轉(zhuǎn)基因育種是生物育種的重要方面，也是迄今為止全球發(fā)展速度最快、應用范圍最廣、產(chǎn)業(yè)影響最大的現(xiàn)代生物育種技術。
今年是全球生物技術/轉(zhuǎn)基因投入實際應用的第43年，也是生物技術/轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化的第29年，現(xiàn)代種業(yè)已進入“常規(guī)育種+現(xiàn)代生物技術育種+信息化育種”的4.0時代。
截至2024年10月，已有30多個國家批準了轉(zhuǎn)基因作物的種植。這表明利用生物技術作為應對糧食安全和氣候變化等全球挑戰(zhàn)的可持續(xù)工具方面取得了顯著增長。
01
哪些國家種植轉(zhuǎn)基因作物
據(jù)統(tǒng)計，2023年，轉(zhuǎn)基因作物種植面積已連續(xù)四年增長，達2.063億公頃，較2013年增長超20%。
美國是全球最大轉(zhuǎn)基因種植國家，轉(zhuǎn)基因作物種植面積占比36.1%。巴西緊隨其后，種植面積占比32.4%。
美國：主要種植的轉(zhuǎn)基因作物包括玉米、大豆、棉花、油菜和甜菜等。
巴西：主要作物有大豆、玉米和棉花等。
阿根廷：主要種植轉(zhuǎn)基因大豆、玉米和棉花。
加拿大：主要種植轉(zhuǎn)基因油菜、玉米和大豆。
印度：主要種植轉(zhuǎn)基因棉花。
中國：種植的轉(zhuǎn)基因作物主要包括棉花和木瓜等。
巴拉圭：轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長率在全球位居前列，主要作物為大豆和玉米。
南非：主要種植轉(zhuǎn)基因玉米和大豆。
澳大利亞：種植的轉(zhuǎn)基因作物包括棉花和油菜等。
肯尼亞：主要種植轉(zhuǎn)基因棉花。
加納：主要種植轉(zhuǎn)基因豇豆。
布基納法索：主要種植轉(zhuǎn)基因棉花。
除了上述國家外，還有許多其他國家也種植轉(zhuǎn)基因作物，但種植面積和作物種類可能較少。
02
轉(zhuǎn)基因作物主要有哪些
全球已開展轉(zhuǎn)基因種植的作物包含大豆、玉米、棉花、油菜、苜蓿、甜菜等。以種植面積排序，大豆居首位，占轉(zhuǎn)基因作物總面積48.9%，其次分別為玉米、棉花，占總面積的33.6%和11.7%。
值得注意的是，小麥是最近開展轉(zhuǎn)基因商業(yè)化的作物。
截至2024年8月，ISAAA轉(zhuǎn)基因批準數(shù)據(jù)庫（GMAD）共有 614項轉(zhuǎn)基因事件批準，其中玉米的批準最多（290個事件），其次是棉花（72個事件）和馬鈴薯（52個事件）。
大多數(shù)事件（405 個事件）具有疊加的事件，209個事件具有單一的事件。食品、飼料和種植的批準在2022年達到頂峰。從1998年到2023年，哥倫比亞的食品批準數(shù)量最多，而歐盟和阿根廷分別在飼料和種植批準方面名列前茅。
最新轉(zhuǎn)基因作物性狀
TELA玉米。2024 年 1 月 11 日，尼日利亞批準了四個具有抗蟲性（螟蟲和草地貪夜蛾）抗旱性狀的轉(zhuǎn)基因玉米品種。玉米品種的開發(fā)是TELA玉米項目的一部分，該項目由非洲農(nóng)業(yè)技術基金會（AATF）和埃塞俄比亞、肯尼亞、莫桑比克、尼日利亞、南非、坦桑尼亞和烏干達的合作伙伴實施。在良好的農(nóng)藝實踐下，批準的品種表現(xiàn)出每公頃高達10噸的產(chǎn)量優(yōu)勢。類似雜交種的全國平均產(chǎn)量為每公頃6噸。在幾個非洲國家，螟莖蟲減少了玉米產(chǎn)量，而草地貪夜蛾每年可摧毀非洲多達2000萬噸玉米，足以養(yǎng)活1億人。
