2.2 轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

2.2.1 國際上轉(zhuǎn)基因生物育種的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)打破了物種間的限制，為培育具有優(yōu)良特性和品質(zhì)的作物品種提供了有效途徑，因而生物技術(shù)特別是農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)在全球得到迅速發(fā)展和應(yīng)用，農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因作物種植范圍和面積不斷擴大。

據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)組織（ISAAA）統(tǒng)計，2017年，已批準(zhǔn)商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因作物的國家達(dá)到24個。排在前五名的轉(zhuǎn)基因作物種植國是美國、巴西、阿根廷、加拿大、印度，其大豆、玉米和油菜轉(zhuǎn)基因應(yīng)用率的平均值都超過90%。另外，有43個國家或地區(qū)進口轉(zhuǎn)基因作物用于糧食、飼料和加工。

根據(jù)《中國生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2010年》提供的數(shù)據(jù)，國際上將抗除草劑和抗蟲的轉(zhuǎn)基因作物（棉花、大豆、玉米）稱為第一代轉(zhuǎn)基因作物，第一代轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模在全球快速擴張。

在眾多的轉(zhuǎn)基因作物中，轉(zhuǎn)基因大豆是世界上種植區(qū)域最廣、種植面積最大的轉(zhuǎn)基因作物。自1994年第一例轉(zhuǎn)基因大豆進行商業(yè)化生產(chǎn)以來，其生產(chǎn)面積呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，2009年全球轉(zhuǎn)基因大豆種植面積達(dá)6920萬公頃，約占全球9000萬公頃大豆種植面積的3/4，約占轉(zhuǎn)基因作物種植總面積的52%。轉(zhuǎn)基因大豆的生產(chǎn)國包括美國、阿根廷、巴西、巴拉圭、加拿大、南非、烏拉圭、墨西哥、玻利維亞和哥斯達(dá)黎加等10個國家，批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因大豆進口與種植的國家和地區(qū)共計23個。2009年，美國大豆總播種面積達(dá)3140萬公頃，其中91%以上為轉(zhuǎn)基因品種；阿根廷的這一比例則高達(dá)99%。

全球轉(zhuǎn)基因玉米種植面積規(guī)模也在不斷增長，自1996年商業(yè)化種植以來，2009年已達(dá)到4170萬公頃，占全球玉米種植總面積的26%，占全球轉(zhuǎn)基因作物種植總面積的30.6%。2009年，種植轉(zhuǎn)基因玉米的國家有16個，包括美國、巴西、阿根廷、加拿大、南非、烏拉圭、菲律賓、西班牙、智利、洪都拉斯、捷克、羅馬尼亞、葡萄牙、波蘭、斯洛伐克和埃及。有21個國家批準(zhǔn)應(yīng)用轉(zhuǎn)基因玉米產(chǎn)品（籽粒及其加工品），包括中國、日本、韓國、澳大利亞等。

全球種植轉(zhuǎn)基因棉花的國家有11個，分別是美國、阿根廷、巴西、印度、中國、南非、澳大利亞、墨西哥、布基納法索、哥倫比亞、哥斯達(dá)黎加。2009年，世界轉(zhuǎn)基因棉花種植面積達(dá)1610萬公頃，占全球3500萬公頃棉花種植總面積的46%。轉(zhuǎn)基因棉花在美國、澳大利亞和南非的全國種植比例占90%以上。雙性狀復(fù)合型轉(zhuǎn)基因棉花占到美國所有轉(zhuǎn)基因棉花的75%，澳大利亞的這一比例為81%、南非的這一比例為83%。

同時，轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展的新動向是將第二代轉(zhuǎn)基因作物推向市場。相對于第一代轉(zhuǎn)基因作物具有的抗除草劑和抗蟲的性狀之外，第二代轉(zhuǎn)基因作物轉(zhuǎn)基因性狀包括品質(zhì)、耐逆境（旱、鹽、冷等）、抗病、種子生產(chǎn)系統(tǒng)（Seed Production System）等。

