其限制因素是物种间生殖隔离的存在，可供基因交流的范围十分有限。转基因技术克服了植物某些限制，基因交流的范围无限扩大，通过遗传操作，可将细菌、病毒、动物、人类、远缘植物甚至人工合成的基因导入植物，使目标植物获得所有物种的所有有利性状，其应用前景十分广阔。目前全世界正在推广的转基因抗虫棉，即是将原存在于苏云金芽孢杆菌的一个DNA序列片段(Bt)转移到棉花遗传基因组中，使棉花获得了对棉铃虫等害虫的高度抗性。

2．在选择技术方面。选择是植物育种中发现变异和固定变异的主要手段，育种的进程取决于选择效率和效果。一般将植物育种中的选择方法分为直接选择和间接选择，但间接选择是目前最常用的方法。间接是通过与目标基因连锁的、易于识别的性状作为标记，对目标性状进行相关选择。最新发展起来的分子标记辅助选择技术是一项通过与目标基因紧密连锁的分子标记来判断目标基因存在与否的选择方法。它在作物育种选择工作中具有许多优越性，既不需要考虑作物生长条件和环境条件，又减少来自同一位点不同等位基因或不同位点的非等位基因间的互作干扰，这将对通过传统育种方法很难或无法选择的性状做出选择，有利于快速累积目标基因，加速育种进程，克服不利性状的连锁，达到提高选择效率的目的。

3. 在种子质量控制方面。前农业生产中，品种混杂退化现象严重，有些地方假种涌入市场，严重损害了育种家的权益和农民的利益。因此，运用快速、准确方法进行品种纯度鉴定非常重要。传统的种子纯度鉴定主要依赖于样品的种植表现，浪费时间是其最大的弊端，而基于整个基因组DNA检测的分子标记技术，由于其种类广、数量多，不受环境影响，直接从DNA水平上反映品种之间的差异，从而为品种纯度鉴定提供了快速、可行、高效、准确的方法。品种的指纹图谱是鉴别品种、品系的有力工具，在检测良种真实性和纯度方面防止伪劣种子流入市场，保护我国名、优、特种质及由此育成的品种的知识产权和育种家权益，具有重大意义。

三、建立以现代生物技术为依托的种子产业体系的建议

1．制定国家统一的生物技术与产业发展中长期发展规划。我国的生物技术产业和种子产业正处于快速发展的关键时期，需要国家制定一个统一的中长期发展规划，对我国中长期农业生物技术产业和种子产业发展的方向、目标、优先领域及发展战略等进行明确的规定，通过市场机制，对生物技术要素进行事例整合，形成知识链、技术链、产业链的联接，合理配置资源，协调技术研究和产业发展中的上游、中游和下游的比例关系，防止“小而全”现象的再次发生和避免重复建设浪费。

2.促进大型企业发展，鼓励企业投资，强调商业化方向。在国外，高新技术成果研究及产业化往往依靠的是企业的人力和财力支持，但在我国，科研及成果转化主要靠国家投入，企业的热情不高，而在现阶段，作为一个发展中国家，国家的投入是很有限的，以农业生物技术为例，我国所有投入总和也不及美国一家公司的投入。我国农业生物技术研究及产业化需要大投入和大产出，需要多学科的综合技术的相互支持与配合，更需要企业具有长远目标和发展计划，如果没有企业长期的有计划、有步骤地投入和支持，没有相关学科的集成作战，仅仅依靠国家的有限投入，我国的农业生物技术研究将难以实现跨越式发展。鼓励企业投资的另外一个优点是市场导向和市场运作机制，只有按市场规律办事，才能提高效率。

3．加大政府公共投资力度，提高我国原始创新能力。针对我国尚没有足够的有实力的企业进入生物技术产业和种子产业的现状，目前加大政府公共投资十分必要。应将国家有限的投资用于解决技术发展中的核心问题和关键技术，本着有所为和无所为的原则，立足解决独立知识产权问题，提高我国在生物技术领域的原始创新能力。据悉，“十五”期间，我国对生物技术研究开发与产业化的总投入已经超过了100亿元。科技部用于农业科技和生物技术的研究经费在“十五”期间比“九五”期间分别增加 3倍以上，农业部和地方政府对此的投入也将稳步增长。