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《转基因作物:安全、监管和可持续性洞察力》

  • 来源专题：食物与营养
  • 编译者： 李晓妍
  • 发布时间：2021-03-05

  • 转基因生物是当今关于食品和农业的热门话题，许多人都听说过或读过食品标签上写着“含有生物工程成分”(转基因生物的另一种说法)。当我们听到或读到“转基因”或“生物工程食品”时，我们有没有想到过“安全”、“监管”或“可持续性”这些词？这三种积极的特性是如何与转基因生物交织在一起的呢？
    （1）安全信号
    科学家们证实转基因作物并没有对健康造成不良影响，国家和国际食品安全机构还对转基因生物的安全性进行了评估。美国食品和药物管理局、美国环境保护局和美国农业部和世界卫生组织都已确保转基因生物对人类、植物和动物健康是安全的。美国当局除了评估转基因生物的安全性外，还对其生产和引入食品系统实施规定。
    （2）监管领域
    如上所述，有三个联邦机构监管转基因食品:美国环境保护局、美国食品药品监督管理局和美国农业部，每个机构都有特定的角色。美国食品和药物管理局发布了一个新开发的网络资源库，解释了每个美国机构在管理转基因生物方面的角色以及该角色与其他机构之间的重叠。
    （3）追求可持续性
    转基因技术不仅是安全且受监管的——它还为我们提供了一种对环境和社会有积极影响的农业工具。农民种植和利用转基因作物支持粮食生产系统的可持续性，并通过确保作物产量为农民和粮食生产者创造社会机会。
    综上所述，转基因技术对人类和环境都有很多好处，上述观点有助于强调转基因食品安全和监管的重要因素。

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  • 《2019年全球转基因观察》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：zhangyi8606
    • 发布时间：2020-10-09
    • 近年来，转基因作物持续保持高应用率，2018年全球种植面积达到1.917亿公顷，再创新高。然而种植面积增幅下降，2018年种植面积同比仅增长1%，（2017年2.54%，2016年3%）。同时，转基因作物在世界五大转基因作物种植国的平均应用率（大豆、玉米和油菜的平均应用率）已经接近饱和，其中美国93.3%、巴西93%、阿根廷接近100%、加拿大92.5%、印度95%（数据来源于ISAAA 2018年报告）。行业整体进入平稳期，未来增长有待新兴市场政策的放开以及新产品的研发。 2019年，全球范围内共有43项关于转基因作物的批准，涉及40个品种，有9个新的转基因作物品种获得批准（详情见表1），包括油菜（1种），棉花（4种），豇豆（1种），大豆（1种）和甘蔗（2种）。与前两年相比，批准总数和涉及的品种数均有一定程度的下滑，新批准的转基因作物品种保持稳定。下文中，AgroPages世界农化网将就以下三个方面对2019年全球范围内的转基因发展状况做一个简要的解读：1）阿根廷转基因市场；2）中国曲折的转基因道路；3）美国转基因食品标签。 阿根廷转基因市场最近进展 2018年，阿根廷在十大转基因作物种植国家中排名第三，转基因作物的种植面积总计达到2390万公顷，包括1800万公顷转基因大豆、550万公顷转基因玉米和37万公顷转基因棉花，转基因作物的应用率接近100%。 阿根廷前几年的批准数量很低，在毛里西奥•马克里（Mauricio Macri）总统执政后加快了转基因作物批准的步伐。在其执政期间批准了近25个转基因性状，几乎是过去23年间批准的所有转基因性状数量的一半。尤其是2018年监管放松之后，阿根廷转基因市场迎来了爆发式的发展。其中2018年批准了8项关于转基因作物的申请，包括玉米、大豆和苜蓿。2019年更是批准了12项，占今年全球批准总数的近三分之一，包括6个转基因玉米性状，3个转基因大豆性状以及3个转基因棉花性状。 其中10月份批准的由孟山都开发的转基因玉米（事件：MON87427 x MON89034 x MIR162 x NK603）是1996年批准第一个转基因作物以来，阿根廷历史上批准的第60个转基因作物。 此外为了加强本国的棉花产业，缩短与巴西的技术差距。阿根廷政府致力于加强知识产权保护，以期引进更先进的转基因棉花技术。阿根廷国家种子研究所（INASE）在控制非法种子方面做了大量的工作。