目前，全世界有美國、中國、日本、印度、韓國、伊朗、菲律賓等多個國家已經(jīng)開展轉(zhuǎn)基因水稻研究。改良的性狀主要包括抗除草劑、抗蟲、抗病、耐逆境（冷、旱、鹽等）、雄性不育、肥料高效利用、品質(zhì)改善以及特殊用途轉(zhuǎn)基因作物性狀，如產(chǎn)生藥用蛋白等特殊性狀。截至2009年年末，全球有伊朗、美國和中國批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因水稻的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，但規(guī)模很小。

現(xiàn)有主要產(chǎn)品是2001年美國農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)治療性轉(zhuǎn)基因水稻種植面積45公頃左右，到2005年批準(zhǔn)種植面積擴大到130公頃，2007年增加到1387公頃。2004年，伊朗成為世界上第一個批準(zhǔn)作為糧食用的Bt抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)業(yè)化的國家，2005年的種植面積約4000公頃，但近年情況不詳。2006年，美國批準(zhǔn)了抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻品種的商業(yè)化種植，但至今沒有大面積種植。2009年8月，中國政府對華中農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的Bt抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻“華恢1號”和“Bt汕優(yōu)63”頒發(fā)了安全生產(chǎn)證書，但尚未進行商業(yè)化種植。

2.2.2 國內(nèi)轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)業(yè)化進展

我國政府自從改革開放開始，便把現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展列為保障國家的糧食安全和占據(jù)未來國際研發(fā)前沿領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略之一（農(nóng)業(yè)部科教司，2000）。我國的生物技術(shù)在國家的大力支持下得到了長足的發(fā)展。我國雖然與一些發(fā)達(dá)國家相比還存在一定的差距，但總體上已領(lǐng)先于其他發(fā)展中國家，在某些農(nóng)作物的轉(zhuǎn)基因研究上已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平（張啟發(fā)，2003; Huang等，2002），尤其是棉花和番木瓜。例如，Bt抗蟲棉的廣泛應(yīng)用，在減少農(nóng)藥施用、保護環(huán)境、減輕農(nóng)藥中毒等方面取得了極其顯著的經(jīng)濟和環(huán)境效益（Huang等，2002；蘇軍等，2000；賈士榮等，1999），成為轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物推動農(nóng)業(yè)發(fā)展的成功典范之一。

轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是我國研究開發(fā)最為成功、最早實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因作物，并使我國成為繼美國之后第二個擁有抗蟲棉自主知識產(chǎn)權(quán)的國家。

20世紀(jì)90年代棉鈴蟲大爆發(fā)，我國863計劃迅速于1991年啟動轉(zhuǎn)基因抗蟲棉研究項目。1992年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所率先成功完成了Bt基因的人工合成和高效植物表達(dá)載體的構(gòu)建，并與國內(nèi)科研單位廣泛合作，采用我國科學(xué)工作者獨創(chuàng)的花粉管通道法，將Bt基因?qū)朊藁ㄖ髟云贩N，1996年成功研制出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。但是，1997年外國抗蟲棉進入我國，1998年我國抗蟲棉95%的市場份額被外國抗蟲棉壟斷。面對嚴(yán)峻的現(xiàn)實，國家加大了對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的研發(fā)力度。2002年，國家以優(yōu)勢育種單位和轉(zhuǎn)基因優(yōu)勢單位中國農(nóng)科院棉花研究所為主體，開始建設(shè)“國家轉(zhuǎn)基因棉花中試及產(chǎn)業(yè)化基地”。目前以該基地為核心，我國建立起了較完善的包含六大技術(shù)體系（基因挖掘技術(shù)體系、分子育種技術(shù)體系、基因工廠化轉(zhuǎn)化體系、中間試驗體系、可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)保障體系和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)體系）的轉(zhuǎn)基因棉花研發(fā)平臺，為我國轉(zhuǎn)基因棉花的研發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。在一系列項目和計劃的大力支持下，我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉研發(fā)取得了突破性進展。2009年年底，我國已獲審定的抗蟲棉品種共有170個，累計推廣面積達(dá)0.24億公頃，直接為棉農(nóng)帶來收益585億元。2009年，我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉面積已達(dá)380萬公頃，占全國棉田總面積的70%，其中國產(chǎn)抗蟲棉占93%以上。目前，國產(chǎn)抗蟲棉亟須解決的問題是首先遏止黃萎病和次生害蟲日趨嚴(yán)重的發(fā)展勢頭，其次要全面提高纖維品質(zhì)，還要采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育耐鹽耐旱棉花品種，這些對確保我國棉花生產(chǎn)的長期穩(wěn)定發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

