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全球转基因作物现状与中国转基因市场展望

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-05-22  来源:智种网NOVOSEED  浏览次数:1111
 

       《农业转基因生物安全评价管理办法》、《主要农作物品种审定办法》、《农作物种子生产经营许可管理办法》、《农业植物品种命名规定》等四项规章的修改已经2021年12月31日第18次部农业农村部常务会议审议通过,自2022年1月21日起施行。新修订的《种子法》也将于2022年3月1日起施行,《种子法》和四项规章的修改实施正式宣告我国步入玉米大豆转基因产业化元年。

       全球转基因发展现状

       转基因作物于 1996 年开始商业化种植,至今已经 26 年,全球转基因作物种植面积除了 2015 年和 2019 年以外,都是逐年增加的, 2019 年全球种植转基因作物 1.904 亿公顷,是 1996 年 170 万公顷的 112 倍。

       1996 年转基因作物商业化首次种植时,仅有美国、加拿大、澳大利亚、阿根廷、墨西哥等 5 个国家,2019 年时增加到 29 个国家种植,另 42 个国家进口转基因产品作食品或饲料、工业原料。

       美国、巴西、阿根廷、加拿大、印度为第一军团,转基因作物年种植面积在 1000 万公顷以上;巴拉圭、中国、南非、巴基斯坦、玻利维亚、乌拉圭为第二军团,种植面积在100-500 万公顷之间;菲律宾、澳大利亚、缅甸、苏丹、墨西哥、西班牙、哥伦比亚、越南为第三军团,种植面积在 10-90 万公顷之间;其它 10 国面积很小。

       美国一直是全球第一大转基因作物种植国,2019 年种植 7150 万公顷,占全球的37%;巴西、阿根廷、加拿大、印度分别占全球的 28%,13%,7% 和 6%;中国仅占全球的 1.68%。

       2019 年商业化种植的转基因作物有大豆、玉米、棉花油菜、苜蓿、甜菜、番茄、烟草、水稻、马铃薯、南瓜、木瓜、甘蔗、红花、茄子、苹果、菠萝等作物和果树等 27种,但主要的是大豆、玉米、棉花、油菜 4 大作物,苜蓿、甜菜有一定面积,其他作物面积很小。就面积而言,一直是大豆、玉米、棉花、油菜为主。大豆是第一大转基因作物,玉米是第二大转基因作物,棉花和油菜分别是第三、四大转基因作物。

       就转基因品种的普及程度而言,大豆、棉花普及率最高,从 2010 年起就达到了 70% 以上,2019 年接近了 80%。玉米、油菜从 2006 年起接近了 20%,但直到2019 年仍在 30% 左右,主要原因是作为玉米、油菜的种植大国中国,一直没有开放转基因玉米和油菜的商业化种植。

       从 1996 年至 2019 年,转基因性状一直主要是抗除草剂和抗虫,商业化的性状有单一抗除草剂、单一抗虫和既抗除草剂又抗虫(双抗)三种。双抗性状普及很快,2019 年面积超过单一抗除草剂性状,成为第一。单一抗虫、单一抗除草剂性状的种植面积分别从2013、2014 年起开始下滑。

       中国 1998 年开始种植转基因棉花,2006 年开始种植转基因木瓜,之前批准过烟草、番茄、辣椒、杨树,至今仅种植棉花和木瓜。中国曾是世界上最早种植转基因作物的国家,早于美国数年,由于美国的干预,活生生地扼杀了中国的技术领先。中国也成为全球第四大转基因作物种植国,但 2000 年后不断下滑,2019 年下滑至第七位,与巴拉圭、南非为伍。中国转基因面积全球占比 2004 年最高,为 4.57%;2019 年仅占1.68%。

       中国在 2004 年就超过了 300 万公顷,但至 2019 年一直徘徊,主要原因是一直没有放开其它主要作物。可以预期,随着转基因玉米、大豆的陆续放开,中国有望在几年内成为全球第三大转基因作物种植国,面积达 3000 万公顷以上。

       我国转基因产业化应用进程

       本着尊重科学、严格监管、依法依规、确保安全的原则,我国一直在稳妥有序推进转基因等生物育种产业化应用,一年多来步伐明显加快。

       2020 年中央经济工作会议强调,要尊重科学、严格监管,有序推进生物育种产业化应用。此次会议为多年热闹异常的转基因争论基本上画上了句号,政府层面对转基因的态度从“大胆研发、谨慎推广”转变为要“加快生物育种产业化应用”。

