1 導(dǎo)論

1.1 研究背景

1.1.1 全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積在激烈爭(zhēng)論中不斷增長(zhǎng)

從1973年美國(guó)斯坦福大學(xué)的斯坦利·科恩教授（Stanley N.Cohen）首次開(kāi)發(fā)成功轉(zhuǎn)基因技術(shù)以來(lái)，轉(zhuǎn)基因作物問(wèn)世已超過(guò)40年，全球轉(zhuǎn)基因作物實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用也已超過(guò)20年，轉(zhuǎn)基因作物種類(lèi)、種植面積仍在不斷擴(kuò)大。1983年世界首例轉(zhuǎn)基因植物（Genetically Modified Plants, GMP）轉(zhuǎn)基因煙草在美國(guó)華盛頓大學(xué)培育成功，1986年轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在美國(guó)獲得批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)，1994年美國(guó)卡爾京（Calgene）公司培育的延熟保鮮轉(zhuǎn)基因番茄首次被批準(zhǔn)商業(yè)化生產(chǎn)，1996年轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉花和除草劑大豆在美國(guó)獲批大規(guī)模種植，1997年轉(zhuǎn)基因作物開(kāi)始在南美洲和亞洲的一些國(guó)家或地區(qū)大規(guī)模推廣種植。

自從轉(zhuǎn)基因技術(shù)開(kāi)始商業(yè)化以來(lái)，“轉(zhuǎn)基因安全”問(wèn)題便成為世界農(nóng)業(yè)科技發(fā)展?fàn)幷撟顬榧ち业慕裹c(diǎn)之一（Conner等，2003）。對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的爭(zhēng)論，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了技術(shù)本身的內(nèi)容和技術(shù)的安全性問(wèn)題（張彩萍和黃季焜，2002）。該項(xiàng)爭(zhēng)論涉及食品安全、生物安全、社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)和貿(mào)易壁壘等（FAO, 2000），從單純的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)展到經(jīng)濟(jì)貿(mào)易和社會(huì)、政治領(lǐng)域（朱禎和劉翔，2000；黃大昉，2002）。爭(zhēng)論的起因既涉及經(jīng)濟(jì)利益和國(guó)家利益，也有科學(xué)技術(shù)問(wèn)題（賈士榮，1997；朱禎和劉翔，2000；彭于發(fā)等，2002）。溫思美教授對(duì)這場(chǎng)爭(zhēng)論曾做過(guò)歸納（2002）：就技術(shù)而言，現(xiàn)代生物技術(shù)本身還不成熟，因此存在許多不確定性；理論和方法論正處于演進(jìn)之中，科學(xué)家雖然知道其基本輪廓，但對(duì)這一技術(shù)的微觀領(lǐng)域仍有不同的看法，其演化路徑尚不十分清晰；在經(jīng)濟(jì)上，與“綠色革命”不同的是，這場(chǎng)革命的潛在成本收益尚未得到科學(xué)和經(jīng)驗(yàn)的驗(yàn)證，對(duì)不同經(jīng)濟(jì)主體的影響也有待進(jìn)一步研究，對(duì)世界經(jīng)濟(jì)格局的潛在影響也初露端倪；從社會(huì)和政治方面考慮，生物技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)文明和農(nóng)村社區(qū)的影響幾乎還沒(méi)有任何明顯的科學(xué)證據(jù)；在倫理方面，人們擔(dān)心的是這種“超級(jí)”技術(shù)對(duì)人類(lèi)千百年來(lái)建立的文明和倫理準(zhǔn)則可能產(chǎn)生潛在沖擊以及這種潛在沖擊是否具有破壞性。筆者整理發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)與轉(zhuǎn)基因作物相關(guān)的爭(zhēng)議和討論已經(jīng)涉及轉(zhuǎn)基因作物能否產(chǎn)生廉價(jià)的食物、飼料和纖維；轉(zhuǎn)基因作物能否對(duì)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)；轉(zhuǎn)基因作物能否通過(guò)減少二氧化碳釋放來(lái)緩解氣候改變以及轉(zhuǎn)基因作物能否有利于糧食安全并緩解貧困和饑餓等全球性問(wèn)題。