未來我國轉(zhuǎn)基因棉花的研發(fā)將圍繞解決重大生產(chǎn)問題，開展以下領(lǐng)域的研究：第一，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新類型轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的研制、雙抗蟲轉(zhuǎn)基因棉花的研制，并逐步替代現(xiàn)有的單基因轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，以確保抗蟲性的持久性。第二，抗除草劑轉(zhuǎn)基因棉花的研究，特別是抗蟲、抗除草劑雙價轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的研制，以提高植棉效益。第三，抗鹽、旱、高溫、低溫等非生物逆境的轉(zhuǎn)基因棉花的研究，以拓寬棉花的種植區(qū)域和環(huán)境適應(yīng)性。第四，高品質(zhì)轉(zhuǎn)基因棉的研究與應(yīng)用，特別是纖維強力的提高和長度、強度及細(xì)度的合理搭配，以增強國產(chǎn)原棉的國際競爭力。第五，抗黃萎病、盲蝽象以及抗蚜蟲轉(zhuǎn)基因棉的研究與應(yīng)用，以確保棉花高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)。

棉花基因工程目前在研產(chǎn)品有三種：一是利用基因工程方法培育抗除草劑的棉花品種。美國培育出的轉(zhuǎn)基因抗溴苯腈和草甘膦的棉花品種，已大面積用于商業(yè)化生產(chǎn)，而且多是把Bt基因與抗除草劑基因?qū)胪幻藁ㄆ贩N中，使其既抗棉鈴蟲，又抗除草劑。目前我國這方面的研究已取得明顯進展。二是利用基因間的協(xié)同作用提高植物對各種病害抗性。在提高棉花對黃萎病抗性方面，利用基因間的協(xié)同作用已經(jīng)取得一定成效，但主要集中在幾丁酶、β-1、3-葡聚糖酶等基因。三是抗蟲、抗病、抗除草劑和優(yōu)質(zhì)等性狀復(fù)合育種是當(dāng)前的棉花品種培育熱點，但由于轉(zhuǎn)基因技術(shù)和載體構(gòu)建等限制，多基因轉(zhuǎn)化的成功率尚需進一步突破。近年來，棉花基因工程研究的熱點問題之一是轉(zhuǎn)纖維改良基因研究，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改進棉纖維性能，目前研究已取得了一定進展。熱點之二是轉(zhuǎn)基因抗病、抗棉蚜、耐旱、耐鹽堿棉花，國內(nèi)已有多家研究單位獲得了轉(zhuǎn)抗旱、耐鹽基因材料，但仍處在試驗研究階段。同時，多基因聚合的復(fù)合性狀（轉(zhuǎn)雙基因和三基因的轉(zhuǎn)基因）也正成為轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究的重點。

轉(zhuǎn)基因抗病毒番木瓜獲準(zhǔn)生產(chǎn)應(yīng)用，標(biāo)志著我國開始將直接食用的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品進行產(chǎn)業(yè)化推廣。

通過轉(zhuǎn)移病毒外殼蛋白等基因獲得的抗病毒番木瓜，對生產(chǎn)起到有效的保障作用。這項技術(shù)已完成生產(chǎn)性試驗和生物安全性評價，于2006年獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的安全證書，允許在廣東省生產(chǎn)銷售，并于2010年再次獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的安全證書，生產(chǎn)領(lǐng)域擴大到華南地區(qū)。這是國內(nèi)首次獲準(zhǔn)種植轉(zhuǎn)基因水果，也是實施嚴(yán)格管理多年來第一次批準(zhǔn)新的轉(zhuǎn)基因作物在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

