全 文 ：生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN·信息交流· 2008年第3期
1 转基因作物商业化现状及发展趋势
据 ISAAA的 CliveJames报告称,在转基因作
物商业化的第一个 12年(1996~2007)中,由于能得
到持续稳定的收益,农民种植转基因作物量逐年增
加。2007年,全球转基因作物种植面积增长率达
12%,即增加 1230万 hm2,达到 1.143亿 hm2(2.824
亿英亩)。第一个 12年,转基因作物商业化给工业
化国家和发展中国家的农民都带来了经济和环境
效益。
2007年,种植转基因作物的国家增加到了 23
个,其中包括 12个发展中国家和 11个工业化国
家,按照种植面积顺序为美国、阿根廷、巴西、加拿
大、印度、中国、巴拉圭、南非、乌拉圭、菲律宾、澳
大利亚、西班牙、墨西哥、哥伦比亚、智利、法国、洪
都拉斯、捷克、葡萄牙、德国、斯洛伐克、罗马尼亚和
波兰,前 8个国家的种植面积都超过了 100万
hm2。
2007年,美国、阿根廷、巴西、加拿大、印度和
中国继续成为全球转基因作物的主要种植国,美国
以 5770万 hm2位居全世界第一,为了满足不断增
长的酒精用转基因玉米的市场需求,转基因玉米种
植面积实际增加了 40%,而转基因大豆和棉花的种
植面积有少量减少。值得注意的是,2007年在美国
种植 63%的转基因玉米、78%的转基因棉花,合计
为全部转基因作物的 37%都是包含 2个或者 3个
复合特性的转多基因作物。复合性状转基因作物是
一个非常重要的特性,也是将来的发展趋势,可以
满足农民和消费者的多重需要,在美国、加拿大、菲
律宾、澳大利亚、墨西哥、南非、智利、洪都拉斯和阿
根廷这 10个国家发展迅猛。更多的国家期望将来
能种植转多基因作物。
1.1 印度
印度是世界上最大的棉花种植国,棉花种植影
响着 6000万人的生活。2002年有 54000个农民
在种植 50000hm2Bt棉花。2007年,Bt棉花种植面
积已经增加到 620万 hm2,这些棉花由 380万个资
源匮乏的小农户种植。连续 3年,印度的种植增长
比例在世界上所有转基因作物种植国家中最高,其
中在 2007年达到 63%。Bt棉花之所以能获得这样
激动人心的发展,是由于 Bt棉花持续给农民和国
家带来收益。Bt棉花增产达 50%,减少了一半的杀
虫剂使用量,不仅带来了环境和健康的效益,而且
每 hm2增加收入 250美元以上,能帮助农民减轻贫
困。统计表明,2006年农民种植 Bt棉花而增加的收
入估计为 8.4亿~17亿美元,产量几乎翻番,对于曾
经是世界上棉花产量最低的国家之一的印度,如今
已经成为棉花出口国。印度财政部长最近赞扬了
Bt棉花的成功,并且认为生物技术也一定会被应用
在其他粮食作物如水稻、小麦、豆类和油菜籽上。
1.2 中国
中国是世界上最大的棉花生产国,在 1996/
1997年引进 Bt棉花,比印度早 6年。印度 940万
hm2棉花种植面积几乎是中国 550万 hm2面积的两
倍。虽然印度在 2002年才引进 Bt棉花,比中国晚
了 6年,但是到 2006年为止,印度已经种植了比中
国多 30万 hm2的 Bt棉花,2007年比中国多 240万
hm2。尽管中国的棉花种植面积比印度小得多,但
2007年受益于 Bt棉花的中国小农户的数量几乎是
印度的 2倍。
反应农民对新技术的信心的重要指标之一是
农民在下个季节重复种植 Bt棉花的程度。中国科
学院农业政策研究中心(CCAP)在 2006年和 2007
年调查了河北、河南和山东 3个省 12个村庄的
240个棉花种植家庭,报告指出在 2006年种植 Bt
棉花的每一个家庭在 2007年都选择继续种植 Bt
棉花。因此,在 2006年和 2007年之间 3个省种植
Bt棉花的重复指数是 100%。有趣的是,调查的 240
个农民家庭中,几个在同一个村庄内的农民在
2006年种植了同一品种的非 Bt棉花,在 2007年同
样也种植了这种非 Bt棉花。这表明聪明的农民通
常想在田地同时种植老品种和技术改良品种来比
较它们的不同。在美国的玉米主要产区引进杂交玉
2007年全球转基因作物商业化发展趋势
