生物技術對農業發展的影響

文/?臨沂市第五中學 王毛毛

由于現代生物技術的巨大潛力，特別是近20年來農業生物技術的飛速發展與產業帶動力，為21世紀初期的世界農業展示了新的希望和動力。“綠色革命”的核心是“種子革命”，現代農業生物技術目前最具潛力和最成功的領域仍然是種子產業，由此可以相信，在以現代生物技術為核心的新的農業科技革命中，將帶來一場新的種業技術革命。

一、現代農業生物技術發展的狀況與趨勢

1.世界農業生物技術及產業發展現狀與趨勢。20世紀末以來，生物技術出現了舉世矚目的重大進展，成為了“對全社會最為重要并可能改變未來工業和經濟格局的技術”，全球生物技術發展呈現了4大趨勢:（1）以企業技術創新為主體的產學研一體化程度越來越強。（2）技術與經濟結合更加緊密，生物技術產品商品化速度越來越快（3）產業發展的關聯度越來越大，生物技術產業對其它產業的影響日益增強。（4）生物技術對世界各國的政治、經濟、文化等方面的影響越來越受到重視。在農業領域，水稻基因組計劃的順利實施、多種作物多種外源基因的轉化成功等技術突破使農業生物技術研究領域出現了3個明顯的趨勢:即研究方式的集約化和規模化趨勢、農業生物技術產業化趨勢和生物基因資源爭奪白熱化趨勢。

2.全球轉基因作物商業化生產狀況。繼1983年世界首批轉基因植物問世和1996年轉基因作物大面積商業化生產以來，全球轉基因作物種植面積迅速增加。1996—2002年的6年間，全球轉基因作物的總面積累計達到2.35億公頃，連續7年增幅超過10%。即從1996年的170萬公頃增至2002年的5870萬公頃，種植轉基因作物的國家由1996年的6個逐漸增加到2002年的16個。2002年全球轉基因作物總面積中大豆、玉米、棉花和油菜分別占62%、21%、12% 和 5%。2002年上述4種農作物轉基因品種的全球采用率分別達到了51%、9%、20%和12%。在轉基因性狀上，一直以耐除草劑、抗蟲(Bt)用二者結合特性為主，同時也有抗病毒和品質改良等性狀。2002年全球約600萬農民從種植轉基因作物中獲益，其中大多數來自發展中國家。

3.我國轉基因作物研究與產業化現狀。我國的農業生物技術研究位于世界發展中國家的領先地位，并開始步入國際先進行列。國家863計劃、973計劃等國家級科技計劃歷來將農業生物技術作為最重要的內容之一。目前已經有轉基因耐儲番茄、轉查爾酮合成酶基因矮牽牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗蟲棉花等幾種獨立研制的轉基因作物進入了商品化生產階段。

二、現代生物技術對種子技術的影響

現代農業生物技術對種子產業的影響是全面的和深刻的，涉及到種子產業的主要環節和主要技術，從一定意義上講，現代農業生物技術的發展為種子產業帶來了一次全新的技術革命。

1.在品種性狀改良方面。植物遺傳育種包括兩個基本環節，一是創造變異，二是選擇和固定變異。在創造變異方面，傳統的育種技術是通過植物種內或近緣種間的雜交將優良性狀組合到一起，從而獲得比親本產量更高或品質更佳的新品種。該技術對農業生產的飛速發展做出了巨大貢獻，但其限制因素是物種間生殖隔離的存在，可供基因交流的范圍十分有限。轉基因技術克服了植物某些限制，基因交流的范圍無限擴大，通過遺傳操作，可將細菌、病毒、動物、人類、遠緣植物甚至人工合成的基因導入植物，使目標植物獲得所有物種的所有有利性狀，其應用前景十分廣闊。目前全世界正在推廣的轉基因抗蟲棉，即是將原存在于蘇云金芽孢桿菌的一個DNA序列片段(Bt)轉移到棉花遺傳基因組中，使棉花獲得了對棉鈴蟲等害蟲的高度抗性。