未來可期的是抗病蟲轉(zhuǎn)基因水稻的產(chǎn)業(yè)化。稻米的主要用途是作為糧食被人直接食用，因此轉(zhuǎn)基因水稻的食品安全問題備受關(guān)注并存在爭議，限制了轉(zhuǎn)基因水稻的產(chǎn)業(yè)化步伐。隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的不斷完善及人類對轉(zhuǎn)基因水稻安全性的控制和認(rèn)同，轉(zhuǎn)基因水稻的未來市場是巨大的。我國轉(zhuǎn)基因水稻的研究發(fā)展迅速，總體上已達(dá)到國際先進水平，部分內(nèi)容屬國際領(lǐng)先，我國在水稻雜交育種方面，如抗蟲、抗病、抗逆以及品質(zhì)改良的轉(zhuǎn)基因水稻育種在國際上具有較強的技術(shù)優(yōu)勢，已育成一批抗病蟲性好、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)的轉(zhuǎn)基因水稻品系。按照國家現(xiàn)行轉(zhuǎn)基因生物安全管理辦法的規(guī)定，自1999年開始，分別在湖北、福建、安徽等省完成了中試、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗等安全評價程序。我國政府于2009年為抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻“華恢1號”和“Bt汕優(yōu)63”頒發(fā)了安全生產(chǎn)證書，有效期5年，準(zhǔn)予其在湖北省范圍內(nèi)進行種植。實際上我國已經(jīng)在轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)業(yè)化道路上邁出了關(guān)鍵的一步。我國作為世界第二大水稻種植國，更是第一大水稻生產(chǎn)國和消費國，我國要利用在水稻品種研發(fā)上具有的比較優(yōu)勢，爭取占領(lǐng)轉(zhuǎn)基因水稻未來市場的較大份額。

我國在轉(zhuǎn)基因水稻研究技術(shù)方面的進展與國際上同步，在秈稻基因組測序、抗病蟲轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)以及多基因共轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域居領(lǐng)先地位。在水稻基因組測序方面，繼2001年我國公布了世界上第一張秈稻全基因組工作框架圖，2002年完成了世界首張水稻基因組的“精細(xì)圖”, 2005年完成了粳稻（日本晴）4號染色體的精確測序之后，2010年我國科學(xué)家又完成了普通野生稻全基因組框架圖譜的繪制，對100個以上的水稻品種進行了重測序。在水稻功能基因組研究方面，我國已創(chuàng)制T-DNA插入水稻突變體近30萬個，正在水稻基因功能分析、基因克隆等方面發(fā)揮作用。在功能基因克隆方面，我國新近克隆了水稻理想株型基因OsSPL 14，可能在轉(zhuǎn)基因超級稻研發(fā)方面會發(fā)揮作用。

目前，我國轉(zhuǎn)基因水稻研究主要涉及抗病、抗蟲、抗逆、品質(zhì)改良、生物反應(yīng)器、功能性和高產(chǎn)等，培育了一大批轉(zhuǎn)基因水稻新材料。我國建立了水稻高效的轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系。水稻轉(zhuǎn)化效率從40%提高到83%，具備了年轉(zhuǎn)化5000個基因的能力。在無選擇標(biāo)記、選擇標(biāo)記基因刪除、多基因共轉(zhuǎn)化等核心技術(shù)創(chuàng)新方面也具有較強的創(chuàng)新能力。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的水稻多基因轉(zhuǎn)化系統(tǒng)（multigene-stacking Ⅱ）可以將5～8個基因裝入同一個載體進行轉(zhuǎn)化，該系統(tǒng)已獲得發(fā)明專利，我國擁有獨立的知識產(chǎn)權(quán)。

雖然我國轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)取得了較大進展，但也存在一些問題與挑戰(zhàn)。例如，在功能基因發(fā)掘方面盡管近年來發(fā)表了大量的相關(guān)論文、申請了大量的專利，但很少有基因進入田間測試來評估其育種利用價值，其結(jié)果是具有自主知識產(chǎn)權(quán)、有商業(yè)利用價值的基因非常少，嚴(yán)重阻礙了轉(zhuǎn)基因育種的可持續(xù)發(fā)展。