孙国凤
2008年第3期
米期间发生了非常类似的事情——农民紧挨着新
品种种植表现最好的品种,知道他们对杂交品种满
意才全部种植。基于 CCAP的研究,按中国 Bt棉花
耕作水平产量平均增加了 9.6%,杀虫剂使用量降
低了 60%,对于环境和农民的健康也有着积极的影
响,并且每 hm2增加了 220美元的收入,为许多每
天收入不足 1美元的棉农做出了突出的贡献。
在中国,除某些种类的 Bt棉花之外,所有的商
品化转基因作物都是由国家提供资金进行研发的。
水稻是世界上最重要的粮食作物,在 2006年,中国
种植的 2930万 hm2水稻相当于世界总数的 20%。
中国有世界上规模最大的转基因水稻计划,专一防
治稻螟虫和水稻白叶枯病的转基因水稻,在大规模
田间试验之后,目前正有待商业化种植的正式批
准。中国有很多研究所和数千位致力于作物生物技
术的研究人员,有 10多种正在进行田间试验的转
基因作物,其中 3个主要产品为水稻、玉米和小麦,
还包括棉花、马铃薯、番茄、大豆、甘蓝、花生、甜瓜、
番木瓜、甜椒、辣椒、油菜和烟草。
1.3 阿根廷
阿根廷是 6个 “转基因作物创始国家”之一,
1996年就开始“抗农达”耐除草剂大豆和抗虫 Bt棉
花的商品化,这是全球商业化的第一年。阿根廷为
世界转基因作物第二大种植国,2007年种植 1910
万 hm2,占全球转基因作物总面积的 19%。2007年
比 2006年增加种植面积 110万 hm2,增长 6%。2007
年阿根廷种植的 1910万 hm2转基因作物中,有
1600万 hm2转基因大豆,280万 hm2转基因棉花,
约 40万 hm2转基因玉米。与印度和中国不同,阿根
廷有着较大的农场,而且阿根廷是谷类和油料的主
要出口国。最近一项分析表明,在阿根廷种植的转
基因作物,特别是“抗农达”耐除草剂大豆,使农民
在 1996年到 2005年 10年中增加收入约 200亿美
元,提供了大约 100万个新工作岗位,为消费者生
产了更多的大豆,产生显著的环境效益,特别是免
耕法可以保持土壤和土壤湿度进而可以复种转基
因大豆。
转基因作物推广应用在阿根廷的迅速发展是
以下几个因素共同作用的结果:一是完善的种子产
业;二是有一套负责的、及时的和减本增效的转基
因产品审批法规系统;三是高附加值技术。种植转
基因作物的第一个 10年中,阿根廷种植耐除草剂
大豆、抗虫玉米和抗虫棉花 3种作物共产生了 202
亿美元的收益。在转基因作物商业化的第一个 10
年内转基因作物给阿根廷带来了多重和显著的效
益。阿根廷面临的挑战是在转基因作物商业化种植
的第二个 10年,即 2006~2015年,面对正积极加入
的种植转基因作物的国家的竞争,如何保持世界第
二的排名。
1.4 巴西
巴西不仅有大农场,还有资源匮乏的小农户,
特别是在比较贫穷的东北部,管理部门非常重视
减轻农村地区的贫困。2007年,巴西保持了世界第
三大转基因作物种植国的地位,总种植面积约为
1500万 hm2,其中 1450万 hm2种植了“抗农达”耐
除草剂大豆。2007年比 2006年增长了 30%,增长
率排在印度之后位居世界第二;2007年,巴西转基
因作物种植面积增加 350万 hm2,成为世界上转基
因作物种植国家中绝对增长最快的国家。目前,巴
西是世界上仅次于美国的大豆生产国,而且有望成
为第一大国;2007年,巴西成为继美国之后世界上
第二大酒精生产国,是世界上在矿物燃料和生物燃
料方面都能自给自足的少数国家之一。2007年 11
月,巴西总统卢拉宣布将对为期 4年的“为科学、技
术和创新的行动计划”项目投资 230亿美元,该计
划的 4个要点之一是支持战略性领域的研究和创
新,特别是在生物技术、生物燃料和生物多样性方
面。在能产生巨大的实质性效益和人道主义效益的
农业生物技术方面,巴西、印度和中国组成的“三驾
马车”是一支惊人的力量。这“三驾马车”需要结合
成一个核心团体,这样可以为了利用和优化转基因
作物一起努力,到 2015年,可以减轻资源匮乏的农
户的贫困和饥饿,3种主要粮食作物玉米、水稻和
小麦,还有其它几种作物,都将受益于生物技术。宗
旨,巴西在种植转基因作物方面已经成为世界的领
导者,与其“抗农达”大豆将会持续大幅增长,增加
