美国转基因作物研究概况

2014-12-20 | 作者: 刘定富 | 标签: 美国转基因作物

(湖北惠民农业科技有限公司刘定富/文)

美国农业部经济研究局2014年2月20日发布第162号研究报告《美国遗传工程作物》,从公司、农民、消费者三个层面,总结了美国的转基因技术研究、转基因作物应用、消费者对转基因产品的需求。本文简要介绍该报告关于美国转基因技术研究的一些概况,并据此作出一些结论,开展一点讨论。

一、 田间释放

1.批准的释放数

美国转基因研究从实验室到市场,按环节分别由农业部(USDA)、环保署(EPA)、食品药品管理局(FDA)按分工依法监管。USDA依据《植物保护法案》对转基因生物进行管理,防止其成为有害生物。EPA依照《联邦杀虫剂、杀菌剂、和杀鼠剂法案》对转基因微生物农药和植物内置式农药(如抗虫、抗除草剂转基因生物)进行管理,保证其安全性。FDA依照《联邦食品、药品和化妆品法案》保障转基因生物产品作为食品包括食品添加剂或饲料的安全性。

由此可见,美国转基因技术研究走出实验室的第一步由农业部监管,具体由动植物卫生检验检疫局(APHIS)负责。因此,根据APHIS批准和公告的转基因生物田间释放许可数,可以初步看出美国转基因技术研发活动的开展情况。美国农业部动植物卫生检验检疫局(APHIS)1985-2013年(截止9月)每年批准的可以进行田间释放的遗传工程生物品种数量如图1所示。



从图1可见,美国转基因技术研究从实验室到田间自1985年开始,速度逐年加快,2002年达到高峰,当年批准1194项进行田间释放,此后有所减少,但常年维持在800项左右。累计批准数在2004年突破10000项,在2013年9月达到17000项。

但是,这一数字还不能完全反映转基因技术研发活动的全貌,因为一项批准可以包括多个释放位点,在每个位点可试验多个基因结构。虽然APHIS公告和批准的田间释放数量在2002年达到高峰,但批准的位点数和结构数从2005年起快速增加。例如2012年批准的释放数少于2005年,但批准的位点数是2005年的2倍,而基因结构数增加了150倍,见表1。

表1 美国农业部批准的转基因生物释放数、位点数和基因结构数

财年
释放数
位点数
结构数
1989
32
12
74
1990
46
14
142
1991
90
10
226
1992
164
121
427
1993
341
455
870
1994
569
1,669
1,926
1995
734
3,690
2,666
1996
653
2,745
2,305
1997
782
3,427
2,650
1998
1,151
4,781
3,830
1999
1,068
4,134
3,502
2000
1,002
3,836
3,126
2001
1,190
5,831
3,208
2002
1,226
5,111
3,234
2003
824
2,910
2,650
2004
997
4,523
2,851
2005
1011
4,939
3,042
2006
974
4,327
18,532
2007
1,066
3,623
63,217
2008
948
7,744
125,365
2009
846
6,751
217,502
2010
754
6,626
297,422
2011
967
10,128
395,501
2012
767
9,133
469,202

以上数据表明,美国转基因技术研究的步伐30年来没有减慢,反而是日益加快,几乎已经令其他国家无法追赶。包括中国在内的许多国家可能因为喋喋不休地争论转基因的是与非,而耽误了大好的时光!

2.涉及的作物

APHIS近30年来批准的17000多项田间释放许可主要涉及的作物及分布如图2所示。



由图2可见,美国转基因技术研究几乎涉及到了所有的主要农作物,不过主要还是集中于玉米、大豆、棉花、马铃薯等夏季作物。可见,农作物的重要性越大,有关研究越多。由图2还可以看出,关于夏季作物(玉米、大豆、棉花等)的研究远远多于冬季作物(小麦、油菜)。

3.涉及的性状

APHIS近30年来批准的田间释放许可主要涉及的转基因性状及分布如图3所示。



由图3可见,美国转基因技术研究就性状而言,主要涉及抗除草剂、抗虫、农艺性状、产品品质,关于抗病性的研究也不少,当然主要还是涉及输入性状,输出性状仅约30%。

4.研发的公司

APHIS批准的田间释放许可涉及到的主要公司及数量分布如图4所示。



由图4可见,美国的转基因技术研究有公司主导,孟山都是当之无愧的转基因技术研究的领导者,占据了所有许可数的40%,是第二位先锋公司的6倍以上。

二、解除管制批准

1.批准解除管制的转基因作物

转基因作物研究得到田间释放许可后,便可以开展田间试验或育种活动,但该转基因生物还是处于受管制状态。田间试验成功完成后,研究者可以向APHIS提出解除管制申请,被批准解除管制后,便可以商业化GE种子或种苗(当然还需EPA和/或FDA审批)。截止2013年9月,APHIS收到了145项解除管制申请,批准了96项,有37项被申请者撤回,17项还在审理之中,1项申请材料不完整。被批准的96项申请涉及到的作物及分布如图5所示。