具有重要飼料營養(yǎng)及工業(yè)價值的是轉(zhuǎn)基因玉米。我國轉(zhuǎn)基因玉米研發(fā)主要集中于增強抗病蟲性和抗逆性、改良品質(zhì)、提高養(yǎng)分利用效率等方面。目前，轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米已通過安全評價，具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。此外，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲玉米（cry1 Ah等）已進入安全評價的環(huán)境釋放階段，抗鹽堿、高賴氨酸、抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米進入中間試驗；抗旱、淀粉品質(zhì)改良、氮磷高效等轉(zhuǎn)基因玉米已獲得穩(wěn)定株系。

在我國，除青藏高原玉米區(qū)未見玉米螟報道外，玉米螟廣泛分布于全國各玉米種植區(qū)，每年造成減產(chǎn)10%～30%。因此，轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米在中國的產(chǎn)業(yè)化將帶來巨大的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。我國自主育成的轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米，種植應(yīng)用后將為我國食物安全和生態(tài)安全做出貢獻(xiàn)，因為家畜和家禽會更容易消化飼料中的磷，在促進生長的同時還可以減少糞便中的磷污染，農(nóng)民也無需另外購買磷酸鹽肥料添加到飼料中，從而降低成本，減少設(shè)備和勞動力需求，并將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟與社會效益。

目前，我國轉(zhuǎn)基因玉米技術(shù)研究致力于不斷優(yōu)化農(nóng)桿菌介導(dǎo)法、基因槍介導(dǎo)法、花粉管通道法等遺傳轉(zhuǎn)化方法，構(gòu)建規(guī)模化轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系，提高轉(zhuǎn)化效率。同時，在多基因轉(zhuǎn)化、基因刪除等研究方面也取得了較大進展。我國自主創(chuàng)立了基于玉米芽尖的轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系，利用這些技術(shù)獲得了抗玉米螟、耐鹽堿、氮高效利用的轉(zhuǎn)基因玉米株系。目前，采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇及常規(guī)育種技術(shù)，我國已積累了一大批抗蟲、抗除草劑、抗旱、耐鹽堿、養(yǎng)分高效利用的轉(zhuǎn)基因玉米新材料。2009年，轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米已獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書；轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲玉米（cry1 Ah等）已進入安全評價的環(huán)境釋放階段；抗除草劑、耐鹽堿等轉(zhuǎn)基因玉米進入中間試驗；抗旱、氮/磷高效利用、淀粉品質(zhì)改良等轉(zhuǎn)基因玉米已獲得穩(wěn)定株系。我國已克隆出一批具有重要應(yīng)用價值的基因及調(diào)控元件。按其功能分類主要包括：抗蟲（玉米螟等）、抗除草劑（EPSP等）、耐旱（DREB、AP9等）、耐鹽堿、品質(zhì)改良（高直鏈淀粉、油脂、蛋白質(zhì)和維生素）、養(yǎng)分高效（氮高效、磷高效）等。目前，這些基因正在進行育種價值評估。

最后，我們還必須論及轉(zhuǎn)基因大豆。目前，轉(zhuǎn)基因大豆涉及的轉(zhuǎn)化體共15個，其中11個轉(zhuǎn)化體是抗除草劑，4個轉(zhuǎn)化體與改變油含量有關(guān)，都來自美國公司。全球種植面積最大的轉(zhuǎn)基因大豆是抗除草劑轉(zhuǎn)基因大豆。抗除草劑大豆品種主要有兩類：第一類也是目前世界生產(chǎn)上利用最多的孟山都公司的抗草甘膦大豆品種“Roundup Ready”，已通過了20個國家的食用或環(huán)境安全性評價，中國于2004年向其頒發(fā)了食用安全證書。孟山都公司的第二代抗除草劑大豆“Roundup Ready 2 Yield”（MON89788）大豆由于其受體品種產(chǎn)量較高，更兼具有抗除草劑和高產(chǎn)特性，我國于2008年向其頒發(fā)了食用安全證書。第二類是拜耳作物科學(xué)公司的抗草銨膦大豆品種“Liberty Link”。我國于2008年向拜耳作物科學(xué)公司的“Liberty Link”（A27O4-12）大豆頒發(fā)了食用安全證書。這種大豆也在2008年9月進入歐盟市場，歐盟委員會同意將這種大豆用于生產(chǎn)、加工食品以及飼料，批準(zhǔn)的有效期為10年。