盡管?chē)?guó)際上對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物問(wèn)題爭(zhēng)論不休，但轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的產(chǎn)業(yè)化速度卻并沒(méi)有放慢。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植國(guó)家及種植面積都迅速增長(zhǎng)，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積的增長(zhǎng)率可以反映出全球?qū)D(zhuǎn)基因農(nóng)作物的接受情況，其增長(zhǎng)之快顯示出轉(zhuǎn)基因技術(shù)良好的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。從《中國(guó)生物工程雜志》刊載的國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織的全球生物技術(shù)、轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢(shì)信息可以看出，1996—2017年，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積的每年增長(zhǎng)速度在10%以上，2017年達(dá)到1.898億公頃，與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之初的1996年相比，增長(zhǎng)了112倍。目前國(guó)際市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)基因食品以植物性食品為主。美國(guó)是轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物商業(yè)化程度最高的國(guó)家。2017年，美國(guó)種植了7500萬(wàn)公頃轉(zhuǎn)基因作物，占全球種植面積的39.5%，包括棉花、大豆、玉米、油菜、甜菜、苜蓿、南瓜、番木瓜、蘋(píng)果、馬鈴薯等。相比較而言，我國(guó)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物主要是以進(jìn)口為主，而且逐年增加。2018年，中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準(zhǔn)進(jìn)口的轉(zhuǎn)基因作物包括大豆、玉米、棉花、油菜、甜菜等5種作物，涉及的轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)公司包括孟山都、杜邦和先鋒、先正達(dá)、拜耳、陶氏、巴斯夫。我國(guó)進(jìn)口的90%以上的大豆和棉花是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展軌跡說(shuō)明，目前，轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)及轉(zhuǎn)基因技術(shù)已成為整個(gè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中最具活力的部分之一；通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品已經(jīng)大量進(jìn)入市場(chǎng)，制成的食品已經(jīng)擺上人們的餐桌。轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)技術(shù)將不可避免地對(duì)各國(guó)農(nóng)業(yè)的種植結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式乃至經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易產(chǎn)生影響，并由此改變世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。

1.1.2 中國(guó)轉(zhuǎn)基因技術(shù)在政府推動(dòng)下發(fā)展迅速

我國(guó)政府自從改革開(kāi)放開(kāi)始，便把現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展列為保障國(guó)家的糧食安全和占據(jù)未來(lái)國(guó)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(guó)生物技術(shù)研究起步于1980年前后，在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（簡(jiǎn)稱(chēng)863計(jì)劃）及國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃的資助下，1986—2003年，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究投入的經(jīng)費(fèi)由0.89億元（按2003年當(dāng)年不變價(jià)格計(jì)算）增長(zhǎng)為16.47億元（Huang等，2005）。為追趕世界新技術(shù)革命的腳步，我國(guó)改革開(kāi)放的總設(shè)計(jì)師鄧小平同志于1988年9月提出“將來(lái)農(nóng)業(yè)問(wèn)題的出路，最終要由生物工程來(lái)解決，要靠尖端技術(shù)”。1991年4月，鄧小平同志為國(guó)家科委召開(kāi)的“863”計(jì)劃工作會(huì)議和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)工作會(huì)議題詞“發(fā)展高科技，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”。1999年，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，“國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項(xiàng)”啟動(dòng)實(shí)施，重點(diǎn)開(kāi)展功能基因克隆、轉(zhuǎn)基因新產(chǎn)品培育和產(chǎn)業(yè)化、轉(zhuǎn)基因植物安全性評(píng)價(jià)以及轉(zhuǎn)基因研發(fā)能力建設(shè)等工作。目標(biāo)是進(jìn)一步增強(qiáng)我國(guó)植物轉(zhuǎn)基因科技國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新，提高轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的貢獻(xiàn)率。為確保實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，科技部、財(cái)政部制定了《國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項(xiàng)暫行管理辦法》。科技部每年發(fā)布“國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項(xiàng)”課題申請(qǐng)指南，組織引導(dǎo)科技力量投入相關(guān)項(xiàng)目研究。根據(jù)2006年科技部召開(kāi)的“國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)發(fā)布的信息，“國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項(xiàng)”自1999年啟動(dòng)至2006年，中央財(cái)政共投入5.1億元，部門(mén)、地方和社會(huì)配套投入3.2億元。2007年，科技部、財(cái)政部會(huì)同農(nóng)業(yè)部、教育部、衛(wèi)生部、中國(guó)科學(xué)院、質(zhì)檢總局、環(huán)保總局、林業(yè)局以及地方科技部門(mén)，組織全國(guó)的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)力量，以五大作物和三大動(dòng)物產(chǎn)品為對(duì)象，用三年時(shí)間，中央財(cái)政共投入260億元，開(kāi)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化研究，并根據(jù)研究進(jìn)展和成果評(píng)估考核給予資金的持續(xù)資助，有力推動(dòng)著我國(guó)轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展。

