美國轉(zhuǎn)基因技術(shù)在我國的影響

1.前言

    20世紀(jì)80年代以來，以信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料新能源技術(shù)為代表的科技進(jìn)步日新月異，其中以植物基因工程為核心的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的應(yīng)用是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的重大技術(shù)革命。

    1983年美國華盛頓大學(xué)宣布成功將卡那霉素抗性基因?qū)?a href="http://158dcq.cn/k/yancao.html" class="innerlink">煙草細(xì)胞，以及同年4月美國威斯康星大學(xué)宣布成功將大豆基因轉(zhuǎn)入向日葵共同標(biāo)志著植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的誕生。隨后，轉(zhuǎn)基因技術(shù)開始迅猛發(fā)展，大量轉(zhuǎn)基因植物陸續(xù)研制開發(fā)成功。1985年，第一批抗病毒、抗蟲害和抗細(xì)菌病的轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)入田間試驗(yàn)，同年，美國專利局宣布轉(zhuǎn)基因植物受專利保護(hù)。1986年，美國環(huán)保署允許世界第一例轉(zhuǎn)基因作物——抗除草劑煙草進(jìn)行種植。1994年，美國的轉(zhuǎn)基因延熟保鮮番茄——“FlavrSavr”獲得美國食品藥品管理局的批準(zhǔn)進(jìn)入市場銷售，成為世界上第一個(gè)獲許進(jìn)行銷售的轉(zhuǎn)基因食品。

    1996年，美國的轉(zhuǎn)基因作物開始大量商業(yè)化種植。此后，隨著大量具有各種優(yōu)良特性的轉(zhuǎn)基因作物不斷研制開發(fā)成功并獲批投放市場，美國轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植面積和經(jīng)濟(jì)效益迅速擴(kuò)大。在這場席卷全球的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的革命中，美國不但始終占據(jù)主導(dǎo)地位，而且也始終是這場革命的最大受益者。

    2.美國轉(zhuǎn)基因技術(shù)概況

    （1）轉(zhuǎn)基因技術(shù)對美國種子公司的影響

    美國農(nóng)作物新產(chǎn)品的研發(fā)及推廣大部分是由種子公司來承擔(dān)。

    植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)誕生后，種子公司好似看到了新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，認(rèn)為轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠給他們帶來更為豐厚的利潤，加之美國農(nóng)業(yè)部在《植物品種保護(hù)法》（PVP）中規(guī)定，他人可以出于研究目的使用受專利保護(hù)的新品種的優(yōu)良特性，這更加大了投資者的興趣，因此大量的私有資金頻繁投入到轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)當(dāng)中，農(nóng)作物新品種的研發(fā)開始從政府研究機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向私人種子公司，這使得私人種子公司成為美國轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)的主要力量。美國農(nóng)業(yè)部對1996—2000年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，全美在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)專利共4200個(gè)，其中75％是來自于私人種子公司。但隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的快速發(fā)展，種子公司發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因技術(shù)不但不能給他們帶來高額利潤，而且越來越高的研發(fā)投入已經(jīng)給企業(yè)帶來了生存的負(fù)擔(dān)，因此，小的種子公司承受不住巨大的經(jīng)濟(jì)壓力紛紛倒閉破產(chǎn)，大的種子公司也紛紛開始合并或被其他企業(yè)并購。到1997年，美國的3大種子公司就占據(jù)了種子的研發(fā)培育及生產(chǎn)銷售的很大部分，其主要種子產(chǎn)品包括占全美種子市場84％的棉花、56％的玉米及38％的大豆等。

    （2）轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化

    孟山都公司及杜邦先鋒公司公布的資料顯示：轉(zhuǎn)基因作物新品種的研發(fā)及推廣從最初的研發(fā)計(jì)劃、功能基因發(fā)掘到最終形成轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，整個(gè)過程大體分為五個(gè)階段：探索階段；驗(yàn)證階段；早期產(chǎn)品開發(fā)階段；深度開反階段以及商品化準(zhǔn)備階段。