       2021 年 1 月份,农业农村部印发《2021 年农业转基因生物监管工作方案》,要求优化完善品种审定制度,为有序推进生物育种产业化应用提供政策保障。

       2 月份,农业农村部正式公布 2020 年转基因生物安全证书批准清单。大北农玉米性状产品 DBN9501、耐除草剂玉米 DBN9858、抗虫耐除草剂玉米 DBN9936 和大豆性状产品 DBN9004 正式获得相应区域生产应用的安全证书。

       3 月份,十三届全国人大第四次会议审查通过《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》,纲要明确指出,要加强农业良种技术攻关,有序推进生物育种产业化应用。

       4 月份,农业农村部公告抗虫耐除草剂玉米瑞丰 125 获得相关区域获得生产应用安全证书,耐除草剂中黄 6106 获得北方春大豆区生产应用安全证书。

       11 月份,农业农村部发布《主要农作物品种审定办法》、《农作物生产经营许可管理办法》、《农业植物品种命名规定》、《农业转基因生物安全评价管理办法》四项规章修改决定的征求意见稿。此次修订较为全面,涉及转基因品种的命名、审定、生产、经营许可、安全管理等环节,标志着转基因产业化应用的制度准备迈出一大步。

       同月,农业农村部组织制定了转基因耐除草剂作物用除草剂登记资料要求、除草剂防治转基因耐除草剂玉米、大豆田杂草田间药效试验准则的征求意见稿,推动转基因耐除草剂作物用除草剂登记试验和登记管理的规范化。

       12 月份,国家农作物品种审定委员会办公室组织起草了国家级转基因大豆、玉米品种审定标准,明确对玉米和大豆两大作物转化体的真实性做了要求,明确了转基因耐除草剂、抗虫性等目标性状有效性的具体标准,明确了回交转育品种与受体品种增产幅度、DNA 指纹检测差异位点数等,细化了指标,更有利于品种审定操作。

       同月十三届全国人大常委会第三十二次会议通过了对种子法的修改决定,修改后的种子法明确国家支持生物育种技术研究。

       我国转基因研发现状

       我国转基因玉米的主要研发单位有中国农业大学、中国农业科学院、华中农业大学、上海交通大学、大北农、杭州瑞丰、隆平生物、先正达及一些其它科研院校。据统计,目有 11 个转基因玉米获得生产应用的安全证书,其中,大北农占了 4 个;杭州瑞丰占 3 个;先正达旗下的中国种子集团有限公司 3 个。

       转基因研发企业实力如何?

       目前,大北农已育成并通过安全审批的转基因玉米有 4 个:DBN9936、DBN9858、DBN9501 和 DBN3601T,居于全国首位;转基因大豆 DBN9004 在海外进入产业化阶段。

       杭州瑞丰,也已成为我国转基因研发领导者,拥有十余个国内外专利。瑞丰125、浙大瑞丰8、nCX-1等通过国家安全审批。其中,“瑞丰125”突破国外专利垄断,使用了拥有自主知识产权的抗虫基因和耐草甘膦基因,是国内首批获得农业转基因生物安全证书的转基因抗虫耐除草剂玉米新品种。

       杭州瑞丰研发的转基因抗虫耐除草剂玉米瑞丰99,高抗草地贪夜蛾、玉米螟、黏虫、棉铃虫、小地老虎;抗草甘膦、啶嘧磺隆、烟嘧磺隆、2,4-D、抗二甲四氯等多种除草剂。

       “瑞丰88”转基因抗虫耐除草剂玉米高抗玉米螟、棉铃虫、东方黏虫,抗草地贪夜蛾;抗草甘膦、啶嘧磺隆、烟嘧磺隆、2,4-D、抗二甲四氯等多种除草剂。

       2021 年,隆平生物的 LP007 研发取得了突破性进展,其为 4 基因分子叠加抗虫抗除草剂玉米。同年,国投集团成为隆平生物控股股东,之后红杉资本、新希望也成为公司股东。从 LP007,到 LP007+,再到其升级版 LP007++,以及承载更多优势基因的多分子叠加技术路线,隆平生物3年时间跻身到了转基因前列。

 LP007(左)田间抗草地贪夜蛾优异表现,右为常规对照品种。

       先正达作为一流的生物技术研发公司。毫无疑问,从基因的发现到商业化整个流程非常完善,有着丰富的研发、管理、商业化经验。将为我国转基因的发展发挥重要的作用,目前,先正达已获得 3 个安全证书。

       至此,我国已有 11 个转基因抗虫耐除草剂玉米和 3 个转基因耐除草剂大豆获得了生产应用安全证书。

       根据农业农村部网站历年清单整理。目前我国总共发放了7批涉主粮作物的转基因生物安全证书(生产应用)。其中,2019年至今发放了6批,步伐明显加快。

       另一端,种子企业的储备如何?

