吴孔明院士 | 中国转基因大豆的产业化策略

中国转基因大豆的产业化策略

于惠林  吴孔明

DOI：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-0667

https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2396.q.20220622.0929.001.html

大豆是事关人民生活和经济社会发展的重要农产品之一，提高大豆生产水平和增加自给能力，是中国农业生产必须解决的重大问题。由于中国耕地资源不足的限制，科技创新是提升大豆生产能力的唯一出路。转基因育种是推动大豆生产发展的颠覆性技术，对美国、巴西和阿根廷等世界主产国大豆产业的发展发挥了重要作用。经过20多年的科技创新，中国转基因耐除草剂和抗虫育种技术已经成熟，这些产品的产业化种植可显著降低大豆生产成本和提升单产水平。

近日，《生物技术通报》特邀中国农业科学院吴孔明研究员发表了题为《中国转基因大豆的产业化策略》的综述。该文章综述了全球转基因大豆的研发与应用最新进展，并基于中国国情阐述了转基因大豆商业化种植的重要策略。

本文主要包括以下几部分：

1 国外转基因大豆的产业化过程

1.1 转基因大豆的研发历史

1.2 转基因大豆的商业化种植

2 中国转基因大豆产业化的意义

2.1 转基因大豆产业化有助于控制农业生物灾害

2.2 转基因大豆产业化有助于农业绿色发展

2.3 转基因大豆产业化有助于提高中国大豆竞争力

3 推动中国转基因大豆产业化应加强的工作措施

3.1 规划国产转基因大豆产业化路线图

3.2 构建转基因大豆的可持续利用技术体系

3.3 加强中国野生大豆的资源保护与利用工作

3.4 打造产学研一体化的转基因大豆研发体系

转基因大豆的产业化是涉及科技创新、农业生产、科学普及和国际贸易等诸多方面的系统工程，需多措并举、综合推进。

规划国产转基因大豆产业化路线图

2008年启动的“转基因生物新品种培育重大专项”推动了中国转基因大豆的研发工作，目前已研发了一批具有自主知识产权、具备产业化应用前景的耐除草剂、抗虫和品质改良大豆新品系。2019-2021年农业农村部发放了转g10evo-epsps基因耐除草剂大豆SHZD3201在南方大豆区生产应用安全证书、转epsps和pat基因耐除草剂大豆DBN9004在北方春大豆区生产应用的安全证书和转g2-epsps和gat基因耐除草剂大豆中黄6106在黄淮海夏大豆区生产应用的安全证书。其中，大北农公司研发的耐除草剂大豆DBN9004已于2019年在阿根廷获批种植，2020年获中国批准用于进口加工原料安全证书。此外，Vip3Aa+pat、cry1Ac/Ab、cry1Iem等转基因大豆转化事件研发工作进展顺利，为产业化提供了后备产品。

2021年农业农村部在内蒙古自治区开展了转基因耐除草剂大豆产业化的试点工作，结果已证明转基因大豆具有高效防治杂草和显著的增产增收作用。基于目前我国转基因大豆技术发展进度和我国大豆生产的国情特点，国内产业化应在内蒙试点的基础上，从东北地区逐步向华北、华中和南方大豆种植区发展。在产品应用上，应按耐草甘膦除草剂单一性状、多基因耐草甘膦和草铵膦等多种除草剂、耐除草剂与抗虫等复合性状和品质改良性状产品顺序，顶层设计产业化路线图，依次制定针对性政策和有序推进相关工作。国外可优先在阿根廷等南美国家产业化，并逐步向其它国家推广。