INASE正在制止农民使用未经授权的性状，并控制棉花种子繁育工厂，切段非法种子的生产线。今年阿根廷通过了三个新的转基因棉花性状，2月批准了能够抗草甘膦除草剂和HPPD抑制剂除草剂的转基因棉花；6月批准了GlyTol TwinLink Plus®转基因棉花，具有抗除草剂和抗虫性的性状，这是1998年BollGard推出后，第二个具有抗虫性状的转基因棉花，目前粉红色棉铃虫（Pectinophora gossypiella）已对原Bt蛋白产生了抗性，并对作物构成了严重威胁；8月批准了VIPCOT转基因棉花，具有抗虫性（鳞翅目昆虫）。其中前两个产品由巴斯夫公司商业化推广，VIPCOT属于先正达，但已经授权给了巴斯夫。 在10月中旬的时候，阿根廷国家科学技术研究委员会（CONICET）开始推进该国首个转基因马铃薯SPT TICAR的正式登记工作，目标是明年推出转基因马铃薯产品。该产品由CONICET与生物技术公司Sidus合作，对马铃薯病毒（PVY）有抗性。 中国曲折的转基因道路 今年年初，农业农村部发布了2018年农业转基因生物安全证书批准清单，新批准了包括抗除草剂油菜、抗除草剂大豆等五种农业转基因生物，并批准了26项续申请的农业转基因生物。目前，中国允许种植的转基因作物仅有棉花和木瓜两种，根据ISAAA的报告，2018年中国转基因作物种植面积为290万公顷，在亚洲排在第二。第一为印度，种植了1160万公顷棉花。 近年来尽管中国的转基因政策持续迎来利好消息，但是一直缺乏实质性的进展。从2015年“推进转基因经济作物产业化”被写入“十三五”规划，到2016年宣布将调整战略重点，推进抗虫转基因玉米的产业化进程；到2017年中国化工收购先正达以及持续的新转基因作物进口的批准，中国的转基因政策缺的始终是最后那一步。 在2019年的最后，12月30日，农业农村部公示了192个拟颁发的“农业转基因生物安全证书”植物品种，其中包括189个棉花品种、2个玉米品种和1个大豆品种，让中国的种子行业再次看到了转机。这是继2009年原农业部向国产转基因玉米、水稻发放安全证书之后，10年来再次在主粮领域向国产转基因作物拟批准颁发安全证书。新批准的转基因玉米和大豆分别为北京大北农生物技术有限公司的抗虫抗除草剂玉米“DBN9936”，杭州瑞丰生物科技有限公司和浙江大学的抗虫抗除草剂玉米“双抗12-5”以及上海交通大学的抗除草剂大豆“SHZD32-01”。这里需要注意的是根据《农业转基因生物安全管理条例》及相应配套制度，中国转基因种子审批需经历转基因作物安全评价以及品种审定，如果要进行商业化推广，那就还要取得国务院农业行政主管部门颁发的种子生产许可证。目前，还没有粮食作物获得过这个许可证，因此还不能进行商业性种植。但是鉴于这几年来政府对于转基因政策的持续推动，行业内相信这将是未来几年中国放开转基因主粮种植迈出的重要一步。 此外，2019年，中国种子企业在转基因作物的产业化方面也有新的突破。2019年2月，北京大北农生物技术有限公司研发的转基因大豆（事件：DBN-09004-6，具备草甘膦和草铵膦两种除草剂抗性）获得阿根廷政府的正式种植许可。这是中国公司研发的转基因作物首次在国际上获得种植许可。在每年上亿的科研投入，国内又无法产业化的现状下，大北农终于另辟蹊径，出海成功。大北农表示将立即启动该产品的中国进口法规申报程序。同时该产品正在申请乌拉圭种植许可，还将申请巴西种植许可及欧盟、日本、韩国等其他大豆主要进口市场的进口许可。 该案例为国内的一些大型种子公司提供了新的产业化的思路，在国内转基因政策依然还不明朗的情况下，已经成熟的转基因技术与其始终停留在实验室阶段，不如考虑出海，寻求海外种植的可能性。一方面能够回收部分科研经费，另一方面也能够为未来国内的转基因产业化打下坚实的基础。同时从海外“进口”回国后，也能够加强国家粮食安全的战略考虑。 美国转基因食品标签 2016年美国总统奥巴马签署名为《国家生物工程食品披露标准》的法案，标志着美国转基因食品标识的争论最终尘埃落定。该法律将于2020年1月1日开始生效，并于2022年1月1日得到全面授权。任何含有转基因生物（GMO）产品或副产品的产品都必须贴有表明该事实的标签。2022年1月1日之后，如果产品不包含此标签，则该产品不含GMO成分。 2019年，由美国农业部开发的“Bioengineered（生物工程）”（或“BE”）标签开始出现在美国杂货店出售的产品上。第一个使用新标签的是Impossible Food的碎牛肉替代品（肉替代品中包含一种来自转基因大豆的蛋白质），该食品在9月份首次出现在杂货店中。 