转基因种子是指利用转基因技术,将人们期望的目标基因,经过人工分离、重组后,导入并整合到生物体的
基因组中,形成与原来种子不相同作物特性的新作物品种,从而改善作物原有的性状或赋予其新的优良性状。
转基因植物可通过原生质体融合、
细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。
中国转基因种子市场规模巨大,呈现出快速增长的趋势,主要种类包括
转基因大豆、
转基因玉米和
转基因棉花等。1994年5月3日,由中国科学院合肥分院等离子体物理研究所科研人员与
安徽省农科院联合育成的世界首例转基因水稻在安徽省
合肥市问世。1996年,
首次批准了
和大豆的商业化种植,正式开启转基因种子产业化。2008年中央一号文件首次提出,启动转基因生物新品种培育科技重大专项。2023年农业农村部发布《关于第五届国家农作物品种审定委员会第四次审定会议初审通过品种的公示》,37个
转基因玉米品种、14个
转基因大豆品种通过初审。
截至2023年,全球现有29个国家种植转基因作物,美国、巴西、
阿根廷等前五大种植国转基因应用率均达到90%,占全球转基因种植面积90%。
历史沿革
在1986年,中国便开启了转基因研究之路。1986年3月开始实施的“高技术研究发展计划”,即“863”计划为中国转基因大业拉开了序幕。这一计划在1987 年年初开始组织实施,在财政条件有限的背景下,本着将有限的经费花到刀刃上的原则,中国选定了7个高技术领域的15个主题项目来跟踪世界先进水平,缩小同发达国家的差距,其中就包括
生物技术领域的“高产、优质、抗逆的动植物新品种”主题。1994年5月3日,由中国科学院合肥分院等离子体物理研究所科研人员与
安徽省农科院联合育成的世界首例转基因水稻在安徽省
合肥市问世。
全球转基因作物商业化始于1996年,
美国首次批准了
转基因玉米和大豆的商业化种植,正式开启转基因种子产业化,现代农业开始进入新阶段,进一步推动转基因作物生产种植技术的快速发展。1999年初,
印度在全国9个邦的40个不同地区同时开始BT转基因棉的大田种植试验;2000年,
卡纳塔克邦也宣布开始试栽BT棉。
2008年中国启动转基因生物新品种培育科技重大专项以来,在基因挖掘、遗传转化、品种培育、安全评价与管理等方面,取得了一系列重大进展。在充分评价安全性、有效性基础上,一批转基因品种依法获得安全证书。同年10月党的十七届三中全会决定强调,实施转基因生物新品种培育科技重大专项。随后出台的《国家粮食安全中长期规划纲要》也对转基因生物新品种培育科技重大专项提出明确研发方向。2012年9月,
法国科学家塞拉利尼在 《食品与化学毒理学》发表文章称,使用抗除草剂的NK603
转基因玉米喂养的试验鼠出现高致癌率。
2015年3月5日,巴西国家生物安全技术委员,在
巴西利亚举行的第180次常会上通过决议,决定接受陶氏益农种子和生物技术(巴西)公司与
孟山都公司(巴西)公司的申请,允许其两个转基因玉米品种在巴西进行商业化推广。2016年,《“十三五”国家科技创新规划》(下称《规划》)也给出了转基因五年的发展目标,提出加大转基因玉米、大豆、棉花的研发力度,推进新型抗虫玉米、抗除草剂大豆、
等重大产品产业化。同年3月,印度政府颁布命令,要求孟山都将其对当地公司收取的
转基因棉花种子专利费削减近70%,并暂停提供新技术。2019年3月28日,
股份有限公司发布公告称,其研发的
转基因大豆转化事件获得
政府的正式种植许可,该转基因大豆产品具备
和
两种除草剂抗性。这是中国公司研发的转基因种子首次在国际上获得种植许可。
2020年4月,
俄罗斯科学家团队通过转基因技术获得发光烟草,能将植物体中的
咖啡酸转化为
荧光素,经转化后的烟草可持续发光且肉眼可见,使得检测蛋白表达更为简便,检测成本大大降低。2021年中国启动
