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站在工业背后的生物基因

时间：2017-06-09 泉源：中国科学报

一个增产基因增添一片耕地，，，，，一个耐盐基因再造一片良田，，，，，一个抗旱基因再生一条黄河，，，，，一个高效基因还你我一片净土……

未来的农业是什么样的？？？？？科技型高产农业、集约化高效农业、智能型低碳农业、工厂化基因农业、生物质能源农业、都会型生态农业……

这样的田园图景将依赖科技来绘制。。。其中农业生物手艺正孕育着新突破。。。“生物手艺是支持农业生长、引领农业未来的前沿高手艺。。。”克日，，，，，在国际生命科学学会中国效劳处、国家食物清静危害评估中心主理的农业生物手艺生长与挑战钻研会上，，，，，中国农业科学院生物手艺研究所副所长张春义研究员指出，，，，，农业生物科技立异生长迅速，，，，，不过其效果转化能力有待增强。。。

全球性战略选择

“天下农业的厘革，，，，，从低效益、高污染、高资源依存型古板农业向高效率、绿色低碳、高科技支持型现代农业转变。。。农业生物手艺正进入立异集聚爆发和加速生长时期。。。”张春义体现。。。

张春义以为，，，，，对全球生态情形而言，，，，，农业生物手艺可以解决由生齿带来的粮食危�；；；；；�，，，，，提高有限土地资源使用率，，，，，改善农业生态情形；；；；；；对农民而言，，，，，提高对虫害、病害以及杂草的控制，，，，，减小损失，，，，，节约劳力与时间，，，，，提高作物产量，，，，，降本增收；；；；；；对消耗者而言，，，，，可获得无化学品污染的清洁食物、富营养食物、功效性食物、低价位农产品等。。。

目今，，，，，我国农业面临着许多瓶颈问题。。。仅以粮食生产领域为例，，，，，单产量低且生产本钱高，，，，，我国农户的平均谋划规模约莫是欧盟的几十分之一，，，，，更是美国的几百分之一。。。

美国中部的一个谷物生产农场，，，，，3 个劳动力耕作了 4.5 万亩土地，，，，，还养了几百头猪。。。而现在我国现有农户约 2 亿户，，，，，户均耕地 10 亩左右。。。大都谷物生产农户的谋划规模在 15 亩以下，，，，，不得不依赖兼作非农工业维持生计。。。

在张春义看来，，，，，我国若将农业生物手艺作为农业可一连生长的一个战略选择，，，，，可通过提高产量、改善品质实现高产优质，，，，，来包管粮食清静；；；；；；通过降低农药化肥用量、提高水分肥料使用率实现高抗多效，，，，，来维护生态清静；；；；；；通过增强产品功效、提高产品附加值实现多能增值，，，，，来增添农民收入；；；；；；通过自主专利与品种、提高自主立异能力实现手艺立异，，，，，来提高科技竞争力。。。

“现在，，，，，我国农业生物手艺及其工业正处在一个要害的战略机缘期。。。”张春义体现。。。从全球名堂来看，，，，，美国以绝对优势列入第一梯队，，，，，欧洲和日本为第二梯队，，，，，中国、印度、巴西等国为第三梯队。。。

我国在第三梯队中处于领先职位，，，，，已拥有抗病、抗虫、抗除草剂、抗旱、耐盐、耐高温、营养品质 / 籽粒性状改善等自主知识产权的主要基因与焦点手艺，，，，，在棉花、水稻、玉米等转基因植物的基础与应用研究上也形成了自己的特色，，，，，在水稻组学、超等稻和抗虫棉等领域已经进入国际先举行列。。。

农业基因组研究也取得了一系列重大突破，，，，，如自力完成了籼稻的全基因组测序，，，，，水稻成为第一个完玉成基因组测序的模式农作物；；；；；；完成了家蚕基因组事情框架图的绘制，，，，，构建了天下第一张鳞翅目昆虫基因组框架图等。。。

1980~2014 年的批准授权基因专利数目排名，，，，，美国以 6023 个位居第一，，，，，中国以 2812 个名列第二，，，，，日本以 1439 个排名第三。。。这批注在功效基因开发研究上，，，，，我国具有较强的国际竞争力。。。

事实上，，，，，天下各国竞相把生长生物手艺作为国家战略的主要内容。。。如 2011 年美国立异战略、欧洲 2020 高手艺战略、2013 年中国《生物工业生长妄想》，，，，，印度、巴西等也把农业生物手艺等前沿手艺立异列入国家科技优先生长战略。。。

一个基因一个工业

我国转基因作物希望显著，，，，，工业蓄势待发。。。其中，，，，，转基因棉花研发处于天下领先水平。。�？？？？？钩婷薜难芯靠⑹俏夜粤ιぷ蛴帧⑼黄瓶绻韭⒍稀⑶勒脊噬锸忠罩聘叩愕墓娣�。。。

张春义先容，，，，，现在，，，，，我国育种家自己培育审定的单价、双价抗虫棉品种累计凌驾 200 个，，，，，推广面积累计凌驾 4.8 亿亩，，，，，占抗虫棉总面积的 95% 以上；；；；；；累计镌汰农药用量凌驾 2.4 万吨，，，，，为农民和国家增收减支凌驾 800 多亿元。。。

