转基因常识与应用知识知多少
时间:2025-04-15 09:24:29 来源:农民文摘 作者: 字号:【

  转基因技术的优势是什么?

  转基因技术是对传统育种技术的继承发展,可以在传统育种的基础上,创制新的育种材料,选育出全新的品种,解决传统育种难以解决的瓶颈问题。转基因技术始于美国,是欧美发达国家普遍应用的现代分子育种技术之一。我国后起直追,也取得了长足进展。

  现在,各国培育出的一些转基因抗虫、转基因耐除草剂作物已经大面积推广应用,增加了作物产量,提高了农民收入,保护了生态环境,取得了显著的经济、社会和生态效益。转基因技术不仅可使生产者、消费者直接获益,而且在解决世界资源短缺和能源危机等方面也拥有巨大潜力。

  为什么要发展转基因农作物?

  作为现代生物技术的核心,转基因技术在培育高产多抗高效作物新品种、降低农药和肥料使用、缓解资源约束、保护生态环境、拓展农业功能等方面发挥了重要作用。目前,转基因技术已经成为各个国家抢占农业科技制高点和增强农业国际竞争力的战略重点,并已成为许多国家支撑农业发展、引领农业未来的战略选择。

  为什么有了杂交育种还要搞转基因育种?

  在农业生产中,优良品种是提高农作物产量、改善农作物品质的关键。在过去,普遍应用杂交育种技术来培育新品种。杂交育种必须借助有性生殖,把具有不同优良性状的品种进行杂交,然后在杂交后代中一代一代地进行筛选,直至找出集母本和父本优良性状于一身,且能稳定遗传下去的良种品系,这一过程可能需要几年甚至几十年的时间,是一项既需要技术,又需要耐心,同时也要靠运气的育种方式。

  在杂交育种中,母本和父本的遗传物质,以染色体为单位进行整合。每条染色体含有很多基因,这些基因往往会干扰预期的母本和父本优质基因的整合,这就是杂交育种往往耗时数年的根本原因。

  转基因技术则以基因为单位,转入的基因是确定的,避免了漫无目的组合过程,相对精准可控。

  转基因技术研发历程是什么?

  1856—1863年,奥地利科学家孟德尔通过长达8年的豌豆杂交试验,提出了遗传因子的概念,并发现了著名的孟德尔遗传学三大定律:孟德尔遗传分离规律、孟德尔自由组合规律和孟德尔显性遗传规律。

  1868年,瑞士青年学者弗里德利克·米歇尔从外科绷带上的脓细胞的细胞核中分离得到一种含磷较高的物质,这就是历史上第一份核酸粗制品。1872年米歇尔进一步发现该物质呈酸性,且内部结合有含氮的碱性化合物,该物质后被证实为核蛋白(核酸与蛋白质的结合物)。

  1910—1911年,美国科学家摩尔根用果蝇作为实验材料,证明了基因位于细胞中的染色体上,提出了染色体遗传理论,并发现基因的连锁规律,然而并不知悉基因是何种物质。1944年,美国的埃弗雷、麦克利奥特及麦克卡蒂等人通过肺炎链球菌的转化实验(格里菲斯实验)证实了引起细菌遗传改变的物质是DNA。

  1945年,生命科学领域首次使用分子生物学这一术语,主要指针对生物大分子的化学和物理结构的研究。

  1950年,埃尔文·查戈夫发现了DNA中碱基的配对规律(Chargaff规则),即G(鸟嘌呤)=C(胞嘧啶),A(腺嘌呤)=T(胸腺嘧啶),以及DNA具有典型的螺旋结构。

  1953年,美国科学家沃森和英国科学家克里克提出DNA双螺旋结构模型。

  1970年,美国科学家史密斯从流感嗜血杆菌中分离出第一个Ⅱ类限制性内切酶,这种酶可以识别DNA中的一个特定靶序列,是开展基因重组的基础工具。

  1972年,美国斯坦福大学伯格等人把一种猿猴病毒的DNA与λ噬菌体DNA用同一种限制性内切酶切割后,再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来,产生一种新的重组DNA分子,基因克隆技术由此产生。

  1973年,美国发明出重组DNA技术,并培育出全球第一个转基因大肠杆菌。

  1983年诞生了全球首例转基因植物—转基因烟草。

  随后转基因水稻、转基因玉米、转基因小麦、转基因马铃薯等粮食作物,转基因大豆、转基因油菜等油料作物,转基因番茄、转基因西葫芦、转基因茄子等蔬菜,转基因防褐变苹果、转基因番木瓜等水果,转基因牛、转基因羊、转基因猪、转基因三文鱼等动物,相继问世,使更为丰富多样的食品选择成为可能。

  转基因作物在美国的应用情况是什么?