构建转基因大豆的可持续利用技术体系

害虫杂草可以对杀虫毒素和除草剂产生抗性，这是影响转基因大豆产业发展的重要因素，因此要科学使用各种耐除草剂和抗虫大豆产品。在中国北方春大豆产区，苘麻、铁苋菜、鸭跖草、打碗花和问荆等是常发优势杂草，田间和室内药效试验已表明草甘膦对上述几种杂草防效相对较差，应在该产区种植耐草甘膦+草铵膦大豆。在东南春夏秋大豆产区和华南四季大豆产区，小飞蓬和牛筋草是常发杂草，但已出现草甘膦抗性问题。因此，在南方大豆产区，应种植耐草甘膦+草铵膦、耐草甘膦+草铵膦+麦草畏或耐草甘膦+草铵膦+2，4-D（麦草畏和 2，4-D 对抗草甘膦小飞蓬有较好防除效果）等耐多种除草剂大豆。如种植耐草甘膦单一性状大豆，为保证除草效果，应搭配使用其他作用方式的化学除草剂补充防治。黄淮海夏大豆产区尚未发现抗草甘膦牛筋草和小飞蓬等杂草，可推广种植耐草甘膦大豆。鉴于玉米、大豆和棉花有多种共同的靶标害虫，应综合考虑不同作物的抗虫基因布局和产品研发工作，避免因同一地区、同时种植转同种抗虫基因玉米、大豆和棉花而加大害虫抗性风险。

要研发抗性杂草和害虫种群监测与治理技术，建立中国特色的抗性治理体系。针对耐除草剂大豆转化体，持续监测优势杂草对靶标除草剂的抗性程度。一旦发现杂草产生抗性，要采取多种管理措施相结合的形式进行综合治理。在害虫抗性监测治理方面，要研究不同生态区域主要靶标害虫的敏感基线和抗性基因频率，持续监测主要害虫对Bt蛋白的抗性程度。当抗性基因频率增加后，需结合其他防治措施来进行补充防治。由于我国大豆种植地区和玉米种植区高度重叠，可统筹安排转基因抗虫玉米与大豆的抗性监测与治理工作，实施适合我国国情的“高剂量/庇护所”抗性治理策略。

加强中国野生大豆的资源保护与利用工作

野生大豆具有抗逆、繁殖系数大、蛋白质高等优良性状，这些性状所携带的优良基因是大豆育种的宝贵基因资源。我国是野生大豆重要起源地，野生大豆种质资源十分丰富。在田间自然条件下，耐除草剂大豆如epsps等外源基因可漂移至野生大豆，虽漂移最远距离为 10 m，漂移率小于万分之一，但杂交后代可育。转基因大豆外源基因漂移会影响野生大豆种质资源的生物多样性。空间隔离是控制转基因大豆外源基因逃逸的有效策略。巴西专家建议在转基因大豆种植区域设定10 m以上的隔离带，阻断外源基因的逃逸。韩国学者建议，在基因漂移率 0.01% 的阈值下，转基因与野生大豆之间的有效空间隔离距离至少为 37.7m。因野生大豆在中国分布广泛，如长期大规模种植转基因大豆，其外源基因向野生大豆的漂移将难以避免。

为了降低生产活动和生态环境对野生大豆原生境的影响，中国政府通过长期的努力，已建设了野生大豆种质资源库和原位保护区，这为转基因大豆的产业化奠定了坚实的基础。要制定适合我国国情的控制转基因大豆外源基因向野生大豆漂移可能产生风险的管理措施，进一步加大野生大豆的保护力度，如增加野生大豆原生境保护区的数量和面积、加强对野生大豆种质资源库和资源数据库建设、加快资源普查和抢救性收集工作等。此外，还要加大野生大豆功能基因挖掘和知识产权保护工作，强化野生大豆资源管理的法制建设。

打造产学研一体化的转基因大豆研发体系

转基因大豆产业化的根基是生物育种科技创新能力，而中国转基因大豆的创新能力与西方发达国家还有较大的差距。目前中国研发的转基因大豆产品还处在跟跑阶段，转基因大豆科技创新自立自强还任重道远。要构建一流的大豆生物育种技术体系，必须实现创新链与产业链的一体化，解决长期存在的基础理论发现、高新技术突破、传统育种技术集成创新和商业化应用工作的碎片化与孤岛化问题。

长期以来，中国的大豆科技创新力量主要集中在科研机构和高等院校，企业主要做种子的营销工作，基本不具备科技创新能力。近年来，北京大北农科技公司等企业生物育种科技创新能力有了长足的发展，为构建以企业为主体的转基因大豆商业化研发平台奠定了基础。要通过体制机制创新，整合科研单位、大学和企业科技资源，重构中国大豆生物育种科技创新体系，打造具有国际竞争力的大型种业企业，用转基因技术推动大豆种业的快速发展。

转自：植物科学最前沿

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