       一批头部种子企业已经做好转基因玉米新品种储备。

       隆平高科是全球种业前10,其2021年年报显示,已完成裕丰303、中科玉505、联创839、隆平206、农大372等主要大品种多版本性状转育,目的是在产业化开放之后快速成为市场主力军。而隆平高科的战略是,前端以杭州瑞丰、隆平生物形成“双驾马车”协同推进玉米转基因性状开发,后端以玉米科学院、联创种业为主推进品种转育,做好商业化开发准备。

       荃银高科早在几年前便牵头开展了“转基因抗虫玉米‘双抗12-5’产业化研究项目”,并已创制了抗虫性状突出、综合性状优良的转基因玉米新品种。

       丰乐种业是中国种业第一家上市公司。其联合中国农大、浙江大学等多家高等院校、企业开展玉米转基因品种研发,目前转基因技术的开发进度位于行业前列,也已经初步完成了玉米转基因品种的储备。

       北京中林(屯玉)已与中国农大合作开发 2021 年底通过安全审批的抗虫玉米性状 ND207,该性状是由赖景盛团队研发,高抗玉米螟、粘虫、棉铃虫和桃蛀螟等玉米主要鳞翅目害虫,并能有效控制草地贪夜蛾危害。

       转基因品种种子上市的进程

       转基因品种种子上市的进程主要取决于品种审定的周期,转基因品种审定有以下几种情况:1)是受体品种为已审定的品种,申请转基因品种审定,只需开展 1 年生产试验;2)是受体品种为非审定品种,需要开展 2 年区域试验、1年生产试验;3)是尚未转育的已审定品种,在原区域审定需要 4 年时间,其中 3 年回交转育,1 年生产试验;4)是尚未转育的未审定品种,需要 6 年时间,其中 3 年回交转育,2 年区域试验,1 年生产试验;5)如为广泛使用的公用自交系,相关生物技术公司已完成转育,品种审定公司可直接使用,则时间可以缩短。回交转育和品种选育、参试可同步进行,这样也能缩短种子上市时间。

       一直参与转基因生物新品种培育科技重大专项试验的品种,如相关试验被认定为具备审定试验的效力,可减少试验流程,最快可以于今年 3 月份拿到审定证书。这是转基因品种获得审定证书的最快途径。这样,那些和生物技术公司很早合作、亲本繁育已有布局的种子企业相关品种就能于明年春播安排生产、明年国庆节后即有转基因品种种子上市,占据市场主动,形成先发优势。

       转基因品种审定试验的管理

       从发布的规章修改决定的意见征求稿、玉米大豆两大作物转基因品种审定标准来看,目前转基因品种审定主要针对的是国家级试验,由农业部主导,能够承担转基因新品种区域试验和生产试验的试验点为国家已经审核过的可承担转基因品种规范的试验点。对于省级转基因新品种的审定试验尚未看到明确意见,但省级转基因新品种的审定渠道将来一定会开通。

       转基因品种上市后对种业市场的影响

       1)是种子供应会出现偏紧状况。考虑到转基因品种上市后的影响,非转基因品种的公司担心受其冲击市场份额下降,制种面积必然会调减,而转基因品种又因审定及亲本准备需要过程,从而会导致玉米种子供应减少,出现种子紧张的局面。

       2)是种子价格明显提高。转基因品种上市后,由于增加了专利基因的知识产权费,专利基因的知识产权费约为 10-20 元/亩,种子定价一定会高于非转基因品种。加上供应偏紧,种子价格会有明显提高。预计生物技术公司考虑到转基因刚放开,市场尚处于培育期,专利基因知识产权费不会很高,会考虑主要大公司的承受度。

