作者:記者 王珊 來源: 發布時間:2015-7-30 17:24:57
轉基因,以技術創新突破資源瓶頸

 
為了滿足2050年世界人口對糧食的需求,全世界必須用更少的土地、水、能源、化肥和農藥等投入來增產70%~100%。而這些,需要依靠生物技術的發展和創新來突破資源瓶頸。目前,美國大多數被認證的生物技術作物都是集中于改良農藝性狀,而主要的改良性狀是耐除草劑(主要為草甘膦)和抗蟲。
 
以大豆為例,基于美國農業部提供的數據,耐除草劑大豆的種植面積比例從1997年的17%增長到2001年的68%,到2014年達到了94%。耐除草劑棉花的種植比例從1997年的10%到2001年占56%,在2014年達到了91%。
 
一直以來,有效防除雜草是大豆生長過程中面臨的最大問題。雜草與大豆植株競爭光照、水分和養分,雜草還是病、蟲害的宿主,茂盛的雜草在機械化收獲時會磨損機械,干擾收獲。與雜草競爭引起產量損失相關的主要因素是:雜草種類、雜草密度和競爭持續時間。如果雜草在整個生長季節都與大豆爭奪光照、水分和養分,由此導致的產量損失可高達75%以上。
 
最早的抗除草劑技術即抗草甘膦大豆于1996年被批準商業化種植?共莞熟⒋蠖沟耐茝V應用,為農民提供了有效的雜草控制措施,減少了因機械除草所帶來的產量損失。同時也使得采用免耕少耕技術、減少水土侵蝕或流失成為可能。其經濟效益、環境效益和社會效益極其顯著。但由于長時間施用草甘膦除草劑,世界一些地方均出現關于某些雜草對草甘膦產生抗性的報道。采用不同作用機制的除草劑混合使用,是有效控制雜草對除草劑產生抗性的重要途徑。
 
2015年初,美國農業部宣布批準孟山都公司研發的新一代抗麥草畏大豆。這種大豆含有一個來自嗜麥芽寡養單孢菌的麥草畏單加氧酶基因,能有效防治草甘膦難以控制和對草甘膦產生抗性的闊葉類雜草。該性狀將會與草甘膦性狀復合在一起推廣應用。
 
“這個決定對農民們來講是一個重要的里程碑。”孟山都公司首席技術官傅瑞磊博士這樣說道。“我們很驕傲可以為農民提供另外一種解決方案,幫助他們高效管理農田,從而生產出更多糧食滿足消費者的需求。”
 
2015年4月24日,歐盟委員會宣布批準10種新的轉基因產品進口用于食品和飼料,批準的有效期為10年。獲批的產品中就包括孟山都公司最新研發的抗麥草畏性狀大豆。
 
歐盟委員會在其官方聲明中指出,這次批準的轉基因產品在歐盟上市之前,都通過了全面的審查流程,其中包括由歐洲食品安全局與各成員國合作實施的風險評估,證明這些產品是安全的。
 
大有可為的轉基因
 
土豆是僅次于大米、小麥和玉米的全球第四大主糧。從發達國家到發展中國家,數以百萬計的人口把土豆作為主要或者重要的營養來源。但由于它是無性繁殖作物,所以在育種方面與其它主糧完全不同。缺乏轉基因作物保護技術導致土豆生產過程中受到病蟲害、微生物和雜草侵害造成的損失高達70%。
 
2014年11月,美國農業部動植物衛生檢驗局向Simplot公司發放了InnateTM土豆在美國的商業化許可,成為第一款商業化種植的轉基因土豆品種。
 
InnateTM土豆的天冬酰胺含量較低,從而降低了對人類潛在致癌的丙烯酰胺的生成,去皮后不會褪色,挫傷時斑點較少,易貯藏,減少了浪費從而有利于糧食安全。批準InnateTM將為轉基因土豆在全球打開新的機會窗口。全球土豆的產量損失有22%歸因于真菌和細菌病原體,有8%歸因于病毒,再加上害蟲造成的18%的損失以及雜草造成的23%的損失,如果沒有作物保護,70%的土豆產量會損失于科羅拉多甲蟲等害蟲和病毒載體(蚜蟲和葉蟬)以及由真菌、細菌、各種病毒以及線蟲引起的疾病,這些會在其所在區域造成毀滅性損失。
 
Simplot公司進行的一項調查表明,91%的被調查者對InnateTM育種方法很放心,生物技術能夠有效控制土豆因害蟲和疾病所造成的損失。
 
到2050年將供養90億人口是人類在本世紀剩余年份里必須面對的一大挑戰。在小麥和大米綠色革命之后,作物生產率增幅下降。很明顯,僅靠傳統技術在2050年不能供養90億人口。這就需要更先進的糧食作物生產體系來應付一系列的變化,包括日益增長的人口,急速變化的氣候,逐漸減少的資源,逐漸變化的飲食習慣以及消費者對安全、高質量、營養豐富且便利的食品的需求。
 
全球科學界的一項提議是更好地兼用傳統技術(適應性更好的種質)和最好的生物技術(適當的轉基因和/非轉基因性狀),以取得作物生產率在全球15億公頃耕地上的可持續增長。很顯然,生物技術雖然不是解決糧食危機唯一的解決方案,但注定起著重要的作用,轉基因技術依然是未來發展之路。
 
廣泛應用
 
2014年是轉基因作物商業化的第19年,已有28個國家的1800萬農民種植了1.81億公頃(4.48億英畝)的轉基因作物,比2013年27個國家的1.75億公頃有所增長。
 
數據顯示,過去全球147個已知轉基因作物在1995~2014年間產生了多重重大效益:采用轉基因技術使化學農藥的使用率降低了37%,作物產量提高了22%,農民利潤增加了68%。
 
美國是轉基因作物的發源地,自1996年起,美國農民就開始廣泛種植轉基因作物。2014年是美國轉基因發展的標志性年份。當年11月,美國批準了另一種糧食作物InnateTM土豆,相比傳統品種,它的潛在致癌物質丙烯酰胺含量更低,挫傷浪費更少。幾乎同一時間,一種新的轉基因作物苜蓿(事件KK179)在美國獲批種植,其木質素減少了22%,從而給飼料提供更多的營養,更易牲畜消化。
 
對于轉基因作物,美國農民顯示出了很高的接受度。在美國種植的第一種耐旱玉米,2014年的種植面積比2013年的5萬公頃增加5倍以上,達到27.5萬公頃。
 
一組數據顯示,通過“咨詢程序”向美國食品與藥品監督管理局(FDA)提出審批申請的轉基因食品產品已經超過110種,除轉基因西紅柿外,還包括轉基因大豆、玉米、棉花、土豆、亞麻、菜籽、南瓜、木瓜、菊苣、甜菜、水稻、香瓜和小麥等。
 
這些得益于美國開明的監管體系和有效的監管措施。自轉基因技術發明伊始,美國各界就以“可靠科學基礎原則”為基礎建立了一套獨特的分散式監管體系。目前,美國對轉基因作物進行監管的職能根據其用途分別由農業部、環保署以及FDA來行使!
 
《科學新聞》 (科學新聞2015年7月刊 農業生物)
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