目前，我國已成為世界上最大的大豆進口國。轉(zhuǎn)基因大豆已經(jīng)成為我國大豆油生產(chǎn)的主要原料。2009年，我國大豆進口量達(dá)到4255.2萬噸，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國的大豆總產(chǎn)量1450萬噸，進口大豆已占國內(nèi)需求量的3/4。我國大豆平均單產(chǎn)1652千克/公頃，美國是2600千克/公頃。由于國內(nèi)轉(zhuǎn)基因大豆研發(fā)相對滯后，對于轉(zhuǎn)基因大豆的研究大多還停留在研究階段，目前還沒有轉(zhuǎn)基因大豆品種投入生產(chǎn)，我國大豆產(chǎn)業(yè)的國際競爭力急劇下降，難以抵擋美國、阿根廷、巴西等轉(zhuǎn)基因大豆主產(chǎn)國的巨大沖擊。因此，加快具有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因大豆的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化的社會意義和經(jīng)濟意義十分重大。

我國轉(zhuǎn)基因大豆新品種的研發(fā)取得了進展，已獲得了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵基因，逐步優(yōu)化了大豆遺傳轉(zhuǎn)化體系，已經(jīng)培育出適合我國不同生態(tài)區(qū)種植的轉(zhuǎn)基因大豆新品系以及一些高世代材料。其中，具有代表性的進展有：第一，抗除草劑。轉(zhuǎn)GAT和EPSPS雙價基因大豆高抗草甘膦，其中12個材料已進入中間試驗。第二，抗逆。轉(zhuǎn)AtNHX1基因大豆用不同濃度的NaCl溶液處理，在營養(yǎng)生長期和生殖生長期的耐鹽性都得到了很大程度的提高，已經(jīng)獲準(zhǔn)中間試驗。轉(zhuǎn)TaDREB 3基因大豆在干旱和鹽堿脅迫下，產(chǎn)量明顯高于野生型植株，已進入中間試驗。第三，高油。通過轉(zhuǎn)反義PEP基因，含油量明顯比受體品種提高，有些品系提高近4%，達(dá)到23.26%，其中2個材料獲得環(huán)境釋放證書。第四，抗病蟲。轉(zhuǎn)cry1 A和CpTI雙價抗苜蓿夜蛾大豆，完成中間試驗材料4份，其中2份材料進入環(huán)境釋放；4份高抗蚜蟲材料獲得環(huán)境釋放證書；獲得轉(zhuǎn)chi和rip雙價高抗大豆，完成中間試驗材料2份，獲得環(huán)境釋放證書2份。第五，鉀高效。擬南芥鉀離子通道AKT1、絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶CIPK23、鈣感受器CBL1和CBL94個基因單獨及多個組合，已獲得鉀高效利用早熟多抗高產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因太豆材料，已經(jīng)獲準(zhǔn)中間試驗。今后我國轉(zhuǎn)基因大豆的研發(fā)主要圍繞三個方面展開：第一，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的重要基因的獲得。第二，規(guī)模化、多基因轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)的研發(fā)。第三，新型轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的研發(fā)。為突破水資源短缺和其他逆境條件等限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”，培育以抗旱、抗寒、鹽堿等非生物逆境作物為代表的轉(zhuǎn)基因作物將成為未來生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。注重來源于農(nóng)作物自身的“綠色基因”的開發(fā)利用，也是包括大豆在內(nèi)的轉(zhuǎn)基因作物育種的重要方向。