耐除草剂性状的 Bt棉花的种植面积会迅速地扩
张。
1.5 南非
南非是惟一一个位于非洲大陆的商业化种植
孙国凤:2007年全球转基因作物商业化发展趋势 191
生物技术通报Biotechnology Buletin 2008年第3期
转基因作物的国家。2007年,南非转基因作物种植
面积总计 180万 hm2,比 2006年的 140万 hm2增长
了几乎 30%,在世界上排名第八。南非从 1998年开
始种植转基因玉米、棉花和大豆以来,种植面积逐
年增加。2007年转基因玉米种植面积增长较快,其
中白玉米的种植面积占了总数为 170万 hm2总白
玉米种植面积的三分之二。无论是资源匮乏的小农
户还是大农场主都在种植他们信任的转基因作物。
作为非洲国家和世界重要转基因作物应用中心,南
非在与其他国家分享转基因作物的经验与知识方
面扮演着非常重要的角色,估计南非在 1998~2006
年期间由转基因玉米、大豆和棉花所获得的收入增
长约为 1.56亿美元,仅 2006年一年估计就有 6
700万美元。
很显然在转基因作物商业化的第一个 12年已
经取得了很大的进步,但是与 2006~2015年期间转
基因作物商业化的第二个 12年的潜在发展相比,
到目前为止,转基因作物商业化还仅仅是“冰山一
角”。到 2015年为止应用转基因作物实现以下 5个
目标的可能性很大。
(1)增加全球作物生产力,在改进粮食、饲料、
农产品安全等可持续作物生产系统的同时,保护生
物多样性;(2)帮助减轻贫困和饥饿;(3)降低农
业对环境的影响;(4)缓解气候变化并且降低温室
气体排放;(5)有助于低成本高效率的生物燃料生
产。
2 展望
转基因作物的未来是令人鼓舞的。转基因作物
种植国家的数量、转基因性状以及种植面积计划都
将在商业化的第二个 10年之间翻番;在发展中国
家如布基纳法索、埃及、越南或许在未来 1~2年内
种植转基因作物。维多利亚和新南威尔士州于
2007年 11月底结束了转基因油菜为期 4年的禁
令,这对转基因作物将来在澳大利亚发展意义重
大,在这里耐干旱小麦已经开始田间试验。到 2015
年为止,假定只有转基因玉米将获得批准的情况
下,种植转基因作物农民的数量将增加 10倍,达到
1亿人或更多。干旱是最普遍和最严重的作物产量
提高的限制条件,转基因技术提供了一定程度的耐
旱特性,期望大约在 2011年可以应用于那些饱受
干旱之苦的发展中国家。从 2006年到 2015年商业
化的第二个 10年中,与第一个“美洲的 10年”相比
较,很可能以亚洲的显著增长为特色,而北美洲的
继续发展以复合性状作物的快速增长为主,南美洲
的巴西将有强劲的增长势头。作物质量特性将更加
突出,虽然转基因作物仍在等待上市,但它们被暗
示在欧洲即将获准。其他产品,包括医药产品、口服
疫苗和特种产品也将富有特色。生物技术的应用提
高了第一代粮食/饲料作物和有重大影响的第二代
生物燃料的能源作物的生产效率,同时也带来了机
会和挑战。如果作物的效率不能通过生物技术和其
他方法提高,在食品不安全国家将粮食和饲料作物
(如甘蔗、木薯和玉米)作为生物燃料的不恰当使
用,可能会危及全球的粮食安全,阻碍粮食、饲料、
燃料目标的实现。作物生物技术的关键作用是高效
地优化每 hm2生物量/生物燃料,提供更多的燃料。
无论如何,从长远看,转基因作物对“人道主义千年
发展目标(MDG)”的最重要的潜在贡献是到 2015
年把贫困和饥饿减少到 50%。对转基因作物坚持良
好的耕作习惯,例如轮作和抗性治理,在第一个 10
年期间仍然是非常重要的。继续把负责任的管理付
诸实践,特别是对于发展中国家,他们是转基因作
物商业化第二个 10年的主要的新的实施者。
在最近公布的 2008世界银行发展报告中关于
“发展农业”中指出“农业发展是到 2015年将贫困
和饥饿人口减半的千年发展目标的至关重要的手
段”。报告提示,在发展中国家人口中有四分之三人
口居住在农村地区,他们中大多数直接或间接的依
靠农业来维持生计。因此,没有农业生产力革命就
不能克服撒哈拉以南的非洲的赤贫情况。亚洲经济
快速发展的事实也引起了人们的注意,发展中国家
的绝大多数财富就是由亚洲创造,但那里仍然有 6
亿农村家庭生活在极度贫困的条件下,亚洲农村的