在政府推動(dòng)下，我國(guó)從事生物技術(shù)管理和研究的人員不僅數(shù)量快速增加，而且人員結(jié)構(gòu)也日趨合理。擁有博士學(xué)位的研究人員比例由1.7%增長(zhǎng)為31%，擁有碩士學(xué)位的研究人員比例由16.7%增長(zhǎng)為27%（郭艷琴，2004）。涉及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的各類(lèi)研究機(jī)構(gòu)已超過(guò)200多家，初步形成了從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用技術(shù)研究到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，相互銜接、相互促進(jìn)的創(chuàng)新體系。我國(guó)政府于1997年批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、耐貯藏番茄、觀賞矮牽牛的商業(yè)化生產(chǎn)，1998年批準(zhǔn)抗病毒甜椒、抗病毒番茄的商業(yè)化生產(chǎn)，2005年批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)的商業(yè)化生產(chǎn)，直到2006年年底才批準(zhǔn)了抗環(huán)斑花葉病毒的轉(zhuǎn)基因番木瓜的商業(yè)化生產(chǎn)，番木瓜成為我國(guó)第一個(gè)被批準(zhǔn)大規(guī)模生產(chǎn)、可直接食用的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。2009年11月，兩種轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)水稻和一種轉(zhuǎn)基因玉米（轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)水稻“華恢1號(hào)”、雜交種“Bt汕優(yōu)63”和轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米“BVLA430101”）獲得了農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書(shū)，分別限定在湖北省和山東省生產(chǎn)應(yīng)用。安全證書(shū)的頒發(fā)意味著該品種的生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)束并獲得農(nóng)業(yè)主管部門(mén)認(rèn)可，技術(shù)方面的障礙基本掃除，商業(yè)化生產(chǎn)近在眼前。

總體而言，我國(guó)生物技術(shù)雖然與一些發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)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）。我國(guó)已打破了外國(guó)的技術(shù)壟斷，基本建成了轉(zhuǎn)基因育種研究與開(kāi)發(fā)體系，成為世界上為數(shù)不多的擁有自主基因產(chǎn)權(quán)，并獨(dú)立實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)化的國(guó)家。

1.1.3 轉(zhuǎn)基因番木瓜是我國(guó)標(biāo)志性的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物