    在早期產(chǎn)品開發(fā)階段，轉(zhuǎn)基因新品種開始進(jìn)入田間試驗(yàn)。

    據(jù)美國農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，從1987—2005年4月，美國種子生產(chǎn)公司及有關(guān)研究機(jī)構(gòu)向美國農(nóng)業(yè)部動(dòng)植物衛(wèi)生檢疫局（APHIS）共提交了11600份轉(zhuǎn)基因植物新品種的田間試驗(yàn)申請，其中10700多份申請得到批準(zhǔn)，占申請總數(shù)的92％。2002年批準(zhǔn)數(shù)量達(dá)到高峰，全年共有1190份申請獲得批準(zhǔn)。

    到商品化準(zhǔn)備階段，轉(zhuǎn)基因新品種經(jīng)過廣泛的田間試驗(yàn)確認(rèn)不會(huì)對農(nóng)業(yè)或環(huán)境造成危害之后，便可以向APHIS提出解除對該品種管制的申請。

    （3）種子公司的研發(fā)推廣方向

    轉(zhuǎn)基因作物根據(jù)轉(zhuǎn)基因的特性分為三代。第一代稱為“InPuttraits”，意思是轉(zhuǎn)基因作物的特性主要集中在輸入特性方面，其主要目的是降低耕種成本，增加作物產(chǎn)量以及減少化學(xué)農(nóng)藥的使用等?？钩輨┳魑?、抗蟲作物、抗病毒作物、抗惡劣環(huán)境作物（如抗旱作物）等均屬于第一代轉(zhuǎn)基因作物。第一代轉(zhuǎn)基因作物雖然沒有給消費(fèi)者帶來直接利益，但卻給農(nóng)戶帶來巨大的實(shí)惠，同時(shí)，也在一定程度上減少了化學(xué)農(nóng)藥給環(huán)境帶來的污染。第二代稱為“Outputtraits”，意思是轉(zhuǎn)基因作物的特性主要集中在輸出特性方面，其主要目的是提高作物產(chǎn)品的品質(zhì)，如改善食品的味道，增加食物的營養(yǎng)，減少食物中的反式脂肪酸，提高油料作物的含油量等。第二代轉(zhuǎn)基因作物可以讓消費(fèi)者直接受益。第三代稱為“Value－addedtraits”，意思是轉(zhuǎn)基因作物的特性主要集中在作物傳統(tǒng)功能以外的其他方面，主要是為了特定目的而使作物產(chǎn)生特殊的化學(xué)物質(zhì)，這種轉(zhuǎn)基因作物將用于與傳統(tǒng)糧食及纖維制品完全不同的領(lǐng)域，如藥用作物，生物燃料作物，含有生物降級(jí)物質(zhì)的作物等。到目前為止，第一代轉(zhuǎn)基因作物已發(fā)展的較為成熟，各大種子公司在深入開發(fā)第一代轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的同時(shí)，也在把研發(fā)目標(biāo)逐步轉(zhuǎn)向第二代及第三代轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。

3.美國轉(zhuǎn)基因作物的種植情況

    美國是目前世界上轉(zhuǎn)基因作物品種培育數(shù)量最多和商業(yè)化種植規(guī)模最大的國家。就種植規(guī)?？矗赞D(zhuǎn)基因作物開始商業(yè)化種植以來，美國每年轉(zhuǎn)基因作物的種植面積都占全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的一半以上。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，自1996年以來，美國的轉(zhuǎn)基因作物種植面積已增長近36倍。其中，以頭幾年種植面積增長速度最快，如1997年、1998年和1999年分別比上年增長441％、153％和40％；近年來增速趨緩，如2001年、2002年和2003年增幅僅分別為18％、9％和5．3％。雖然近年來增長百分比不大，但就種植面積來說，美國仍是增長速度迅猛的國家。2003年全國轉(zhuǎn)基因作物種植面積達(dá)4280萬公頃，2004年4760萬公頃，2005年4980萬公頃，平均每年都以超過200萬公頃的速度增長。2006年全美轉(zhuǎn)基因作物種植面積達(dá)到5460萬公頃，占全美主要農(nóng)作物種植面積（12894萬公頃）的42.3％，占全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積（10200萬公頃）的53．5％。2006年全美轉(zhuǎn)基因作物種植面積較2005年增長480萬公頃，成為轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長速度最快的國家。