需要注意的是，新的法律下，使用新育种技术选育的产品，例如CRISPR，TALEN和RNAi将被排除在新的标签法之外。同时动物饲料也被排除在新标签法之外，这意味着食用了转基因饲料的动物产生的肉制品，蛋和奶制品也无需披露。此外，从转基因作物中提取的精制食品无需披露，除非它们包含可检测到的改良遗传物质。这意味着甜菜糖，大豆油和玉米甜味剂（主要来自转基因种子）将不必标注为转基因成分。 以下是目前已批准于2019年在美国进行商业化生产和销售的转基因项目清单：AquAdvantage三文鱼，Arctic苹果，油菜籽，玉米，棉花，茄子（BARI Bt Begun品种），木瓜（抗环斑病毒的品种），菠萝（粉红果肉品种），土豆，大豆，南瓜和甜菜。
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  • 《农业掀起“基因”浪潮，基因编辑和转基因技术商业化提速》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：zhangyi8606
    • 发布时间：2020-11-12
    • 全球农业颠覆式发展必然少不了农业生物技术的创造性力量。 农业生物技术是指运用基因工程、发酵工程、细胞工程、酶工程以及分子育种等生物技术，改良动植物及微生物品种生产性状、培育动植物及微生物新品种、生产生物农药、兽药与疫苗的新技术。广义基因工程技术中的基因编辑和转基因技术在农业领域的应用备受关注。 说到基因编辑，其近年来的发展可谓是叱咤风云，在医学领域大放异彩不说，又屡次角逐诺奖。当走在科技前沿的基因编辑遇上正在追赶科技的农业，它们之间所发生的奇妙化学反应将为农业带来全新的发展机会。例如：早在2013年，以CRISPR/Cas9系统为标志的第三代基因编辑技术就取得了决定性突破，打破了常规育种瓶颈，成为基因编辑主流技术。 与基因编辑一样，转基因自被人们认识以来便是万众瞩目。根据国际农业生物技术应用服务组织2019年9月发布的《2018年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势》报告，当年全球有26个国家和地区种植转基因作物，种植面积超1.9亿公顷，其中美国、巴西、阿根廷、加拿大和印度的转基因农作物种植面积占全球转基因作物种植面积的91%。 基因编辑和转基因技术在农业领域的应用 医疗和农业是基因编辑的两大重要应用领域。在农业方面，世界各地的研究人员利用植物和动物的测序来研究不同物种的基因组，进行农作物全品种基因测序将会推动农业发展，增加作物产量。 基因编辑技术不仅可以突破传统育种难以解决的遗传障碍，而且能实现特定性状的精准改变，颠覆已有动物遗传改良技术路径和选育效率。伴随着基因编辑技术的不断改进及其在动植物上的广泛应用，农业领域的颠覆性变革悄然在进行。 1994年，Calgene推出第一个基因工程食物Flavr Savr番茄。1996年，孟山都公司（Monsanto）推出第一批基因修饰农作物，很快这些基因修饰食品占据了市场。2016年初杜邦宣布，在2020年即将诞生一款新的玉米品种，将是史上第一例商业化的基因编辑农作物。2018年，美国食品药品监督管理局（FDA）发布新规，撤销对CRISPR作物的严格管控，鼓励CRISPR植物的种植试验。 与基因编辑有所不同，转基因技术能将一个生物体中结构明确、功能清楚的基因取出，让其在另一个作物体内发挥作用，实现基因在不同物种间的重组。这项新技术不仅更精准，而且利用其他物种的基因资源能极大扩充作物自身的基因库，使作物具备抗虫、耐除草剂、抗旱等特性。动物转基因技术则在提高畜禽生产性能、改善畜产品品质、提高畜禽抗寒抗病能力等方面应用广泛。 作为现代生物工程的一个重要手段，许多发达国家和发展中国家都在大力研究开发转基因技术。我国转基因作物研究始于20世纪80年代，是开展这项新技术研发最早的国家之一。 2008年中央一号文件首次提出，启动转基因生物新品种培育科技重大专项。当年10月党的十七届三中全会决定强调，实施转基因生物新品种培育科技重大专项，尽快获得一批具有重要应用价值的优良品种。随后出台的《国家粮食安全中长期规划纲要》也对转基因生物新品种培育科技重大专项提出明确研发方向。 跟随国家政策的指引，行业内的头部企业逐渐开始了在农业生物技术领域的探索，例如华大基因和隆平高科。 