由图5可见,除小麦以外的主要农作物都有了可以商业化的转基因品种,玉米最多,占据批准总数的30%,其次是棉花、大豆、番茄。

2.批准的性状

APHIS批准的96项解除管制的转基因植物品种涉及到的性状及数量分布如图6所示。



由图6可见,美国可商业化的转基因作物就性状而言,主要是抗除草剂和抗虫性,其次是产品品质,再次是农艺性状和抗病性,其他仅2项。跟批准的田间释放数一样,主要还是涉及输入性状,输出性状占比不足20%。

三、 研发产品线

APHIS田间释放许可和批准解除管制后,意味着GE产品接近了商业化状态。APHIS批准的转基因作物除抗除草剂和抗虫以外,还包括抗病毒/抗真菌、优良农艺性状(抗冷、抗旱、抗冻、抗盐、高产、高氮利用率)、增强产品品质[延迟成熟、香味、结构(水果蔬菜)、增加蛋白质或碳水化合物含量、脂肪酸含量、微量元素含量、改变淀粉结构、颜色(棉花、花卉)、纤维特性(棉花)、面筋含量(小麦)、天然无咖啡碱(咖啡)]、药用和保健(增加维生素、铁、抗氧化如β葫萝卜素),详见表2。

已获得的和研发中的生物技术作物
植物
输入性状
输出性状
抗除草剂
抗虫
抗病毒真菌
农艺性状
产品品质
药用/保健
玉米
C
C5
D
CD
D
D
大豆
C
C
 
D
CD
 
棉花
C
C
 
D
D
 
马铃薯
 
W1999退出)
D
D
D
D
小麦
C2004中止)
 
D
 
 
 
大麦、油菜、花生、烟草、隧道、甜菜、苜蓿等
C(油菜、甜菜、苜蓿),D(大麦、水稻)
D
D
D
D
D
番茄、南瓜、瓜类、甜玉米
 
C
CD
D
CD
D
其他蔬菜
D
 
 
 
D
 
木瓜
 
 
C
 
 
 
果树
 
 
D
 
D
 
其他树木
 
 
 
D
D
 
花卉
 
 
 
 
D
 
C为已可以商业化,D为研发中。

四、结论和讨论

近30年来,美国转基因作物的研究步伐很快,大约仅用了10年在1996年就走完了从实验室到田间、从田间到餐桌的研发和产业化全过程。首次产业化后的近20年时间里,研发速度并没有减慢,就田间释放的基因结构数量而言,反而是日益加快。笔者认为,这几乎已经令其他国家无法追赶。

美国的转基因研究几乎涉及到了所有的主要农作物,农作物的重要性越大,有关研究越多;夏季作物(玉米、大豆、棉花等)的研究远远多于冬季作物(小麦、油菜)。当前还主要集中于玉米、大豆、棉花、马铃薯等夏季作物。

研究的性状主要是抗除草剂和抗虫性,其次是产品品质,再次是农艺性状和抗病性,涉及输入性状的研究远远多于输出性状研究,未来可能会改变。

转基因作物研究基本上由生物技术公司(种业公司)主导,孟山都是当之无愧的转基因技术研究的领导者。

从美国农业部受理和批准的转基因作物解除管制申请来看,被批准率为66%,有25%的申请被申请者撤回,约12%的申请还在审理之中,所受理的
145项申请中仅1项因申请资料不完整未获得批准。这说明,近30年来美国研究获得的转基因作物依据《植物保护法案》是安全的,即不会成为有害生物。

从美国转基因作物研究来看,转基因技术农业应用是必然趋势,不会有回头路!同时也清楚地判断,我国是大大地落后了,尽管本文没有列举中国的数据加以比较。落后了怎么办?要么奋起直追,要么开放引进,别无他法。否则,中国的农业养活不了中国人,“中国人的饭碗装中国粮”也只是一句空话!

农业部,加油!科技部,助威!其他有关部委,当个拉拉队吧!(2014年3月13日)

参考文献
[1] http://ers.usda.gov/publications/err-economic-research-report/err162.aspx#.Ux0O2bKBSuo

来源:基因农业网

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