番木瓜是熱帶、亞熱帶種植的多年生草本作物，我國(guó)廣東、海南、廣西、福建、臺(tái)灣、云南等地是傳統(tǒng)種植區(qū)域。番木瓜是當(dāng)?shù)鼐用袢粘ＯM(fèi)的主要蔬菜和水果之一，同時(shí)番木瓜豐富的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)又是重要的原料作物，具有很高的醫(yī)用和加工價(jià)值。因此，在華南許多地區(qū)，種植番木瓜是農(nóng)民重要的收入來(lái)源。但是，近幾十年來(lái)世界性嚴(yán)重病害番木瓜環(huán)斑花葉病毒（Papaya Ring Spot Virus, PRSV）嚴(yán)重影響了番木瓜生產(chǎn)（Purcifull等，1985; Maoka等，1995;Jain等，2004）。番木瓜的種植和生產(chǎn)受到環(huán)斑花葉病毒等病害的嚴(yán)重危害，導(dǎo)致傳統(tǒng)品種喪失多年生作物的特性，且品質(zhì)下降，產(chǎn)量降低。番木瓜的種植面積銳減，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的收入。1997年，在我國(guó)華南地區(qū)，番木瓜環(huán)斑花葉病毒的田間發(fā)病率達(dá)到70%以上（肖火根等，1997），有些年份常規(guī)品種第二年發(fā)病率高達(dá)98%以上。為了解決番木瓜環(huán)斑花葉病毒對(duì)番木瓜生產(chǎn)的災(zāi)難性影響，美國(guó)于1997年最早批準(zhǔn)了抗番木瓜環(huán)斑花葉病毒番木瓜進(jìn)入商品化生產(chǎn)。隨后，一些熱帶和亞熱帶番木瓜主產(chǎn)國(guó)或地區(qū)紛紛開(kāi)始了該項(xiàng)技術(shù)的研究，并開(kāi)始逐漸批準(zhǔn)該技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。

2006年年底，農(nóng)業(yè)部為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)培育的轉(zhuǎn)基因番木瓜“華農(nóng)一號(hào)”品種頒發(fā)了準(zhǔn)予商業(yè)化生產(chǎn)環(huán)境安全證書(shū)，規(guī)定適用種植區(qū)域是廣東省，其產(chǎn)品以直接食用的轉(zhuǎn)基因水果蔬菜而開(kāi)始進(jìn)入全國(guó)消費(fèi)市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)5年的預(yù)商業(yè)化階段，2010年，“華農(nóng)一號(hào)”轉(zhuǎn)基因番木瓜又持續(xù)獲得農(nóng)業(yè)部頒發(fā)新五年期的準(zhǔn)予商業(yè)化生產(chǎn)環(huán)境安全證書(shū)，適用種植區(qū)域擴(kuò)展到全國(guó)。這標(biāo)志著“華農(nóng)一號(hào)”轉(zhuǎn)基因番木瓜成為我國(guó)第一例全面商業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因直接食用的農(nóng)作物。這是我們選擇轉(zhuǎn)基因番木瓜作為本書(shū)的主要研究對(duì)象的原因。

綜上所述，在國(guó)際上對(duì)轉(zhuǎn)基因植物安全性問(wèn)題爭(zhēng)論不休的背景下，世界各國(guó)仍繼續(xù)大力推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。從宏觀上講，世界各國(guó)都清醒地認(rèn)識(shí)到未來(lái)分子農(nóng)業(yè)發(fā)展的巨大潛力，都不愿在未來(lái)農(nóng)業(yè)科技國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中失去主導(dǎo)地位或競(jìng)爭(zhēng)能力；從微觀上講，這是農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)不同利益主體對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)帶來(lái)的巨大利益追逐的必然。在轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)迅速發(fā)展以及轉(zhuǎn)基因作物種植面積迅速擴(kuò)大的形勢(shì)下，對(duì)轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效果評(píng)價(jià)不僅是政府關(guān)注的問(wèn)題，也是科研單位、公共組織、相關(guān)企業(yè)和社會(huì)公眾十分關(guān)注的問(wèn)題。因此，我國(guó)在促進(jìn)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，除了應(yīng)加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因安全評(píng)估與管理之外，急需對(duì)其經(jīng)濟(jì)影響進(jìn)行全面的研究與評(píng)估，以便在制定農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展重大政策時(shí)做出準(zhǔn)確的、科學(xué)的判斷。