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    “勤奮基因”、高油酸大豆、含胡蘿卜素的“金米”……這些不是科學(xué)家們的奇思妙想，而是正在逐漸變?yōu)楝F實(shí)，并可能帶來(lái)生物產(chǎn)業(yè)的革命性變化。隨著(zhù)新一代生物技術(shù)的發(fā)展，資源環(huán)境以及農民、消費者的利益受到更多的重視，全球生物產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了2.0時(shí)代。
　　《經(jīng)濟參考報》記者就全球生物技術(shù)的發(fā)展前沿專(zhuān)訪(fǎng)植保(中國)協(xié)會(huì )、孟山都、杜邦等跨國機構和企業(yè)負責人，力求為讀者盡可能詳細地描述一幅生物產(chǎn)業(yè)的藍圖。

　　各國競爭生物技術(shù)制高點(diǎn)

　　“盡管時(shí)常聽(tīng)到對轉基因有不同的聲音，但現在不管是歐美發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，都將生物技術(shù)的研發(fā)放在非常重要的位置，作為戰略制高點(diǎn)�！泵仙蕉贾袊�生物技術(shù)研發(fā)中心總經(jīng)理張蓓接受《經(jīng)濟參考報》記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
　　國際農業(yè)生物技術(shù)應用服務(wù)組織(ISAAA)2011年的報告顯示，1996年轉基因作物的種植面積為170萬(wàn)公頃，2011年已達到1.6億公頃，增長(cháng)94倍，這一增長(cháng)使得轉基因技術(shù)成為現代農業(yè)史上應用最為迅速的作物技術(shù)。
　　美國是轉基因作物的主要種植國，其種植面積為6900萬(wàn)公頃(占全球43%)。2011年美國轉基因玉米和棉花增長(cháng)尤為迅速，且重新開(kāi)始種植抗除草劑苜蓿。2011年12月1日，美國的抗病毒番木瓜正式獲批在日本被作為新鮮水果/食品上市銷(xiāo)售。
　　歐盟轉基因抗蟲(chóng)BT玉米種植面積達到11.45萬(wàn)公頃，比2010年增加了26%即2.33萬(wàn)公頃。如獲審批，一種抗晚疫病馬鈴薯“Fortuna”將在2014年上市，這可能成為一種重要產(chǎn)品，以滿(mǎn)足歐盟政策及環(huán)境需求，并且可以通過(guò)大量減少殺菌劑應用和降低生產(chǎn)損失來(lái)實(shí)現馬鈴薯的可持續生產(chǎn)。
　　巴西成為轉基因作物的增長(cháng)引擎。該國首次批準了抗蟲(chóng)和耐除草劑復合性狀大豆，并將于2012年商業(yè)化。年預算為10億美元的公共機構EMBRAPA，獲批商業(yè)化生產(chǎn)擁有自主知識產(chǎn)權的轉基因抗病毒大豆(水稻和大豆為拉丁美洲的主要產(chǎn)品)。
　　張蓓介紹說(shuō)，目前全球農業(yè)方面的大公司，對生物技術(shù)的研發(fā)正朝著(zhù)更多的方向發(fā)展，比如孟山都開(kāi)始做轉基因小麥，先正達和杜邦有轉基因水稻。
　　據植保(中國)協(xié)會(huì )介紹，公共和私人部門(mén)的合作正為發(fā)展中國家帶來(lái)機遇。比如蔬菜是高價(jià)值的作物，但由于種植面積較小，往往不是跨國公司的關(guān)注對象。但對于公共研究機構和本地公司來(lái)說(shuō)確是一個(gè)好機會(huì )，可以研發(fā)出適于本地和區域市場(chǎng)的產(chǎn)品，其中一個(gè)成功的例子是印度Mahyco公司研發(fā)的抗蟲(chóng)Bt茄子。

　　生物農業(yè)邁向第二代技術(shù)