2.2.3 轉(zhuǎn)基因植物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的特點和趨勢

植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)已是各國政府和跨國公司支持與投資的重點。發(fā)達(dá)國家政府在發(fā)現(xiàn)植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)潛在的巨大效益后，紛紛出臺國家級研究計劃，逐年加大轉(zhuǎn)基因植物研發(fā)投入。1998年，美國政府開始實施“植物基因組計劃”，涉及水稻、玉米、小麥、棉花、油料等主要作物，當(dāng)年專項投資達(dá)4.4億美元，1999年增至15億美元。2000年生命科學(xué)研發(fā)投入占國家研發(fā)總投入的49%, 2003年美國生物技術(shù)研發(fā)費用高達(dá)420億美元。同時，許多國家把植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟生長點來培育，采取加強領(lǐng)導(dǎo)、增加投入、吸引人才、搶占專利、培育產(chǎn)業(yè)等各類措施，搶占制高點。正因為如此，國際上跨國公司和金融機構(gòu)紛紛把資金投入植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)業(yè)，企業(yè)已成為植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)的主體。在世界轉(zhuǎn)基因作物市場上，美國孟山都公司占據(jù)了80%的份額，杜邦公司占3%。德國安萬特公司、巴斯夫公司和瑞達(dá)公司各占5%～7%，美國孟山都公司和杜邦公司兩家公司在該領(lǐng)域已經(jīng)或即將投入達(dá)110億美元，基于擁有知識產(chǎn)權(quán)的功能基因在植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中的巨大潛力，許多跨國企業(yè)都競相投資，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的國際競爭日趨激烈。

轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化涉及自主基因獲得、基因轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)基因作物培育、轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)化推進等多個環(huán)節(jié)。近年來，轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程呈現(xiàn)出以下鮮明的發(fā)展特點與趨勢：

一是對重要基因的自主知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)專利的爭奪加劇。由于新基因具有極高的直接積極回報和潛在經(jīng)濟價值，各國紛紛投巨資于種質(zhì)資源功能基因的大規(guī)模挖掘，搶注基因?qū)＠艛嘀R產(chǎn)權(quán)，為新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展搶占先機和戰(zhàn)略制高點，世界前10大跨國種業(yè)公司在這方面專利份額達(dá)到了50%～60%，美國、日本、澳大利亞等國擁有全球70%以上的水稻基因?qū)＠?0%以上的玉米基因?qū)＠?0%以上的小麥基因?qū)＠?5%以上的棉花基因?qū)＠Ｔ谖覈刂?009年年底申請的2803項農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因技術(shù)專利中，國內(nèi)科研單位和大學(xué)申請的不到15%，其余85%的農(nóng)作物基因產(chǎn)權(quán)專利被孟山都公司、杜邦公司和先正達(dá)公司等3家跨國公司擁有，形勢嚴(yán)峻。

二是加快基因工程、分子標(biāo)記、分子設(shè)計、輻射誘變等重大關(guān)鍵技術(shù)研究，驅(qū)動產(chǎn)品更新和產(chǎn)業(yè)化步伐。全球轉(zhuǎn)基因種子市場由1996年的1.15億美元增加到2008年的75億美元（占全球種子市場的20%），年增長率13.6%（為常規(guī)種子市場增長率的1倍多），全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長了74倍，基因工程等重大關(guān)鍵技術(shù)成為近年來發(fā)展最快的技術(shù)。

三是實施全產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略，提高產(chǎn)業(yè)聚集度。以生物種業(yè)為例，通過合資、并購、參股等方式，美國本土和美屬跨國企業(yè)控制了全球約50%的種子市場、70%的基因?qū)＠?0%的商用種質(zhì)資源。在國際棉花種業(yè)市場上，孟山都和拜耳兩家公司各以近45%的份額占據(jù)了全球市場的90%。我國賦予種子企業(yè)經(jīng)營主體、技術(shù)創(chuàng)新主體、參與國際競爭主體等職責(zé)，企業(yè)圍繞市場需求，從種質(zhì)、技術(shù)、專利、育種、區(qū)試、繁育、加工、銷售等環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌規(guī)劃，統(tǒng)一組織一體化、流水線式的作業(yè)，整合產(chǎn)業(yè)資源、完善產(chǎn)業(yè)鏈條、搶占產(chǎn)業(yè)上游的龍頭，以“官、產(chǎn)、學(xué)、研”一體化或者“育、繁、加、銷、服、融”一條龍的專業(yè)化產(chǎn)業(yè)鏈組織形式，實現(xiàn)技術(shù)高端化、布局全球化、生產(chǎn)本土化、加工精深化、管理精細(xì)化、服務(wù)社會化、效益全環(huán)節(jié)化，以獲得對整個產(chǎn)業(yè)鏈的有效控制和利用。

