山侖院士：轉基因作物育種發展階段、問題與建議

　　近年來，轉基因品種安全性問題在我國學術界和民眾中引起了一些爭議，這本來是一件正常的事，不應稱之為“妖魔化”，也不擬采取“堅決遏制負面輿論”的做法。毋庸置疑，轉基因育種技術將以巨大的潛力引領未來，對于增強我國科技的國際競爭力，支撐我國農業生產的持續發展具有十分重要的作用。

　　《中國科學院院刊》2013年第3期發表了兩篇倡導發展新一代農作物生物育種技術的文章，隨后《中國科學報》等報刊陸續有文對此加以論述;一些專家提出的戰略咨詢報告也用了這一提法。我非育種工作者，讀了這些文章后增進了知識，也受到啟示，但有一個概念方面的問題，經反復思考后仍不甚明了，現提出來同大家討論，請專家指教。

　　生物育種涵蓋了從基因工程到雜交選育共七類技術

　　什么是“生物育種”?從字面上看似可理解為植物、動物、微生物育種的統稱。從國家已啟動的重大科技專項“轉基因生物新品種培育”的名稱看，這一理解看來是適當的。但《2013-2018年中國生物育種業市場前景分折與投資風險評估報告》則認為 “生物育種的定義是培育優良生物的生物學技術”，涵蓋了從基因工程到雜交選育共七類技術。黃大昉先生所賦予的定義則是“農作物生物育種是以轉基因技術為核心，融合了分子標記、雜交選育等常規手段的先進技術”，并強調“生物育種又稱轉基因生物育種”，但“千萬不能把生物育種狹隘地理解為只是轉基因，它還包括了傳統育種的先進技術”。我直觀感覺上述列舉的定義不夠清晰，且相互交錯。另外，當前是否已處于建立以轉基因技術為核心的育種技術體系的時候也值得商榷。

　　上面列舉的中科院院刊兩篇論文的英文摘要中，作者分別將“生物育種”譯為“Bio— Breeding”與“Biotechnology Breeding”，前者為中文原義，而我認為后者的含義是適當的，即“生物育種”的確切表達應為“生物技術育種”，或稱之為以轉基因技術為主導、包含細胞與染色體工程、分子標記等技術在內的生物技術育種，“生物技術”不等同于“生物學技術”，目前不應將常規育種技術(如雜交選育)包括在生物技術育種體系之中，而應倡導兩者的緊密結合、協同發展。2014年中央一號文件中提出要加強分子育種的基礎研究與技術開發，我理解，此處所說的“分子育種”與“生物技術育種”含義基本相同，是一種簡稱，是未來的發展方向，更強調在分子和基因水平上精準操作的遺傳改良。鑒于此，我想將問題引申一下，就常規育種與轉基因育種(生物技術育種的核心)之間的關系，以及轉基因作物育種當前所處的發展階段談談個人的認識。

　　轉基因作物應服務于我國當前和未來農業發展需求

　　近年來，轉基因品種的安全性問題在我國學術界和民眾中引起了一些爭議，這本來是一件正常的事，不應稱之為“妖魔化”，也不擬采取“堅決遏制負面輿論”的做法。按常識判斷，我個人認為，按程序經嚴格審定的轉基因食品和普通食品一樣是相對安全的，但其遺傳效果和生態效應有待長期觀察的主張也是有道理的，故在一個相當時期里應允許人們有選擇權。在這里，我想強調的是轉基因作物應用不僅有一個安全性問題，而更為重要的是，要在實踐中證明其不可替代性，以及如何更好地服務于我國當前和未來農業發展的需求。

　　毋庸置疑，轉基因育種技術將以巨大的潛力引領未來，對于增強我國科技的國際競爭力，支撐我國農業生產的持續發展具有十分重要的作用。大勢所趨，非搞不可。但就生產環節而言，當前占主導地位的仍屬常規育種技術。據報道，轉基因品種種植面積近年來在一些國家有很大發展，如轉基因大豆在美國種植率高達90%以上，玉米則達到70%，但僅限于兩類基因，抗蟲害與抗除草劑(且具特定性);近年來我國大量進口轉基因大豆，其優勢之一是含油量高，但這一性狀并非轉基因的效果。可以認為，目前為止，與產量直接有關的基礎性狀仍是通過常規育種技術獲得的;從長遠看，轉基因技術作用的發揮仍然必須以常規育種作為基礎。這里需要強調的另一個問題是，我國作物育種方向長期以來以高產為主，并追求超高產目標，這在一定歷史時期是必要的，但今后為實現大范圍的持續均衡增產還必須重視確立明確的抗逆、廣適應育種目標，特別是抗干旱與水土資源高效利用目標。今年中央一號文件提出培育一批突破性新品種的要求，從哪里突破?在什么性狀上突破?我認為，主要應從抗逆性上，特別是在改善抗旱節水性狀上尋求突破。