　　農業(yè)領(lǐng)域的生物技術(shù)主要應用于育種方面，包括轉基因技術(shù)、分子育種技術(shù)等。杜邦中國先鋒種子事務(wù)部產(chǎn)業(yè)與業(yè)務(wù)事務(wù)總監張孟玉告訴《經(jīng)濟參考報》記者，“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗，一直是作物育種的目標，而生物技術(shù)是實(shí)現這個(gè)目標的最好、最快的技術(shù)”。
　　“高產(chǎn)”是發(fā)展生物農業(yè)最重要的任務(wù)之一。張蓓認為，怎么能從成千上萬(wàn)的基因中真正找到提高產(chǎn)量的基因，這本身就是非常具有挑戰性的。孟山都正在研究一種“勤奮基因”，它能夠調節大豆的生物鐘。大豆一般要在早上7、8點(diǎn)后才開(kāi)始生長(cháng)活動(dòng)，轉入這種基因后6點(diǎn)鐘就可以開(kāi)始了，更多地利用白天時(shí)間，生長(cháng)周期也更長(cháng)。
　　先鋒公司則從制種環(huán)節入手，原創(chuàng )了一種玉米種子生產(chǎn)技術(shù)(SPT技術(shù))，不僅能夠提高種子產(chǎn)量，降低制種成本，而且能夠使種子純度更好，質(zhì)量更高，從而有利于產(chǎn)量的提升。
　　提升作物抗逆性是產(chǎn)量的重要保障，這方面國際上已經(jīng)取得了不少新進(jìn)展。比如，玉米是非洲大陸廣泛種植的主糧作物，而玉米又非常容易受到頻繁的干旱天氣的影響，抗旱作物被認為是整個(gè)作物改良項目中最重要的目標。非洲農業(yè)技術(shù)基因會(huì )(AATF)領(lǐng)導了一項公共-私人合作的伙伴項目——非洲抗旱玉米項目(WEMA)。該項目通過(guò)常規育種、分子標記育種和生物技術(shù)等工具開(kāi)發(fā)抗旱玉米。
　　張蓓介紹說(shuō)，孟山都的第一代抗旱基因是從微生物里分離出來(lái)的，能夠更好應對環(huán)境變化。把這種基因轉入玉米，將幫助植物在干旱的情況下更好地渡過(guò)難關(guān)。
　　為了應對病蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性等問(wèn)題，復合性狀日益成為轉基因作物的一個(gè)重要的特色。國際農業(yè)生物技術(shù)應用服務(wù)組織的報告稱(chēng)，2011年，12個(gè)國家種植了兩種或更多性狀復合的轉基因作物，其種植面積占到了全球1.6億轉基因作物種植面積的四分之一。
　　張蓓說(shuō)，孟山都的轉基因大豆最初是抗除草劑的，后來(lái)疊加兩種性狀，現在則可以做到8個(gè)基因、6種性狀疊加。比如抗蟲(chóng)有兩套基因，具有不同的機制，大大降低抗性產(chǎn)生的可能性。
　　“第一代生物技術(shù)作物實(shí)現了產(chǎn)量的大量增長(cháng)�！眹�際農業(yè)生物技術(shù)應用服務(wù)組織的報告稱(chēng)，與之相比，第二代生物技術(shù)作物還可以提高產(chǎn)品產(chǎn)量，將為農民提供更多新的驚喜。例如，富含維生素A的大米，不含反式脂肪、飽和脂肪含量減少、Omega-3含量豐富的大豆等優(yōu)質(zhì)特性將更加普及，可提供更多吸引消費者的混合特性。
　　杜邦中國先鋒種子事業(yè)部生物技術(shù)與法規事務(wù)總監王琴芳接受《經(jīng)濟參考報》記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，2010年杜邦先鋒利用大豆自身的基因研制成功了轉基因高油酸大豆，生產(chǎn)出的豆油中的油酸成分達到75%，不容易被氧化，存放時(shí)間更長(cháng)；成分相當于橄欖油，更有利于消費者的健康。
　　在一些營(yíng)養匱乏地區，兒童由于缺乏胡蘿卜素而容易失明。據了解，2011年，菲律賓水稻研究所對帶有“金米”性狀(含有較高水平的β-胡蘿卜素)的品種展開(kāi)限制性田間試驗，其結果和合規試驗結果將于2013年被提交給菲律賓當局，預計“金米”將于2013/2014年在菲律賓首次進(jìn)入市場(chǎng)。