黃金米。這種富含維生素 A 的大米在菲律賓被稱為 Malusog Rice（健康大米），于 2021 年在該國獲準進行商業(yè)繁殖。國際水稻研究所 （IRRI） 和菲律賓水稻研究所 （PhilRice） 的研究人員對水稻進行了改造，以提供高達幼兒維生素 A 估計平均需求的 50%，幼兒是該國最容易患維生素 A 缺乏癥 （VAD） 的年齡組。在菲律賓最貧困的社區(qū)，約有五分之一的兒童患有 VAD，據(jù)估計，全球有 1.9 億兒童患有 VAD。這種情況是兒童失明的最常見原因，也是導致免疫系統(tǒng)減弱的一個因素。
抗 TR4 香蕉。對真菌病害鐮刀菌枯萎病熱帶種族 4 （TR4） 或巴拿馬病具有抗性的轉(zhuǎn)基因卡文迪什香蕉 QCAV-4 已于 2024 年在澳大利亞獲得商業(yè)種植許可。它是世界上第一個被批準種植的轉(zhuǎn)基因香蕉，也是第一個在澳大利亞獲準種植的生物技術水果。
產(chǎn)量增強的桉樹。具有體積木材增加、除草劑耐受性、抗蟲性和抗生素抗性特征的轉(zhuǎn)基因桉樹已獲準于 2024 年在巴西種植。由富優(yōu)基因集團開發(fā)的 GM 桉樹是同類產(chǎn)品中第一個于 2015 年獲得商業(yè)使用許可證的產(chǎn)品，此后經(jīng)過改進以提供優(yōu)化的衍生物，表現(xiàn)出加速生長并生產(chǎn)比傳統(tǒng)桉樹更多的木材，并可能減少森林的足跡，同時產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
發(fā)光的牽?；?。由 Light Bio 為花園和家庭設計的螢火蟲牽?；ㄔ诔渥愕年柟夂妥罴焉L條件下會發(fā)光。白天看起來白色的花朵經(jīng)過基因工程改造，在黑暗中發(fā)出綠色光芒。Light Bio 宣布于 2024年 4 月首次發(fā)貨 50,000 株發(fā)光的牽?；?。
03
生物育種產(chǎn)業(yè)化下的中國
轉(zhuǎn)基因育種技術及其產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了技術成熟期和產(chǎn)業(yè)發(fā)展期之后，目前已進入以搶占技術制高點與經(jīng)濟增長點為目標的戰(zhàn)略機遇期。
放眼全球，圍繞種子，特別是轉(zhuǎn)基因種子的爭奪戰(zhàn)正趨于白熱化，其市場被少數(shù)巨頭瓜分。2020年德國拜耳、美國科迪華兩家國際轉(zhuǎn)基因種業(yè)巨頭，占據(jù)了全球種業(yè)近40%的市場份額。
轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)化浪潮奔涌。推進生物育種產(chǎn)業(yè)化，是我國追趕世界科技前沿和保障國家糧食安全的戰(zhàn)略選擇。
統(tǒng)計農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2019年至今發(fā)布的批準清單可知，截至目前，我國共有20個轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)化體、7個轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)化體獲得生產(chǎn)應用安全證書，包括：抗蟲耐除草劑玉米12個，耐除草劑玉米6個，抗蟲玉米2個；抗蟲耐除草劑大豆1個、耐除草劑大豆5個、抗蟲大豆1個。
擁有轉(zhuǎn)化體數(shù)量較多的均為企業(yè)：大北農(nóng)、杭州瑞豐各6個，新安化工4個，中國種子集團3個。2024年5月8日發(fā)布的最新批準清單中，奧瑞金種業(yè)首次獲得一個抗蟲耐除草劑玉米的安全證書。