转基因玉米大豆产业化试点工作,在科研试验田开展。2022年扩展到
内蒙古自治区、
云南省的农户大田。2022年11月24日,
大北农发布关于
控股子公司转基因抗虫大豆产品DBN8002获得
阿根廷种植许可的公告。这是大北农
生物技术在南美市场取得的又一里程碑式进展。2023年5月,
加拿大政府宣布基因编辑的种子和植物材料将不被归类为转基因作物,而是被视为传统作物。同年5月3日,加拿大农业和农产品部长表示,
加拿大食品检验局将着手更新该国种子法规第V部分的指南。
2023年6月16日,
宾夕法尼亚大学研究人员在国际学术期刊《生物材料》上发表论文,其培育出一种转基因
莴苣,长出的叶子含有可转化成
胰岛素的物质,制成粉末口服可有效降低
糖尿病小鼠的血糖水平。6月30日,日本农林水产省(MAFF)发布2022年转基因植物实况调查结果,旨在摸清油菜和大豆进口口岸周边地区的
转基因油菜和
转基因大豆的生长情况以及对可近缘杂交物种的影响,并以此评估由于运输过程中转基因作物散落导致的转基因逃逸对当地
生物多样性的影响。2023年10月17日,农业农村部公示第五届国家农作物品种审定委员会第四次品种审定会议初审通过的
转基因玉米、大豆品种及相关信息,其中包括37个转基因玉米品种、14个转基因大豆品种通过初审,申请公司包括
大北农、
登海种业等。
技术原理
转基因技术主要原理是将某种生物的
基因导入到另一种生物体的
基因组中,改变后者的遗传性状,使之更加优良。转基因技术是一种将一个生物体的
基因转移到另一个生物体
脱氧核糖核酸中的
生物技术。转基因的安全性具有“多重防护”,不仅后续检测可以证明其安全性,而且在科学原理上也是安全可控的。转基因育种的本质是科学家在了解一个或几个基因的功能后,将其转入目标作物,让目标作物产生农业上需要的性状,这个过程是可预期、可控制的。转基因技术可以应用于动物、植物和微生物。作物转基因是在常规育种技术的基础上,利用现代分子生物学技术将某些生物的基因转移到作物的遗传物质中去,使其有效表达出相应的产物(
蛋白质或
核酸),在产量、抗性、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的方向转变。
转基因种子优势
增产增收
转基因种子的优势一是增产,转基因的主要功能是抗虫、耐除草剂,抗虫和抗除草剂等转基因作物的种植不仅在提高农作物产量方面成效显著,而且在改善农业生态环境方面也显示出巨大的优势。相比普通的玉米,转基因可以带来大概10%左右的产量提升。提高了抗逆性,减少了农药的使用量,提高了单位面积的产量,增加了农民的收入。
减少劳动投入
转基因种子的优势二是减少种植者的劳动投入。比如大豆生长过程中的
禾本科杂草,玉米种植也面临这个困难。运用转基因技术培育高产、优质、多抗、高效的新品种,能够降低农药、肥料投入,对缓解资源约束、保护生态环境、改善产品品质、拓展农业功能等具有重要作用。
产业链
转基因种子产业链分为上游性状公司,中游种子公司,以及下游经销商等。
上游性状公司
性状公司研发新的抗虫、抗除草剂、高产等新的性状,除
上海交通大学、农科院等科研院所外,企业的主要参与者包括
隆平高科及其子公司、
大北农、
先正达等等。如性状公司大北农合作的种企有130多家,其子公司还收购了种子企业云南大天种业、鲜美种苗推进“育繁推一体化”;隆平高科旗下拥有瑞丰生物、隆平生物等技术平台推进性状开发,后端则以玉米科学院、联创种业为主推进品种转育,同时也与
黑龙江垦丰种业有限公司等种企在育种、制种、农业服务等方面达成了合作。
2023年7月,美国植物合成生物学公司Calyxt和农业精准基因编辑公司Cibus宣布,两家公司达成最终合并协议,创建一家新的行业领先公司Cibus Inc.,并建立世界上最先进的性状开发和新一代植物育种设施。
中游制种公司
中游制种公司则参与性状与植株的整合、种子的商业化生产等。