四是高度重視創(chuàng)新能力建設(shè)。創(chuàng)新研發(fā)模式以增強自主創(chuàng)新能力，快速提升生物產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)獲取能力、關(guān)鍵技術(shù)突破能力、中試能力、轉(zhuǎn)化能力、技術(shù)集成能力、產(chǎn)業(yè)化能力、產(chǎn)品化能力、技術(shù)服務(wù)能力與市場策劃營銷能力為目標(biāo)。企業(yè)定位為技術(shù)創(chuàng)新目標(biāo)的提出者、內(nèi)容的組織委托者、產(chǎn)品研發(fā)的投資者和專利成果的擁有者，以商業(yè)合同委托專家實施研發(fā)計劃，利用全球研究機構(gòu)和大學(xué)的智力資源發(fā)現(xiàn)與收購有價值的基因、技術(shù)、方法、專利，呈現(xiàn)出高度的計劃性。

五是健全生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的政策法規(guī)體系。生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展的關(guān)鍵時期，各國紛紛制定相應(yīng)的法規(guī)、政策（金融、財政、投資、稅收等），推動和促進生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

六是強化國際交流與合作。雙邊、多邊或國際組織間的國際合作，領(lǐng)域越來越廣、范圍越來越寬、層次越來越深、規(guī)模越來越大、強度越來越頻繁，廣泛參與農(nóng)業(yè)生命科學(xué)研究、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)創(chuàng)新和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究，共享資源、信息和成果，進行人才交流和培養(yǎng)，實現(xiàn)跨越發(fā)展、多贏發(fā)展和共同發(fā)展。

以基因工程、分子設(shè)計等技術(shù)為核心支撐的生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)已成為美國等發(fā)達(dá)國家調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和全球布局、搶占新一輪國際分工的戰(zhàn)略基點，其紛紛將發(fā)展生物經(jīng)濟作為新興主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的競爭前沿和核心內(nèi)容。

我國在生物農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化方面經(jīng)過多年的積累和發(fā)展，也取得了長足的進步，轉(zhuǎn)基因育種產(chǎn)業(yè)化取得階段性突破。截至2009年10月底，我國已經(jīng)累計有7種轉(zhuǎn)基因植物通過了商品化生產(chǎn)許可，分別是耐貯藏番茄、變色矮牽牛花、抗病毒甜椒和辣椒、抗病毒番茄、抗蟲棉花、抗蟲歐洲黑楊、抗病毒番木瓜。擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻和轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米于2009年11月27日獲得國家發(fā)放的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，這一里程碑性的事件使得我國成為全球首例推出抗蟲水稻和轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米，并開始進入商業(yè)化育種和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用程序的國家。轉(zhuǎn)基因水稻和玉米在中國的批準(zhǔn)將會推進并加速轉(zhuǎn)基因作物在其他發(fā)展中國家的決策過程，尤其是類似于中國的亞洲國家，這些國家同樣面臨糧食自給自足的挑戰(zhàn)和2015年“千年發(fā)展目標(biāo)”，即減輕貧困、饑餓和營養(yǎng)不良，增加小農(nóng)戶的收入。

但與美國等發(fā)達(dá)國家相比，我國在生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)與技術(shù)專利意識、核心技術(shù)、創(chuàng)新能力、龍頭企業(yè)、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新主體、公共市場服務(wù)體系發(fā)展上以及相關(guān)的管理、政策、立法建設(shè)等方面存在一定的差距。