    就轉(zhuǎn)基因作物的特性看，目前美國種植的轉(zhuǎn)基因作物仍為第一代轉(zhuǎn)基因作物，即輸入特性基因作物。

    就種植轉(zhuǎn)基因作物的品種看，目前，美國的大豆、玉米、棉花、油菜、南瓜、木瓜、苜蓿等均有轉(zhuǎn)基因品種種植。

    轉(zhuǎn)基因大豆一直是美國種植面積最大的轉(zhuǎn)基因作物，2006年種植面積達(dá)到2699萬公頃，占全球轉(zhuǎn)基因大豆種植面積（5860萬公頃）的46％，占美國全部轉(zhuǎn)基因作物種植面積的50％。

    轉(zhuǎn)基因玉米是美國第二大轉(zhuǎn)基因作物，其種植面積從1996年的16萬公頃，增加到2006年的1959萬公頃，占全球轉(zhuǎn)基因玉米種植面積（2500萬公頃）的78％，占美國全部轉(zhuǎn)基因作物種植面積的36％。

    轉(zhuǎn)基因棉花是美國第三大轉(zhuǎn)基因作物，轉(zhuǎn)基因棉花有抗除草劑、抗蟲及抗除草劑和抗蟲混合型3種產(chǎn)品，自2002年開始，混合型轉(zhuǎn)基因棉花的種植面積開始不斷增大，到2004年已經(jīng)成為轉(zhuǎn)基因棉花種植面積最大的品種。2006年轉(zhuǎn)基因棉花種植面積達(dá)到513萬公頃，占全球轉(zhuǎn)基因棉花種植面積（1340萬公頃）的38％，其中抗蟲棉花111萬公頃、抗除草劑棉花161萬公頃、抗除草劑及抗蟲混合基因棉花241萬公頃。

    4.美國轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展趨勢

    2007年是轉(zhuǎn)基因作物商品化以來的第12個(gè)年頭。在過去的11年中，無論是在轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研發(fā)、轉(zhuǎn)基因作物的栽培，還是在轉(zhuǎn)基因食品的推廣等方面，美國一直引導(dǎo)著全球轉(zhuǎn)基因技術(shù)的潮流。按當(dāng)前的發(fā)展勢頭看，在未來的一段時(shí)間內(nèi)，美國仍將是轉(zhuǎn)基因技術(shù)領(lǐng)域的火車頭，引導(dǎo)著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展方向。目前美國轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有以下4個(gè)特點(diǎn)：

    （1）轉(zhuǎn)基因作物種植面積將持續(xù)擴(kuò)大，在農(nóng)作物中的比重進(jìn)一步增加

    （2）轉(zhuǎn)基因作物所導(dǎo)入的外源性狀由“單抗”逐漸向“雙抗”或“多抗”發(fā)展

    （3）轉(zhuǎn)基因作物將逐步向第二代以及第三代發(fā)展

    （4）轉(zhuǎn)基因食品將有所增多

    由轉(zhuǎn)基因作物加工的食品稱之為轉(zhuǎn)基因食品。目前在美國廣泛銷售的轉(zhuǎn)基因食品是由轉(zhuǎn)基因大豆加工的大豆油。但出于安全性考慮，美國對轉(zhuǎn)基因食品的監(jiān)控及審批非常嚴(yán)格，致使目前很多轉(zhuǎn)基因作物仍作為飼料及纖維制品來使用。

    雖然目前對轉(zhuǎn)基因食品還存在很大爭議，但是轉(zhuǎn)基因食品所具有的獨(dú)特優(yōu)勢卻始終吸引著廣大消費(fèi)者。以含有維生素A的轉(zhuǎn)基因稻米為例，這種稻米有助于緩解維生素A缺乏癥和因此導(dǎo)致的失明等情況。雖然有反對的聲音存在，但更多的人認(rèn)為推廣此類稻米勢在必行。

    在轉(zhuǎn)基因技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，隨著轉(zhuǎn)基因食品安全研究的不斷深入，轉(zhuǎn)基因食品逐步走向市場將是大勢所趨。