中国主要参与者有
荃银高科、
登海种业、
丰乐种业等等。通过初审的
转基因玉米品种中,
隆平高科及其子公司、
中国种子集团有限公司、
大北农及其子公司、登海种业分别占8个、4个、3个和2个;
转基因大豆品种中,大北农占5个。在美、欧等发达国家政府的大力支持下,
跨国公司通过企业重组、并购,加大了转基因作物产业化的规模,如美国
孟山都公司、美国杜邦—
先锋公司、
先正达公司、德国拜耳和巴斯福公司等已经迅速成为全球
农业生物技术研发的主体,围绕基因、人才和市场的国际竞争日趋白热化。
市场前景
优点
市场结构
从市场结构来看,中国的转基因作物种植面积较少,行业集中度低,市场还有着很大的开发空间。
2017年,中国的转基因作物种植面积为280万公顷,全球排名逐步下滑,从2001年的第4名,掉到2017年的第8名。2019年
美国转基因作物种植面积占总耕地面积的 45.33%,而中国占比仅为 2.68%。2020年中国种业市场CR5仅为12%,而海外可达到52%。
市场规模
从市场规模来看,商业化较晚的
玉蜀黍属、大豆有望创造数百亿元的收益。
截至2019年美国转基因作物的总种植面积达到7150万公顷,占全球总种植面积(1.904亿公顷)的38%,美国在转基因作物种植方面持续领先于全球。2022年中国玉米种植面积约6.5亿亩。2023年1月13日,农业农村部发布《2022年农业转基因生物安全证书(生产应用)批准清单(二)》,其中包括2个
转基因玉米项目和1个
转基因大豆项目。
市场效益
转基因技术发展带来的生态效益、经济效益显著。国际上转基因生物新品种从抗虫和耐除草剂等第一代产品,向营养品质改良和提高产量等第二代产品,以及工业、医药和
生物反应器等第三代产品转变,多基因聚合的复合性状正成为转基因技术研究和应用的重点。巴西、
阿根廷种植转基因大豆后出口量逐年增长,2019年巴西和阿根廷大豆出口量占全球的一半以上。
南非推广种植转基因抗虫玉米后,单产提高了一倍,由玉米进口国转变为玉米出口国。
缺点
投入巨大
转基因种子是个前期投入巨大、风险很高的行业,从研发到上市要经历漫长的过程,理想情况下需要 5-8 年时间,转基因种子从研发早期到通过一系列试验、进行监管登记大概需要1.36亿美元的成本。中国是全球第二大种子市场,市场规模高达1200亿,然而,中国头部种企在全球市场的占有率仅为5%,国内种子市场也极为分散。主要原因是研发壁垒薄弱,缺乏自主研发能力。随着转基因时代的到来,研发难度大幅增加,需要持续高额研发投入。研发能力差、仅靠模仿生存的企业将逐渐被淘汰。相反,具备技术领先优势的种企将不断提升市场份额,行业集中度也将迅速提升。转基因种子行业发展空间很大,但是具体推动过程中需要大量的资金、资源支持,推广过程中需要大量的时间和经验积累,因此,行业的技术和产业链壁垒较高,未来玉米、大豆转基因种子商业化落地后,种子行业依旧将保持“强者恒强”的局面,并且行业CR5将持续提升。
不确定性
转基因生物安全证书的有效期为五年,转基因农作物种子生产经营许可证有效期不得超出农业转基因生物安全证书规定的有效期限。 在此期间需要获得品种审定、种子生产和经营许可证,才能进入商业化生产应用。然而,由于初期审核体系不完善以及关于转基因的舆论风波,一些新品系等待了十多年仍未进入下一步。例如,1999年农业部受理了
华中农业大学培育的“华恢1号”及杂交种“
Bt汕优63”,但直到2009年才颁布安全证书,而直到2014年证书过期也未获得审定通过。同时,
转基因玉米品种“转植酸酶基因玉米BVLA430101”的转基因安全证书也在2014年过期。
法规
国外
2014年5月5日,
法国最高法院和参议院共同通过法案,禁止种植美国
孟山都公司生产的MON810转基因玉米。2018年,
欧盟委员会通报,欧盟议会正式批准转基玉米和