在有限的資源條件下，轉(zhuǎn)基因、基因編輯等生物育種技術是“藏糧于技”最可行、最有效的手段之一。中國轉(zhuǎn)基因糧食產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)停滯太久。如今，產(chǎn)業(yè)化不斷推進，困難不斷解決，市場持續(xù)開拓，一個更好的未來令人期待。
以下是國際機構(gòu)正在籌備中的轉(zhuǎn)基因作物：
LATEST Rice項目開發(fā)了高效氮、節(jié)水和耐鹽的水稻，產(chǎn)量提高了10-15%，氮的使用量減少了30%，總生產(chǎn)成本降低了15%。尼日利亞國家谷物研究所已經(jīng)進行了多地點試驗。
位于Umudike的國家塊根作物研究所和Donald Danforth 植物科學中心一直在為東非、尼日利亞和其他西非國家開發(fā)兩種抗病毒木薯品種。尼日利亞VIRCA Plus產(chǎn)品含有更高的鐵和鋅含量，可改善營養(yǎng)、生物強化和抗病能力。
包括歐盟研究機構(gòu)和美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局在內(nèi)的一個國際財團開發(fā)了 HoneySweet，一種對李子痘病毒有抵抗力的李子樹。現(xiàn)場試驗顯示出有希望的結(jié)果，開發(fā)人員希望在未來幾年內(nèi)在歐盟獲得商業(yè)化的最終批準。
菲律賓大學Los Baños開發(fā)了一種對木瓜環(huán)斑病毒具有抗性的轉(zhuǎn)基因木瓜。這種轉(zhuǎn)基因作物預計在70年內(nèi)的總收益約為 US$16M。2014年和2017年的現(xiàn)場試驗已經(jīng)完成，進一步試驗的準備工作正在進行中。
肯尼亞的研究人員正在研究抗蟲和耐旱玉米、抗木薯褐紋?。–BSD）的木薯、增強型維生素 A、鋅和鐵高粱，以及抗晚疫病馬鈴薯。這些作物可能會在未來五年內(nèi)商業(yè)化。
印度尼西亞也開始研究高蔗糖甘蔗、黃金大米和Fe-Zn生物強化大米。密歇根州立大學（MSU）和國家研究與創(chuàng)新署在 2023-2024 年對具有堆疊基因的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的格蘭諾拉麥片和鉆石品種進行安全性研究方面也向前邁出了一步。
德里大學的轉(zhuǎn)基因芥末正在印度的監(jiān)管審批系統(tǒng)中緩慢進展。印度使用生物技術改進的其他作物是香蕉、卷心菜、木薯、花椰菜、鷹嘴豆、棉花、茄子、木瓜、花生、木豆、土豆、水稻、高粱、甘蔗、西紅柿、西瓜和小麥。
哥斯達黎加研究人員正在研究抗旱稻米和番茄紅素含量較高的轉(zhuǎn)基因粉紅菠蘿。盡管粉紅菠蘿尚未獲準商業(yè)化，但研究人員已獲得哥斯達黎加國家技術生物安全委員會的持續(xù)許可，可以擴大生產(chǎn)。
一些哥倫比亞研究機構(gòu)一直在開發(fā)抗黃葉病毒的甘蔗品種和耐糖、生物質(zhì)和鹽、鋁和水脅迫性更高的栽培品種，以及轉(zhuǎn)基因稻、木薯、可可、蓖麻籽、印加果、馬鈴薯和咖啡品種。
正在開發(fā)對真菌和病毒具有抗性的生物技術葡萄和堅果，以及土豆、水稻和玉米。
巴西還有幾種正在籌備中的轉(zhuǎn)基因作物等待商業(yè)批準，包括馬鈴薯、木瓜、水稻和柑橘，這些作物正處于開發(fā)和批準的早期階段。
孟加拉國農(nóng)業(yè)研究所和 MSU 正在開發(fā)抗晚疫病馬鈴薯。2023 年開始在四個研究站進行現(xiàn)場對照試驗。
來源丨農(nóng)財君綜合整理
編輯丨農(nóng)財君
聯(lián)系農(nóng)財君丨18565265490
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