贫困将在未来几 10年继续威胁数百万个农村的穷
人。目前来看,贫困是一个农村现象,在那里有世界
上 50%最贫困的资源匮乏的农户;另外 20%在农村
完全依靠农业维持生计却又没有土地的人。我们面
临的挑战是通过与资源匮乏的农民共享知识以及
那些已经成功利用转基因作物提高作物生产力以
及经济收入的发达和发展中国家的经验,把农业贫
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2008年第3期
一个烟草葡糖基转移酶基因启动子的克隆与诱导表达
中南民族大学生命科学学院李静、刘学群和王春台3位科研工作者利用从烟草中克隆的一个葡糖基转移酶
基因(GT-like),通过PCR扩增得到该基因开放阅读框5′端-1150～0上游调控区,经序列分析表明该启动子序列含
有多个基因表达调控元件。将GT-Like基因启动子与gus报告基因连接,构建植物表达载体pGT-gus,经根癌农杆
菌介导法转化W38型烟草。转基因烟草植株GUS组织化学染色结果表明:该基因上游1150～0序列具有启动活
性,能启动gus基因并能在烟草叶片中表达,致于在根中的表达受时间和环境的影响。GUS诱导活性的定量分析
结果显示,该启动子的表达不但受甲基茉莉酸的强烈诱导,而且也受水杨酸的强烈诱导。
他们3位研究的结果表明:对于这一启动子的诱导表达机理分析,突破了这一生物技术的难度,将有助于进
一步研究甲基茉莉酸和水杨酸之间拮抗作用的相互关系;同时,也为研究类似的植物有机酸之间的拮抗作用打开
了顺利研究之入门窗口。 秦春圃
·信息交流·
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
困的集中转化成缓解贫困的机会。世界银行报告明
确指出生物技术和信息革命为利用农业促进发展
提供独一无二的机遇,但是也要注意发展快速的作
物生物技术很容易被发展中国家错过,如果政府意
愿和国际援助没有到位,特别是对那些有争议的在
ISAAA年度报告中着重讨论的转基因作物的应用
问题。对于国际社会包括印度、中国、阿根廷、巴西
和南非这些主要的已经从种植转基因作物中获利
的发展中国家的挑战是,如何与众多没有第一手经
验的发展中国家公开分享他们推广转基因作物的
经验和知识。实现这个意愿需要快速而且恰当的慈
善基金支持、双边和多边的援助组织帮助,以及如
今已经从转基因作物产业中受益达 70亿美元的私
营企业的所有跨国公司。在这个时期如果没有提供
关键的支持,那么将有许多发展中国家错过仅有的
机会,导致长时间的贫穷和生产力缺乏竞争。分享
转基因作物生产成功的经验是必须的,这包括与其
相关的全部人力资源:政治家、决策者、农学家、生
物技术学家、经济学家和直接从事于转基因作物各
方面的农民。无论赞成还是反对都必须被坦率的分
享,以便不需要新的转基因种植国家重蹈覆辙,在
这其中需要关注的一个重要的问题是“怎样用不用
的方法实施作物转基因计划?”,这即是能够从这些
已经成功种植转基因作物的国家中学习和得到一
些经验。
值得强调的是,在大多数发展中国家对转基因
作物的最主要的显示是缺乏合适高效的法规系统。
大多数发展中国家当今的法规系统通常是过于繁
琐的,并且在许多情况下,按照这个系统来申请批
准接触产品限制即商业化生产的花费高达 100万
美元或更多——这并不是大多数发展中国家的意
愿。当前的法规系统是 10多年前为工业化国家处
理这些新技术的最初需要而设计,他们拥有丰富的
法规资源,而发展中国家完全没有——现在对于发
展中国家的挑战是“怎样少付出而多收获”。由于过
去 12年积累的知识使现在制定合适的法规系统成
为可能,这个法规系统应该是可靠的,严格而不繁
琐的,仅需要对于大多数发展中国家能做到的适当
的资源,这是应该最优先考虑的事。如今不必要的
和没有严格证明过的标准只满足了资源丰富的发
达国家的需要,而正在阻碍发展中国家对转基因作
物如金米等产品的及时利用。从道德上讲,这是一
个两难的困境,一方面法规系统的需求已经超越其
常规意义成为“死胡同”而非方法或手段,而另一方
面,尽管法规系统可能完善而大多数发展中国家却
在等待的过程中错失发展转基因作物产业的机会。
孙国凤:2007年全球转基因作物商业化发展趋势 193