中国转基因玉米和大豆产业化应用试点情况总结与展望

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      “谁来养活中国？"

      这是美国世界观察研究所所长莱斯特-布朗在 1994 年提出的问题。他预测，中国的粮食产量将从 1990 年的 3.4 亿吨下降到 2030 年的 2.72 亿吨，降幅达 20%，而中国的人口将达到 16 亿。如果不改善膳食结构，中国将需要进口 2-3.69 亿吨粮食，相当于当时全球粮食贸易量。他预计，中国极有可能出现粮食危机，并可能进一步引发全球粮食危机。然而，在以袁隆平为代表的全国农业科研人员和中国政府的共同努力下，从 2004 年到 2021 年，中国粮食产量实现了 18 连增。2022 年，中国粮食产量达到 6.33 亿吨（国家统计局，2022 年），而人口则稳定在 14 亿。因此，中国实现了主粮供应的完全自给自足，并以实际行动向国际社会证明，中国人民能够养活自己。

      中国严重依赖全球饲料粮供应

      谁能养活中国？尽管中国已成功解决了主粮安全问题，但中国人民生活水平的提高导致对肉、蛋、奶和油的需求增加。因此，一个新的挑战出现了--"谁能养活中国？为了解决这一问题，同时在有限的耕地上落实中国的粮食安全政策，中国必须从国际市场上进口足够的饲料粮。中华人民共和国海关总署（GACC）报告称，过去五年（2018-2022 年），中国每年进口粮食超过 1 亿吨，仅 2021 年就达 1.65 亿吨（GACC，2022 年）。然而，非食用谷物占总量的 89.2%，其中大豆占 9652 万吨，玉米占 2835 万吨，大麦占 1248 万吨，高粱占 942 万吨（GACC，2021 年）。2021 年国内大豆和玉米产量分别为 1640 万吨和 2.7255 亿吨（国家统计局，2021 年）。此外，2018 年大麦和高粱的产量分别为 96 万吨和 291 万吨（国家统计局，2021 年）。这些数据反映出中国在很大程度上依赖于全球饲料谷物贸易。因此，转基因作物可能是解决这一问题的有效途径。

      自 1996 年转基因作物商业化以来，全球种植面积已增至 2019 年为 1.904 亿公顷（ISAAA，2019 年）（小编注：2024 全球转基因最新数据请点我查看）。2013 年到 2018 年，四个国家（巴西、阿根廷、巴拉圭和巴西）的抗虫（IR）大豆的平均增产率为 9.5%，1996 年至 2018 年，12 个国家（美国、加拿大、南非、阿根廷、菲律宾、巴西、哥伦比亚、巴拉圭、乌拉圭、越南、西班牙和洪都拉斯）的 IR 玉米平均增产率为 达到 16.5%。美国玉米和大豆的平均产量比中国高出约 40%，造成这一现象的主要原因之一可能是转基因技术的使用。

      中国转基因生物发展国家专项计划

      为了开发新的转基因作物品种，中国政府投入了大量财政资源。国家转基因生物新品种培育科技重大专项，俗称 "转基因工程"，于 2008 年启动，实施期限至 2020 年。截至 2020 年 8 月 31 日，该项目已累计投入资金 147.07 亿元、其中中央财政拨款 97.71 亿元。

      在该计划的支持下，中国建立了完善的转基因育种研发体系和生物安全评价与监测体系。因此，中国目前已成为世界上转基因生物研究和开发能力最强的国家之一。此外，中国通过在新品种生产的各个阶段建立金字塔形的成果储备，证明了其持续开发转基因生物新品种的技术能力。

      该项目还促进了一些生物技术公司的发展，如北京大北农生物技术有限公司（DBNBC）、杭州瑞丰生物科技有限公司 (Rfgene) 和隆平生物技术（海南）有限公司 (Longping Biotechnology (Hainan) Co. Ltd.)。尤其是转基因大豆和玉米品种的自主研发，在十多年的科研积累和转基因项目的支持下取得了重大进展。

      迄今为止，农业农村部已为转基因玉米事件颁发了 13 份生产和应用安全证书，为转基因大豆事件颁发了 5 份生产和应用安全证书。

      全球独一无二的试点种植政策

      为做好转基因作物商业化种植的准备工作，中国是目前世界上唯一一个通过逐年试点种植计划逐步向转基因作物商业化种植过渡的国家。按照中央提出的 "尊重科学、严格规范、有序推进生物育种产业化应用 "的要求，农业部于 2021 年启动了转基因大豆和玉米的试点种植工作。试点种植试验包括：评价转基因作物在规模化生产和应用条件下的性能，开发配套的种植方法和生产技术，设计管理政策，实施市场化运作策略。试种计划的主要目的是划定育种企业、种植农户和当地农业农村主管部门的责任和界限。这一持续的过程也需要调整公众对转基因作物的接受程度。