甜菜进口预案,并同意欧盟
成员国进口4种转基因玉米和1种甜菜。法案强调,所有进口的转基因玉米和甜菜,必须严格限定在
食品加工和饲料业使用,不得直接向消费者出售或食用。2015年1月3日,
德国农业部部长
克里斯蒂安·施密特于9月底要求在德国禁止八个
转基因玉米品种的种植,理由是转基因玉米的种植与德国传统种植作物不相容,担心其种植会给传统作物和有机作物生产带来负面影响。2020年10月14日,
女王陛下政府宣布,从2021年1月1日起实施新的转基因生物安全监管政策。2023年6月,
欧盟计划取消对部分转基因作物的限制。2021年11月17日,印度食品安全标准局发布D.L-33004/99号文件,即《2021年食品安全和标准(转基因或基因工程食品)法规通知草案》。
国内
2022年2月28日,发布《2022年农业转基因生物监管工作方案》,强化种子生产经营监管。加强对种子生产基地及疑似种子生产田的排查力度,在种子下地前和苗期及时开展检测,查早查小,防止非法转基因种子下地。加大
种子加工和经营环节的转基因成分抽检力度,依法严惩非法加工经营行为,防止非法转基因种子流入市场。
2023年11月,农业农村部发布《关于第五届国家农作物品种审定委员会第四次审定会议初审通过品种的公示》,37个
转基因玉米品种、14个
转基因大豆品种通过初审。
相关事件
甘肃出台转基因种子禁令
2013年,
甘肃省张掖市出台转基因种子“禁令”,该市成为了中国第一个,也是唯一一个明令禁止转基因种子的地级市。将2013年的转基因安全之争推向了另一个高峰。2013年11月05日,张掖市委书记陈克恭首次对张掖“禁令”做出回应。陈克恭表示,“建设农产品安全大市、打造绿色有机农产品特色品牌,前景非常广阔,但道路曲折、任务艰巨”,各级各部门要“做好应对各种非议、顶住各方压力,以‘恶举办善事’的思想准备”。
转基因食品谣言
没有任何科学证据表明转基因食品会导致癌症。将转基因食品与癌症联系在一起的说法源于2012年塞拉利尼博士的一篇论文,但
法国和
欧洲食品安全局经过长达六年的研究,耗资超过1亿元人民币,最终结果表明
转基因玉米并未引发任何负面效应,更未发现其具有慢性毒性和致癌性。关于转基因食品会致癌、导致不孕不育、影响后代等传言都是虚假的。有关当局和专家已经多次用科学实验和生产实践的数据予以澄清,但在互联网上仍不断出现这些误导性的传言。事实上,
转基因食品不会影响人类的后代。转基因食品在人体内不会蓄积,不会随着摄入量的增加而在体内积累,也没有产生长期影响的物质基础,不会进行代际传递,更不会改变人类的基因。国内外已经进行了大量转基因产品的多代喂养试验,包括
小鼠、猪、肉鸡等模式动物,以及与人类亲缘关系最近的猴子的长期喂养试验,都证明转基因食品对后代没有影响。
转基因大豆种子走出国门
2019年2月27日,
大北农股份有限公司收到
阿根廷国家政府的生产及劳动部正式书面通知,大北农下属子公司北京大北农生物技术有限公司研发的转基因大豆转化事件DBN-09004-6获得阿根廷政府的正式种植许可。3月28日,北京大北农科技集团股份有限公司发布公告称,其研发的转基因大豆转化事件获得阿根廷政府的正式种植许可,该转基因大豆产品具备
草甘膦和
草铵膦两种除草剂抗性。
花一亿元驳斥一篇转基因论文
2012年9月,塞拉利尼在《食品和化学毒物学》上发表了相关研究,称用抗除草剂的NK603
转基因玉米喂养的大鼠,致癌率大幅度上升。他呼吁科学家对大鼠进行长期的转基因喂养研究。
欧洲启动了三项研究,分别是
欧盟资助的“转基因生物风险评估与证据交流”项目(GRACE,为3个月与1年喂养试验)和“转基因作物2年安全测试”项目(G-TwYST,为3个月与两年喂养试验),以及法国的“90天以上的转基因喂养”项目(GMO90+)。三项的研究结论驳斥了他的错误结论,共计耗费1500万欧元,约合1.13亿元人民币。