　　生物能源：二代技術(shù)商業(yè)化在望

　　“隨著(zhù)能源需求的增長(cháng)，農業(yè)生物技術(shù)也可以在滿(mǎn)足能源增長(cháng)方面發(fā)揮作用�！敝脖�(中國)協(xié)會(huì )介紹說(shuō)，比如乙醇來(lái)自玉米、甘蔗和其他作物，生物柴油則來(lái)自大豆和其他油籽作物的產(chǎn)物。與此同時(shí)，研究人員正在開(kāi)發(fā)新的生物燃料。
　　據了解，針對生物燃料應用專(zhuān)門(mén)設計的生物技術(shù)作物包括，在2011年在美國通過(guò)法規審批并允許流通和種植的α-淀粉玉米，通過(guò)該玉米生產(chǎn)的α-淀粉酶使淀粉轉化更加有效，消耗的能源更少，生產(chǎn)的乙醇也更便宜、更環(huán)保。
　　不過(guò)，如果玉米作為能源作物，畢竟存在著(zhù)“與糧爭地、與人爭糧”的問(wèn)題。研究人員將更多的目光放在了包括纖維素乙醇在內的第二代生物乙醇技術(shù)，或者在鹽堿地上種植改良過(guò)的甜高粱、纖維素高粱等能源作物。
　　杜邦工業(yè)應用生物科技事業(yè)部生物燃料亞太區業(yè)務(wù)總監王建平告訴記者，第二代纖維素乙醇技術(shù)是把含有纖維素和半纖維素的秸稈等農林廢棄物拿來(lái)，通過(guò)生物化工的技術(shù)讓其轉化成糖，然后發(fā)酵變成酒精，再與汽油混合成為生物燃料。按照吉林省的玉米種植面積，如果把玉米秸稈的50%拿來(lái)生產(chǎn)纖維素乙醇，可以建設25個(gè)年產(chǎn)75000噸的纖維素乙醇工廠(chǎng)。如果通過(guò)先進(jìn)的種子技術(shù)將玉米畝產(chǎn)再提高20%，或可以再額外建設10個(gè)工廠(chǎng)。
　　“纖維素乙醇的研發(fā)和商業(yè)化取得了很大的突破�！蓖踅ㄆ秸f(shuō)，杜邦兩年前在美國建造了年產(chǎn)758噸的示范工廠(chǎng)，并希望在今年下半年建設全球第一個(gè)商業(yè)化工廠(chǎng)，纖維素乙醇年產(chǎn)將達到82000噸。其他公司在美國、巴西、意大利等國都在推進(jìn)纖維素乙醇商業(yè)化，美國大概有三到四家商業(yè)化纖維素乙醇工廠(chǎng)正在建設，到2013年底或者2014年這些工廠(chǎng)都會(huì )正式投產(chǎn)。
　　王建平說(shuō)，杜邦已經(jīng)在與國內一些企業(yè)就纖維素乙醇商業(yè)化項目進(jìn)行談判，預計到2015年，中國應該也會(huì )有1至3家生產(chǎn)纖維素乙醇的商業(yè)化工廠(chǎng)。
　　王建平同時(shí)認為，生物燃料應該多樣化發(fā)展，比如1.5代乙醇、纖維素乙醇需要并存，還可能發(fā)展第3代海藻生物乙醇技術(shù)，生物丁醇也是未來(lái)很好的發(fā)展方向。

　　以需求為導向的商業(yè)模式

　　事實(shí)上，生物產(chǎn)業(yè)的創(chuàng )新不僅是技術(shù)創(chuàng )新，更是商業(yè)模式的創(chuàng )新。對于孟山都、杜邦等跨國公司來(lái)說(shuō)，“需求和價(jià)值”是其構建研發(fā)體系和商業(yè)模式的核心取向。
　　張蓓介紹說(shuō)，孟山都的研發(fā)體系以“發(fā)現”為起點(diǎn)，即對數以萬(wàn)計的基因進(jìn)行高通量的測試，來(lái)篩選需要的性狀，比如是否能夠提高生長(cháng)速度，是否能夠增加葉綠素含量，是否能夠抗旱等。
　　一旦找到“有前途”的基因，就進(jìn)入概念認證期，孟山都的研發(fā)線(xiàn)上每年有上千的基因在作物里進(jìn)行測試，一般一個(gè)基因至少要測試兩三年，才能知道是否有商業(yè)價(jià)值。
　　接下來(lái)是商業(yè)化的早期開(kāi)發(fā)期，在大量的轉基因材料中篩選出最佳的轉化事件，然后將其整合到不同種質(zhì)資源中，看基因表達是不是同樣高效，是不是有穩定的性狀，同時(shí)進(jìn)行安全評價(jià)，并在全球范圍內申請批準。最后，經(jīng)過(guò)營(yíng)銷(xiāo)準備，產(chǎn)品投放市場(chǎng)。
　　張孟玉說(shuō)，像IPhone這樣的電子產(chǎn)品在全球范圍內都可以使用，而農作物品種必須根據不同地區的氣候、土壤等環(huán)境因素來(lái)進(jìn)行培育。只有以客戶(hù)為導向，以當地農民需求為導向，才能培育出最好的品種。
　　此外，生物技術(shù)的安全性是公眾最為關(guān)注和擔憂(yōu)的問(wèn)題，這就要求生物技術(shù)的商業(yè)化必須堅持科學(xué)謹慎的原則。
　　張蓓特別強調說(shuō)，孟山都的常規育種和生物育種屬于兩個(gè)不同的“平行線(xiàn)”，一旦發(fā)現商業(yè)價(jià)值便會(huì )很快結合起來(lái)，進(jìn)行產(chǎn)品的測試和開(kāi)發(fā)。但科研和商業(yè)化之間有著(zhù)嚴格的“防火墻”，保證產(chǎn)品在獲得政府批準之前不得流入市場(chǎng)。
　　王琴芳說(shuō)，為了保證轉基因作物對環(huán)境和人類(lèi)的安全，杜邦先鋒在轉基因產(chǎn)品的合規和安全監管方面投入了大量的人力物力，現在對所有的轉基因材料和育種材料進(jìn)行全程跟蹤，每一步都有人監管并執行最嚴格的標準。