独家专访孟山都CTO:农业的未来不只属于转基因-基因农业网

独家专访孟山都CTO:农业的未来不只属于转基因

2016-11-15 | 作者: 科研圈 | 标签: 转基因 孟山都CTO



谈起孟山都,很多人首先会想到的是转基因、草甘膦、剪不断理还乱的争议。但你无法否认的是,孟山都在农业科学领域几乎一直是标杆一般的存在。从过去的转基因、RNA 干扰,到时下火热的大数据、基因编辑,在其手中无不以惊人的速度转化为看得见摸得着的农业产品。

2050年世界人口将膨胀至100亿,为保证粮食安全,人类需要更绿色、更高效的农业技术。然而新技术面临的不只是科学难题,还有公众的质疑和误解。面对科技带来的巨大的变革,将信将疑者有之、埋头回避者有之、闭门造车者有之、强制推行者亦有之。农业的未来究竟在何方,技术又应该如何面对争议?

孟山都现任执行副总裁兼首席技术官罗伯特·傅瑞磊(Robert Fraley)出身于美国伊利诺伊州的一个家庭农场。他于上世纪80年代带领团队进行了世界上首次转基因农作物的大田试验,并于1996年推出了抗草甘膦的转基因大豆和转 Bt 基因的抗虫棉,获得了包括世界粮食奖(被誉为“农业诺贝尔奖”)在内的诸多奖项。身为科学家的傅瑞磊始终相信,我们要做的不仅是科研,还有真诚的沟通。沟通的过程或许漫长而曲折,但人们终将拥抱科技引领的美好未来。

撰文 科研圈记者 张士超

孟山都执行副总裁、首席技术官罗伯特·傅瑞磊。图片来源:孟山都

精准农业——于信息时代的风口起飞

科研圈:在您看来,哪项技术可以被评为2016年农业领域最大成就呢?

傅瑞磊:挺难回答的问题。这就像让我从孩子中选出一个最喜欢的来。事实上当今的农业领域有很多不错的新技术。一定要选一个的话,我想应该是精准农业——信息技术正在涌入农业领域,我们可以通过卫星拍照、传感器监测等手段为农民提供更详细的土壤信息,今年我们的数字化产品已经推广到全美一半的玉米和大豆种植地。这是一项很令人兴奋的成就。另外基因编辑这项强有力的技术会推动医疗和农业的进步,我们也非常看好。

科研圈:您刚才说美国一半的大豆和玉米种植地已经受益于精准农业,能否详细介绍一下?

傅瑞磊:精准农业集成了多项技术,也意在解决多个问题。农民在耕种过程中需要做出许多决定:哪块地要先种,种什么作物?选哪种型号的种子、化肥、农药?施肥、灌溉的频率如何把握?诸多决定林林总总有四五十项之多。现在,每一项决定都能通过电脑得到分析,更棒的是这些分析结果可以直接发送到他们农机上的电脑或手头的智能手机。这样一来,农民可以及时掌握田间变量信息,分析种子生长表现,高效做出农田管理决策,判断化肥和杀虫剂的使用量和施用时机,提高效率避免浪费,从而实现增产。另外很重要的一点是不论在美国、中国还是非洲,只要你有智能手机或对应的农机就可以从中受益。




孟山都旗下气候公司(The Climate Corporation)开发的精准农业软件 Climate FieldView™ 界面,自上而下依次是:农田卫星照片、农机实时监控、施肥助手。截至2016年已有约6亿亩农田注册,农户可通过软件挑选购买数据和服务。

科研圈:这种技术会在中国得到普及吗?对发展中国家来说会不会很昂贵?

傅瑞磊:我认为会普及,并且很快。中国的农业也在走向现代化,这项技术所需的基本设备中国都有。举个例子:你现在买辆车,车上就会有很多摄像头、传感器和控制系统,这些装备也会很快地应用到拖拉机等农机上。

精准农业其实相当于危机管理。大部分发展中国家的农民不会专门请农业顾问,所以有精准农业提供耕种建议、提高产量是件好事。

基因编辑——脚踏实地的摘星者

科研圈:刚才您还提到了基因编辑技术。据我们所知,孟山都将与博德研究所(Broad Institute)合作,将 CRISPR 技术用于新作物开发。基因编辑技术将为农业带来什么呢?

傅瑞磊:基因编辑是新一代生物技术中的明珠。转基因技术使我们可以引入几种基因,而掌握基因编辑技术后,我们将能改进所有基因,这为作物改良提供了无限可能。但要注意的是,这项技术的应用也基于我们的育种技术,只有培育出优秀的种质资源,转基因和基因编辑技术才能发挥作用,农民才能获得更好的种子。

近年来,我们尝试过许多基因编辑工具。从 TALEN、锌指核酸酶到 CRISPR,再到下一代基因编辑技术等,它们都有各自的优缺点。我们与博德研究所展开 CRISPR 上的合作,与陶氏(Dow)签订了锌指核酸酶技术的协议,另外我们自己的实验室也在开发新一代的基因编辑技术。

科研圈:之前的转基因技术中,我们是转入已知的基因,比如说这种基因会产生抗虫蛋白,向植物中转入该基因就能使作物抗虫。有了基因编辑技术,我们就可以把作物任意修改成我们想要的样子吗?

傅瑞磊:这也许是对基因编辑的误解。人类很早就开始选择表现优良的作物,再往后有了更先进的育种技术、转基因、基因编辑等等,这是一个连续的过程,其目的始终如一。基因编辑给我们带来更多机会,但并不代表它可以取代转基因或传统育种技术。事实上这些技术相辅相成,作物的几万个基因我们只会去编辑几个,剩下的大部分基因依然要靠传统育种来筛选。当然,基因编辑是一种精确度极高的技术,我们可以用它来修饰特定的基因,从而获得特定的性状。我们会利用这项技术改良作物,提高产量、营养成分含量、抗病虫害能力和恶劣环境的生存能力。


CRISPR 技术使我们可以修改特定位置的基因。图片来源:Nature

科研圈:但是 CRISPR 也存在脱靶现象。

傅瑞磊:所以说基因编辑技术虽然强大,但我们依然需要传统育种技术筛选淘汰。两相结合之下,脱靶带来的问题就微乎其微了。

科研圈:孟山都与许多机构进行过技术合作。在您看来,技术应如何向应用转化?

傅瑞磊:作为一家企业,我们的经验是积极寻求合作,建立伙伴关系。我们和许多大学、大公司、初创公司都有合作,也自己做风投。比如博德研究所的合作,我们注意到他们,是因为他们是 CRISPR 以及下一代基因编辑技术的领军队伍,但刚才提到,只有基因编辑技术还不够,还需要育种等方面的技术, 而孟山都在这些领域有着强大的优势。

RNAi——诺奖17年后的新篇章

科研圈:基因编辑技术刚刚诞生就大红大紫,而另外一项技术——RNAi 在十几年前就得了诺贝尔奖,如今这方面的进展如何呢?

傅瑞磊: