2017年中国转基因行业发展状况分析【图】

转基因 2017-08-25 06:16

转基因技术是通过基因工程手段，将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，通过外源基因的稳定遗传和表达，达到品种创新和遗传改良的目的。转基因技术包含了几个关键的步骤：一是取得符合要求的目的基因，二是将目的基因连接成重组DNA，三是将重组 DNA 导入到受体细胞中，四是将能表达目的基因的受体细胞挑选出来，得到高效表达的产品。转基因技术是现代分子生物学发展的产物：在 20 世纪 50 年代科学家揭示了 DNA 双螺旋结构之后，世界开始真正从分子水平认识了基因，同时也开始了通过直接改造基因来改造生物的科学实践。

转基因的技术方法:

目前，植物转基因主要采用农杆菌介导法、基因枪法和花粉管通道法三种技术方法。

（1）农杆菌介导法：目前双子叶植物遗传转化最常用的方法。它是将植物表达载体转入根癌农杆菌，以根癌农杆菌工程菌为介导，通过侵染受体植物后将其所携带的 Ti- 质粒上的一段目的 DNA 插入到受体细胞基因组中，从而实现新基因的导入与整合。根癌农杆菌 Ti-质粒转化系统是目前技术方法最成熟的基因转化途径。长期以来，农杆菌介导转化方法仅局限于双子叶植物，直到近年才在单子叶植物（如水稻、玉米等）中得到广泛应用。

（2）基因枪法：利用火药爆炸、高压放电或高压气体驱动力，通过基因枪将包裹了带外源目的基因的高速微弹直接送入完整植物细胞中。外源目的基因随机插入到植物基因组中，从而实现转基因操作。与农杆菌介导法相比，基因枪法不受植物是否单子叶或双子叶类型的限制，对靶细胞、受体材料来源基本无严格要求，小到细胞大至组织、器官等均可作为受体实现转化；但基因枪法产生的转基因植物中，外源基因的表达不如农杆菌介导法稳定，成本也相对较高。

（3）花粉管通道法：这种方法由我国科学家周光宇于上世纪 80 年代初发明，主要原理是利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道，将外源 DNA 液用微量注射器注入花中，带入受精卵而自然发育成种子。该法最大的优点是不依赖植物组织培养，也不需要特殊仪器设备，技术相对简单易行。

转基因技术的比较优势:

转基因技术在农业生产中应用最广泛的领域是转基因育种，这其中转基因抗虫和耐除草剂农作物的培育最为普遍。多年的生产实践证明，这些具有植物保护的性状是农业害虫控制和杂草防除的有效途径，对于保护生态环境和生物多样性具有重要的意义。以转基因抗虫玉米为例，世界范围内玉米害虫约 350 种，其中以玉米螟的分布最广、危害最大。在我国，玉米螟属周期性大爆发害虫，一般发生年可使春玉米减产10%左右，夏玉米减产20%~30%，并能危害多种作物。目前国际上推广应用的转基因抗虫玉米多为表达 Cry1Ab 或 Cry1F 等晶体蛋白，这类蛋白是专一性的高效杀虫蛋白，当玉米螟取食后会穿过其围食膜并与肠道上皮细胞的特异性受体结合，形成穿孔，细胞因失去渗透平衡死亡，最后导致害虫死亡。

根据国际农业生物技术应用服务组织的统计，以输入耐除草剂、抗虫和抗病毒等性状为目标的第一代转基因作物使全球农民和粮食种植者在1996至2015年间获得5.74 亿吨作物的经济收益，价值达 1678 亿美元。

全球转基因产品历年累计的各个性状占比

数据来源：公开资料，智研咨询整理

（1）提高作物产量。具有耐除草剂或抗虫功能的转基因作物可以通过减少资源浪费来间接提高农作物的产量，从而提高农业的效率。据统计，1996-2014 年间相较于传统作物，抗虫玉米的产量平均提升了13%，抗虫棉产量提升了17%，抗虫大豆的产出提升了9%。此外，耐除草剂技术通过有效控制杂草也能显著提高作物的产出。对比中美两国的玉米和大豆的单产水平，由于我国种植的均是常规作物，而美国玉米和大豆中转基因比例极高，导致两者之间单产水平的差距相当明显，且有差距扩大之势