2．在選擇技術方面。選擇是植物育種中發現變異和固定變異的主要手段，育種的進程取決于選擇效率和效果。一般將植物育種中的選擇方法分為直接選擇和間接選擇，但間接選擇是目前最常用的方法。間接是通過與目標基因連鎖的、易于識別的性狀作為標記，對目標性狀進行相關選擇。最新發展起來的分子標記輔助選擇技術是一項通過與目標基因緊密連鎖的分子標記來判斷目標基因存在與否的選擇方法。它在作物育種選擇工作中具有許多優越性，既不需要考慮作物生長條件和環境條件，又減少來自同一位點不同等位基因或不同位點的非等位基因間的互作干擾，這將對通過傳統育種方法很難或無法選擇的性狀做出選擇，有利于快速累積目標基因，加速育種進程，克服不利性狀的連鎖，達到提高選擇效率的目的。

3. 在種子質量控制方面。前農業生產中，品種混雜退化現象嚴重，有些地方假種涌入市場，嚴重損害了育種家的權益和農民的利益。因此，運用快速、準確方法進行品種純度鑒定非常重要。傳統的種子純度鑒定主要依賴于樣品的種植表現，浪費時間是其最大的弊端，而基于整個基因組DNA檢測的分子標記技術，由于其種類廣、數量多，不受環境影響，直接從DNA水平上反映品種之間的差異，從而為品種純度鑒定提供了快速、可行、高效、準確的方法。品種的指紋圖譜是鑒別品種、品系的有力工具，在檢測良種真實性和純度方面防止偽劣種子流入市場，保護我國名、優、特種質及由此育成的品種的知識產權和育種家權益，具有重大意義。

三、建立以現代生物技術為依托的種子產業體系的建議

1．制定國家統一的生物技術與產業發展中長期發展規劃。我國的生物技術產業和種子產業正處于快速發展的關鍵時期，需要國家制定一個統一的中長期發展規劃，對我國中長期農業生物技術產業和種子產業發展的方向、目標、優先領域及發展戰略等進行明確的規定，通過市場機制，對生物技術要素進行事例整合，形成知識鏈、技術鏈、產業鏈的聯接，合理配置資源，協調技術研究和產業發展中的上游、中游和下游的比例關系，防止“小而全”現象的再次發生和避免重復建設浪費。

2.促進大型企業發展，鼓勵企業投資，強調商業化方向。在國外，高新技術成果研究及產業化往往依靠的是企業的人力和財力支持，但在我國，科研及成果轉化主要靠國家投入，企業的熱情不高，而在現階段，作為一個發展中國家，國家的投入是很有限的，以農業生物技術為例，我國所有投入總和也不及美國一家公司的投入。我國農業生物技術研究及產業化需要大投入和大產出，需要多學科的綜合技術的相互支持與配合，更需要企業具有長遠目標和發展計劃，如果沒有企業長期的有計劃、有步驟地投入和支持，沒有相關學科的集成作戰，僅僅依靠國家的有限投入，我國的農業生物技術研究將難以實現跨越式發展。鼓勵企業投資的另外一個優點是市場導向和市場運作機制，只有按市場規律辦事，才能提高效率。

3．加大政府公共投資力度，提高我國原始創新能力。針對我國尚沒有足夠的有實力的企業進入生物技術產業和種子產業的現狀，目前加大政府公共投資十分必要。應將國家有限的投資用于解決技術發展中的核心問題和關鍵技術，本著有所為和無所為的原則，立足解決獨立知識產權問題，提高我國在生物技術領域的原始創新能力。據悉，“十五”期間，我國對生物技術研究開發與產業化的總投入已經超過了100億元。科技部用于農業科技和生物技術的研究經費在“十五”期間比“九五”期間分別增加 3倍以上，農業部和地方政府對此的投入也將穩步增長。