　　對轉基因抗旱節水新品種的看法和建議

　　從原理上看，通過轉基因途徑培育抗旱節水新品種大有希望，但實際上困難很多。這既是當前的一個研究熱點，也是一個難點。據報道，全世界已有數百個干旱響應基因被分離出來，并獲得相當數量的轉基因植株，但長期停留在實驗階段。經歷多年努力，美國孟山都公司于2012年推出第一例商業用抗旱轉基因玉米(CSP B Corn)，中等干旱條件下平均增產6%，因未顯示出其明顯優越性，推行并不理想。我國近年在河北、山西、山東、陜西、甘肅等地用常規技術培育出一批小麥、谷子等抗旱性較強的新品種，并得到推廣應用。2005年在羅馬召開的第二屆世界干旱大會的總結中曾指出“基因組研究信息如此之多，但這信息在缺水條件下的田間應用又如此之少”;2013年在澳大利亞召開的第四屆世界干旱大會的通告中再次呼吁，應重視植物抗旱性分子研究與田間應用之間的銜接，為消除它們之間的巨大缺口，應加強不同學科之間的協調配合。學術界早已明確，植物抗旱性是一個十分復雜的特性，不但是多基因控制的，而且是通過不同途徑實現的，加之當前抗旱轉基因研究又多限于機理尚不十分清晰。且與高產性狀存在一定矛盾的耐旱性范疇，即通過基因工程能控制的抗旱性狀僅是一小部分，而且其表達效果嚴格受到環境條件的限制，故難度很大。有學者指出：“不論是抗旱還是抗鹽，比人們想象的要復雜得多，真正的轉基因抗逆農作物還沒有出現，特別是很抗逆的作物，目前還停留在人們的想象中。”基于上述情況，就通過轉基因途徑培育具有突破性的品種，特別是培育抗旱節水新品種的有關問題，提出幾點個人看法和建議：

　　1.轉基因作物育種具有很大潛力，是育種工作取得新突破的希望所在，但不論當前和未來都應強調轉基因育種和常規育種的緊密結合，而且以常規育種作為基礎。當前不擬籠統倡導以轉基因技術為核心，在生產環節上仍應堅持以常規育種技術(包含雜交選育、雜種優勢利用、理化誘變等)為主，在研究層面上則應切實加強轉基因育種的系統性研究和有針對性開發。

　　2.在育種目標上，在繼續重視高產與超高產性狀的同時，應將另一重點放在抗逆與廣適應上，特別針對廣大旱區和缺水灌區，選育抗旱節水新類型已成為一種迫切需求，這方面雖然面臨不少困難(如抗旱機制的復雜性、干旱環境的多變性、可控制性狀的局限性等)，但轉基因技術仍屬最終解決這一難題的最佳選擇，不過要有耐心，應作好長期努力的思想準備。

　　3.在研究對象上，除農作物外，將抗旱轉基因植物研究的另一個重點放在林草植物上更為可行，因為這方面的抗逆基因資源更為豐富，而且與一年生農作物相比，這類植物存活需求是第一位的，產量高低是第二位的，生態效益在先，只要生存下來就有機會實現其生態經濟目標。

　　4.切實加強抗旱轉基因育種的基礎理論研究，這方面目前主要存在兩個問題：一是近年來植物抗旱機理研究相對分散與滯后，難以適應抗旱轉基因技術迅速發展的需求，例如難以為確定耐旱主效基因及耐旱有關基因的有效聚合提供更有力的依據;二是實驗室分子水平研究與田間應用之間缺乏有效銜接，或存在較大空白，整體(個體)抗旱生理機制研究一定程度上被忽視，這也削弱了轉基因技術的更好發揮。今后應在這方面制定一個有指導作用的系統研究方案。

　　5.在政策層面上，今后應重視以下幾個問題：(1)在科技立項上注意保持常規育種和轉基因育種之間的平衡(包括人才培養、資金投入、條件建設等);(2)對轉基因育種除安全性外，應重視全面評價其實踐效果;(3)重視不同學科專家之間的協同、交流及相互質疑，例如有關重大項目的立項、評議等活動除本學科專家外，應邀請相關領域專家參與，鼓勵開展爭議，以求在充分討論的基礎上取得共識。