别的，，，，，水稻基因组和杂交水稻研究天下领先，，，，，转基因玉米品种培育处于国际先进水平。。�？？？？？钩嫠尽⑺橇嫌弥菜崦赣衩拙� 2009 年获得清静证书，，，，，2014 年需申请再次获批。。。不过，，，，，转基因小麦、大豆、油菜研发薄弱，，，，，亟待手艺突破。。。

高叶酸玉米分子标记开发及应用是知足新形势下农业需求的一个体现。。。我国科学家以“分子开发标记—品种联合培育—推广莳植树模—鲜食产品开发”一体化思绪，，，，，实现了对富含叶酸玉米产品的快速判断、跟踪及新品种选育，，，，，在河北廊坊万庄镇开展了树模莳植，，，，，叶酸含量大于 0.3mg/100g。。。

农业外延拓展的一个案例是转人血清白卵白水稻。。。OsrHSA 是一种泉源于转基因水稻的重组人血清白卵白，，，，，能为无血清作育基提供更清静的选择，，，，，纯度高、批次稳固；；；；；；在生物医药生产中也普遍用作赋形剂、稳固剂等。。。

我国动物体细胞克隆和转基因手艺日臻完善。。。张春义先容，，，，，转基因动物研发主要涉及了猪、牛、羊、鸡、鱼、猴、家蚕、果蝇等，，，，，主要是动物种质资源的改善，，，，，如提高抗病性与滋生能力，，，，，改善肉质，，，，，增进生长等，，，，，或用于药物生产、疾病模子、器官移植等。。。

好比猪，，，，，自转基因专项开展以来，，，，，创造转基因猪育种新质料 30 余份、基础群数目 4 万余头；；；；；；申请专利 100 余项，，，，，获授权 70 余项。。�？？？？？共⌒�，，，，，抗蓝耳病转基因猪进入中心试验阶段；；；；；；节粮高瘦肉型，，，，，肌抑制素基因敲除猪进入生产性试验阶段，，，，，等等。。。

生物肥料、农药和饲料工业生长势头优异。。。如生物饲料业，，，，，1000 余家企业专业从事生物酶制剂、益生素、植物提取物类饲料添加剂生产，，，，，年总产值近 500 亿元，，，，，并以年均 20% 的速率递增。。。其中年产值凌驾 2 亿元的植酸酶，，，，，每年可节约饲料质料磷酸氢钙 20 万吨以上，，，，，节约饲料本钱 9 亿元以上，，，，，并使动物粪便中倾轧的磷镌汰了约 30 万吨。。。

动物疫苗有用控制了重大疫情爆发。。。仔猪腹泻大肠杆菌 K88/K9 二价基因工程疫苗是第一个商业化基因工程疫苗。。。猪瘟兔化弱毒疫苗、H5N1 禽流感疫苗等处于国际领先。。。伪狂犬病毒三基因缺失和双基因缺失疫苗、口蹄疫重组亚单位疫苗等即将实现工业化。。。

别的，，，，，农业生物手艺还在农业生态情形保�；；；；；ぁ⑴┎芳庸ず蜕镏矢咝褂弥杏τ�，，，，，新一代生物手艺产品生长潜力大。。。若有机磷降解酶与古板化学洗消剂相比，，，，，洗消效率高、无侵蚀，，，，，无须配比，，，，，不会爆发二次污染。。。

搭建多个平台

“围绕我国农业生产中的重大科学问题，，，，，重点生长农业应用组学手艺、合成生物手艺、生物信息手艺和生物清静要害手艺等，，，，，提升我国农业生物手艺原始立异能力。。。”张春义以为，，，，，我国农业生物手艺生长重点使命之一是搭建焦点要害手艺立异平台。。。

其次，，，，，应建设规模�；；；；；镒试锤咝褂闷教�，，，，，突破生物手艺育种的要害瓶颈。。。通过基因资源挖掘、次生代谢物剖析、表型组判断等，，，，，研究高产优质、抗逆、农用卵白酶、生物固氮等特殊功效基因及相关产品或代谢途径。。。

再次，，，，，建设农业生物手艺集成立异平台，，，，，创造新一代农业生物手艺产品，，，，，如超等优良品种、新型药物、功效型食物、生物质能源等。。。

“光相助用、生物固氮、生物抗逆是恒久困扰农业生产的天下性三大科学难题。。。高效作物设计将突破农业生产效率极限。。。”张春义体现。。。

好比，，，，，光相助用碳 - 4 型水稻，，，，，重新设计和刷新水稻的光相助用系统，，，，，有可能突破性地提高其对光、肥、水的使用率。。。非豆科作物人工固氮系统，，，，，以根表固氮菌和玉米为底盘，，，，，人工设计五个功效�？？？？？楹凸痰� / 抗逆两条蹊径，，，，，构建“新型、高效、智能”的人工固氮系统。。。

张春义剖析，，，，，我国盐碱土壤耕地约 2 亿亩，，，，，若是将现有作物的耐盐水平提高到 1.0% 水平，，，，，可增添有用耕地 3000 万亩；；；；；；转基因抗旱作物 8%~10% 的产量增添，，，，，却镌汰 10%~20% 的浇灌水量。。。

一个增产基因增添一片耕地，，，，，一个耐盐基因再造一片良田，，，，，一个抗旱基因再生一条黄河，，，，，一个高效基因还你我一片净土……

“农业生物手艺是推动新的农业工业革命的主要实力。。。”张春义指出，，，，，我们必需加速生长农业生物手艺，，，，，推动工业化，，，，，为我国打造生物工业等新兴战略工业提供强盛科技支持，，，，，引领现代农业生长。。。

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