中美玉米单产水平对比（公斤/亩）

中美大豆单产水平对比（公斤/亩）

数据来源：公开资料整理

随着全球人口的不断增长和平均生活水平的持续提高，世界上包括大米、小麦和马铃薯等在内的主粮需求在未来的 20 年内将增加 40%，到 2050年将比当前增加 70%。在这样的趋势之下，转基因作物的商业化种植能大幅提高作物的单产水平，可能将成为应对未来粮食供应挑战的重要途径之一。

（2）减轻环境压力转基因作物能够大大减轻现代农业对环境的影响。据统计，1996-2015 年种植具有抗虫和耐除草剂功能的转基因作物使农药的使用量减少了 6.2 亿公斤，这相当于少喷洒了 8.1%的农药。此外，由于使用耐除草剂作物品种，不仅减少了除草剂的用量，还使少耕或免耕等保护型耕作方式的大面积推广成为可能，减少对土壤的扰动，同时减少了机械操作、节省了燃料，也直接减少了二氧化碳等温室气体的排放。

据预计，全球转基因市场规模达 158 亿美元，占全球商业化种子市场规模的 35%。2016 年，全球转基因作物的种植面积从 1996 年的170万公顷增加到1.85亿公顷，21 年间增加了 110 倍，成为近年来应用最为迅速的作物技术。从1996 年至2016年，转基因作物的商业化种植面积累计达到了21亿公顷，其中转基因大豆累计种植面积10亿公顷，转基因玉米累计种植面积 6亿公顷，转基因棉花累计种植面积3亿公顷，转基因油菜累计种植面积 1 亿公顷。

全球转基因作物种植面积（万公顷）

数据来源：公开数据整理

全球转基因市场容量（亿美元）

数据来源：公开数据整理

目前，一共有 26 个国家进行商业化种植转基因作物，其中 19 个为发展中国家，7 个为发达国家。自 2011 年开始，发展中国家的转基因作物种植面积开始超过发达国家； 2016 年，发展中国家转基因作物种植面积占全球种植面积的 54%，而发达国家的种植面积占 46%。

转基因在我国的发展历程：

1.转基因科研起步早，自主创新能力持续提升。

我国政府对转基因技术一直非常重视，转基因的科研工作在我国起步较早。1986 年，我国制定了以政府为主导、以七大重点领域为研究目标的国家高技术研究发展计划（863 计划），其中优质、高产、抗逆的动植物新品种即为主题研究项目之一。1997 年，国家重点基础研究发展规划（973 计划）面世，转基因研究再次位列其中。2008 年，国务院批准设立转基因重大专项，以转基因生物新品种培育为目标，旨在获得一批具有重要应用价值和自主知识产权的基因，培育一批重大转基因生物新品种，提高我国农业转基因生物研究和产业化整体水平。

总体来说，我国转基因技术研发战略分为三个层级：首先是瞄准国际前沿和重大产业需求，抢占核心技术为主的科技制高点，克隆具有自主知识产权和具有育种价值的新基因；其次是以经济作物和原料作物为主的产业化战略，加强棉花、玉米品种研发力度，推进新型转基因抗虫棉等产品的产业化进程；第三是以口粮作物为主的技术储备战略，保持抗虫水稻、抗旱小麦等粮食作物转基因品种的研发力度，尤其是保持转基因水稻新品种研发的国际领先地位。

2.政策高度重视。

我国的基本国情是人多地少，耕地资源相对短缺，我国农业面临人口不断增加和农业资源不断减少的双重压力。目前，我国虽然实现主粮的基本自给，但农产品缺口较大，尤其是随着经济的发展和生活水平的提高，大豆、玉米等进口量近年来维持在高位，而 90%以上的这些进口大豆、玉米均是转基因产品，因此我国实际上多年来一直在消费大量的转基因产品。

我国大豆进口量（万吨）