       3)是行业分化明显加剧。转基因放开后,预计对转基因性状获得生物安全证书、专利基因储备较多、转育技术成熟的生物技术公司、布局较早的玉米种子公司形成实质利好,5 年内转基因品种有望超 75%。这些公司销量增加,获得更多的市场份额,利润水平提高,形成较为明显的竞争优势,促进行业优势企业更强,比如登海种业、隆平高科、大北农等种业公司会有较好的发展。同时性状公司将实现盈利“由 0 到 1”的突破。

       4)是带动相关除草剂的销量提升。国际上,抗除草剂性状+除草剂的搭配销售是常见的模式,目前转基因抗除草剂品种所抗除草剂多半为草甘膦和草铵膦,转基因产业化应用后,一定会对这两种农药销量的提升有明显的促进。

       转基因品种知识产权保护

       转基因是一项育种新技术,经过多年的发展已经形成了很多专利。也有人担心,转基因的专利基因片段及基因编辑技术都申请了保护,其他的企业和育种家未经许可就不能使用相关基因和基因编辑技术,育种工作将很难开展,一些企业和育种家将不得不退出这个行业。

       在这次的规章修改中,也明确提出对相关知识产权的保护,一是要求转基因主要农作物品种在审定时需要提供转化体研发单位许可协议书;二是非受体品种育种者申请品种审定的,还应当提供受体品种权人许可证书或者合作协议。

       转基因技术与其他技术在应用上的结合

       转基因技术与单倍体技术、基因编辑技术结合,可以加快材料纯合;转基因技术与常规育种技术结合,可以扩大转基因材料的应用范围。转基因技术与其他技术在应用上的结合,扩大了技术的应用范围,提高了育种的效率。

       转基因技术在其他作物上的应用

       我国科学家从小麦中鉴定出再生基因 TaWOX5,用于小麦转基因育种,大幅度提高了小麦转化效率,基本克服了小麦转基因技术对基因型的依赖性。迄今为止,我国已将与抗旱、抗病、优质、营养高效吸收等性状有关的众多基因转入了小麦,部分新品系已进入安全性评价阶段,有望在小麦生产中发挥作用。

       除草剂的登记和使用

       转基因耐除草剂作物用除草剂登记主体应符合《农药管理条例》的规定,申请登记的转基因耐除草剂作物应取得“农业转基因生物安全证书(生产应用)”。在标注内容方面有严格规定,必须明确标注为“只能用于含××转化体的××作物田除草,禁止用于其他任何作物田除草”。在安全防护方面,明确标注隔离措施。在使用技术要求方面,明确对含转化体作物农药产品的使用技术,避免误用或其他潜在风险。也有人担心,所有转基因玉米品种对除草剂高度“不敏感”,会导致除草剂被滥用,带来新的除草剂危害。

       转基因品种的优势

       节本增效优势明显。转基因大豆可降低除草成本 50%,增产 12%;转基因玉米可增产6.7% 至 10.7%,大幅减少防虫成本。转基因玉米由于害虫为害小而较少发霉,霉菌毒素含量低,品质好。

       种植转基因玉米还减少了杀虫剂的使用,促进了生态环境安全。转基因大豆和玉米使用同一种低残留除草剂,能够解决大豆玉米田使用不同除草剂互相影响的问题,有利于进行大豆玉米间作和轮作,实现高效生产。

       有人疑问:既然转基因这么强大,它是不是就能够替代常规育种?

       农财网种业宝典记者采访北京农林科学院研究员赵久然时,赵老师说:“我们常说转基因是‘皇冠上的明珠’,意思是首先要有优良的常规品种,在此基础上,再加上好的转基因,这样才能创造真正有价值有市场竞争力的品种。目前拿到安全证书的是转基因转化体,而这些转化体还需要叠加到好的品种上,好品种+好基因,才会产生1+1>2 的效果。”

       转基因品种未来应用

       目前,全球商业化应用转基因作物的国家和地区达 71 个。

       据了解,当前转基因产品已从单一的抗虫、耐除草剂向复合性状拓展,新型转基因作物兼抗多种害虫、耐受多种除草剂,部分还具有抗旱、品质改良、高产高效等性状。美国已经批准了聚合10种新型基因的抗虫耐除草剂玉米、快速生长三文鱼商业化应用。

       来源 | 本文由小编整理自农财网种业宝典、金玉良种、谈宏斌等文章

 
 
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