      试点种植计划一开始就制定了 "三年三步走 "的实施计划，包括三个阶段。2021 年用于试点种植的试验田受到严格控制，面积约为 1 150 亩（1 公顷=15 亩）。到 2022 年，该计划将覆盖部分大规模农户，面积约为 80,000 亩。2023 年，考虑到种植农户的意愿和生态条件，主产区被纳入试点种植计划，种植范围扩大到五省 20 个县，达到 400 万亩左右，计划第二年进行种植和制种、为今后的发展和加速奠定基础。

      所有具有自主知识产权和应用前景的国产抗虫和耐除草剂转基因玉米和大豆品种都被纳入试点种植范围。这些品种均已获得转基因生物生产和应用安全证书。在试点种植过程中，不断修订和完善相关规章制度，以满足今后常规种植条件下的管理要求。总之，试点种植计划旨在确认转基因作物在大规模生产和应用条件下的优良性状，建立管理制度和配套生产技术，实现 "农民会种、政府会管、企业会推广 "的愿景，达到常规种植条件。

      试点种植的总体布局

      试点种植区战略性地分布在中国的西南地区和北方地区，选择这两个地区是基于特定的原因。之所以选择西南地区，特别是云南省（图 1），是因为该地区害虫种类繁多，包括蚜虫等迁飞性害虫。该地区为全面测试转基因作物的抗虫能力以及通过试点种植评估其生态效益提供了理想的条件。相比之下，北部地区是玉米和大豆的主产区。在这一地区进行试点种植，可以全面检验转基因作物的增产和增效作用。通过选择这些不同的地区，试点种植计划旨在收集有关转基因作物在不同环境下的表现和潜在效益的全面数据和见解。这些数据对于制定策略至关重要，这些策略最终将导致更广泛地接受转基因作物。

      基因改造作物三年试点种植的总体效果

      为期三年的试点种植取得了显著成效。监测结果显示，转基因玉米对鳞翅目害虫（如鞘翅目）的防治效果超过 90%，超过了在传统玉米上喷洒两次杀虫剂的效果。在转基因大豆上喷洒草甘膦的除草效率通常在 95% 以上，明显优于喷洒两次传统除草剂的效果。种植转基因玉米和大豆降低了对虫害和杂草控制的要求，减少了农业耕作的频率。因此，开发和使用了简化种植技术，包括少耕和平茬。转基因玉米和大豆的平均增产率分别可达 8.9% 和 8.8%。

      在试点种植过程中，农业部修订和废止了 20 多个与转基因作物产业化利用相关的部门规章和规范性文件。2021 年完善了实施细则，修订了转基因生物安全评价、品种审定、种子生产、经营许可、农业植物品种命名等 4 个部门规章。2022 年，发布了耐除草剂转基因作物使用的除草剂登记要求、转基因玉米和大豆国家级品种审定标准（试行）等 3 个规章。作为试点种植计划的一部分，建立了转基因作物工业应用的初步体系。在成功完成初步品种批准审查后，农业部于 2023 年 12 月 7 日正式批准了 37 个转基因玉米和 14 个转基因大豆品种。其中，22 个来自 DBNBC，9 个来自 Rfgene，占总数的 60.8%（MARA，2023 年）。《农业转基因生物标识管理办法》正在同步修订中，这表明这些转基因玉米和大豆品种在中国的商业化生产将不再有法律法规障碍。不过，下一阶段的指定种植区还必须符合 MARA 标准。

      三年试点种植后的商业种植前景

      由于玉米在中国的种植效益良好，预计转基因玉米的推广和采用速度将更快。到 2024 年，转基因玉米的种植面积可达 1000-1500 万亩，三年后将达到 8000-1000 万亩的种植规模。在同一时间内，大豆的种植规模有望达到 60 万亩左右。

      巴西是全球第二大转基因作物生产国，自 2006 年开始转基因玉米和大豆的商业化生产以来，仅用了五年时间，转基因玉米和大豆的采用率就达到了 90%。

      如果转基因玉米和转基因大豆的采用率达到预期水平，中国将种植 5.81 亿亩转基因玉米和 1.39 亿亩转基因大豆。

      这将对中国乃至世界的食品生产和营销产生深远影响。首先，中国将成为第三大转基因作物生产国，仅次于美国和巴西。其次，它将大大增加全球转基因作物的种植面积，并对全球转基因作物的商业化种植产生积极影响。第三，在云南和广西种植抗虫玉米可有效控制草地贪夜蛾的危害，从而减少草地贪夜蛾的北移。最后，增产 10% 可使玉米产量增加 2 772 万吨，大豆产量增加 203 万吨。因此，中国将不再进口玉米，并减少大豆进口量，从而促进全球粮食安全。

      Sun M., Li S., Yang W., Zhao B., Wang Y., and Liu X. (2024). Commercial

      genetically modified corn and soybean are poised following pilot planting in China. Mol. Plant. doi: 10.1016/j.molp.2024.03.005.