  美国是转基因技术研发大国。1983年首例转基因烟草由美国孟山都公司(2018年被拜耳收购)研发成功,1996年转基因作物在美国首次进行商业化种植。时至今日,美国依然是全球转基因作物种植面积最大的国家,同时也是全球最大的转基因产品生产国和转基因食品消费国。2022年,美国转基因作物种植的总面积超7000万公顷,接近全球转基因作物种植总面积的40%,其中转基因大豆种植面积为3396万公顷,转基因玉米种植面积为3385万公顷,转基因棉花种植面积为473万公顷,转基因大豆、转基因玉米、转基因棉花的种植面积分别占美国该类作物种植总面积的95%、93%和96%。

  此外,根据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)公布的2019年转基因作物种植数据,美国种植的转基因作物还有转基因紫花苜蓿(128万公顷)、转基因油菜(82万公顷)、转基因甜菜(45.4万公顷)、转基因马铃薯(1780公顷)、转基因南瓜(约1000公顷)、转基因木瓜(约405公顷)、转基因苹果(265公顷)等。

  转基因大豆如何在阿根廷应用的?

  阿根廷农业的崛起可以追溯至20世纪70年代初大豆种植业的兴起。

  阿根廷不是大豆的原产地,大豆是由阿根廷国家科学院引进的。早期引入的大豆产量相对较低,后来经过不断地品种改良,产量直线上升、种植面积逐步扩大,阿根廷大豆开始进入国际市场,搭上了国际贸易这艘巨轮。

  随着国际市场的需求增加,阿根廷的大豆种植面积进一步扩大,农民从大豆贸易中获利颇丰。然而大量施用农药和化肥造成了大豆生产成本上升,降低了其在国际贸易市场的竞争力。在新自由主义贸易政策的影响之下,阿根廷农业部批准引进首批商用转基因耐除草剂大豆。

  转基因大豆传入阿根廷不久,便以其产量以及成本优势迅速扩张,并取代了其他品种大豆。2021—2022年度,阿根廷转基因大豆种植面积在1700万公顷左右,转基因大豆(压榨油籽和饲用油籽)的国内消费量分别为4025万吨和721万吨,出口量为516万吨。转基因大豆的应用,使阿根廷一跃成为全球农业出口大国。

  我国转基因研发和产业化情况是什么?

  我国的转基因技术研发已经达到了国际先进水平。具体表现为,技术上实现了从低效到高效的转变;转基因对象由少到多,功能基因实现了多样化;部分转基因产品已经取得农业转基因生物安全证书;转基因重大专项的实施,使得转基因生物新品种研发技术体系得到进一步完善。我国在转基因技术研究方面申请的基因专利数量位居世界第二位,仅次于美国,我国商业化应用的转基因产品也几乎全部实现国产化。

  我国已获得一批性状表现达到国际先进水平、安全性完全有保障、产业发展潜力巨大、可与国外大公司抗衡的转基因品种,亟待走向产业化。2021年2月18日,农业农村部发布《农业农村部办公厅关于鼓励农业转基因生物原始创新和规范生物材料转移转让转育的通知》,该通知一方面支持农业转基因生物研发创新,另一方面鼓励企业在农业转基因生物推广应用上发挥主导作用,这为我国农业转基因生物产业化发展注入了“强心剂”。

  我国进口转基因农产品情况如何?

  目前,我国批准进口的转基因农产品包括大豆、玉米、棉花、油菜、甜菜、番木瓜6种作物,所涉及的转基因性状包括耐除草剂、抗虫、抗病及复合性状,如抗虫+耐除草剂等。

  数据显示,我国批准进口的转基因农产品总体数量逐年增加。其中,进口大豆的数量呈现逐年快速增加趋势,玉米进口量在年际间呈现波动态势,棉花进口量逐年下降。进口的大豆、棉花90%以上是转基因产品。

  (中国农学会组编)

  摘自《转基因那些事》

责任编辑:霍然
    
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