华大基因：推进动植物育种进程 华大基因成立于1999年，是全球领先的生命科学前沿机构，拥有多种平台，可以在DNA水平、RNA水平、表观遗传学等各个水平对动植物各种表型性状进行全方位的研究，并结合质谱技术开展蛋白质组水平的研究，利用贯穿组学深度解析动植物界的科学问题，检测与人类息息相关的农艺性状相关基因、研究动植物进化、抗病、抗逆、生殖发育等生理机制，为育种挖掘多样性的遗传资源，为推进动植物育种进程奠定坚实的理论基础。 其产品RNA-Seq主要用于系统进化/物种起源、生长发育、抗逆及致病机理研究、生物标记（分子育种）等研究。此外，华大基因还在利用自主DNBSEQTM测序技术的基础上，自主开发了双链环化的文库制备新方法，可快速高效获取真实的甲基化水平数据，以及动植物育种、人类健康与疾病等应用性研究。 华大基因基于公司领先的数据处理分析能力，丰富的科研项目经验，公司在科研方面也取得了一系列突破性成果。2019年，公司与多家国内外科研机构在全球顶尖学术期刊上发表了50篇农业基因相关科研论文。其中，2019年3月11日，与芝加哥大学、亚利桑那大学等团队合作在Nature Ecology & Evolution上发表了迄今为止最大的水稻高质量新蛋白质数据集的成果。2019年5月，与华中农业大学在Nature Genetics上发表迄今为止质量最高的热带玉米参考基因组，并公布了首份玉米结构变异图谱。 华大基因于2019年5月与碧桂园农业控股有限公司签署股权转让协议，将其持有的华大农业80%股权转让给碧桂园。碧桂园布局农业全产业链条，着力打造科技型、平台型、国际型农业。 隆平高科：高位布局玉米转基因品种开发 隆平高科自设立以来一直以现代种业产业化为发展方向，利用现代生物技术，主要从事农作物高科技种子及种苗的研发、繁育、推广及服务。 在生物技术板块，隆平高科在华智生物技术有限公司、隆平高科长沙生物技术实验室、隆平高科生物技术（玉米）中心等分子育种平台基础上，投资设立湖南隆平高科第三代杂交水稻种业有限公司，聚集新一代杂交水稻技术开发，投资杭州瑞丰生物科技有限公司，成立隆平生物技术（海南）有限公司，高位布局玉米转基因品种开发，进一步提升公司研发能力，巩固公司产品及科技领先优势，抢占新技术周期背景下行业竞争的战略制高点。 2020年1月21日，农业农村部公布了2019年农业转基因生物安全证书（生产应用）批准清单，其中包括隆平高科参股公司杭州瑞丰生物科技有限公司的转基因玉米瑞丰125，该玉米融合两个Bt抗虫基因，能有效控制我国玉米田的主要鳞翅目害虫，预期在延缓害虫抗性产生方面具有优势，所含抗除草剂基因是具有我国自主知识产权的创新型基因，可满足我国农民田间除草需求。此外，对目前入侵我国西南地区、黄淮海地区的草地贪夜蛾也具有一定的抗性。 作为行业龙头，隆平高科在传统研发和以转基因技术为代表的生物技术储备方面准备充足、能力叠加，将进一步巩固和提升其行业优势地位。 大北农：转基因大豆产品取得里程碑式进展 大北农集团主营业务有饲料、养猪、水产、疫苗、作物、农业互联网六大产业，拥有近20000名员工、1500多人的核心研发团队、120多家生产基地和300多家分子公司。其作物科技产业聚焦生物技术、绿色良种、新型肥料、环保农药的创新研发与服务推广，为农民提供全产业链的种植科技服务。 2019年2月27日，大北农收到阿根廷国家政府的生产及劳动部正式书面通知，公司下属子公司北京大北农生物技术有限公司研发的转基因大豆转化事件DBN-09004-6获得阿根廷政府的正式种植许可。这是大北农转基因大豆产品在国际南美地区市场取得的重要里程碑式进展，也是大北农生物技术的研发和转化在国际南美地区取得的重大进展，也为大北农生物技术的市场化应用和经营拓展了较为广阔的市场空间。 行业发展空间巨大，创新企业步履不停 2019年12月30日，农业农村部科技教育司发布《关于慈KJH83等192个转基因植物品种命名的公示》，拟批准为192个植物品种颁发农业转基因生物安全证书目录，其中包括2个玉米品种和1个大豆品种，这是距2009年2个水稻1个玉米获得转基因生物安全证书之后，又有中国研究的主要农作物获得转基因生物安全证书。 国产转基因品种十年磨一剑，长时间沉淀的坚实基础将推动我国农业生物技术产业进入一个新的快速发展时期，未来发展空间巨大。在农业生物技术领域除了头部企业的探索，创新企业也加快了发展步伐。 康普森：动植物分子育种 北京康普森生物技术有限公司（以下简称“康普森”）成立于2011年，公司提供基于新型农业基因组技术的动植物分子育种、特色农业基因+以及现代化农业生产、现代设施农业整体解决方案。 2015年，康普森生物开始向农业产业化发展。第二年，为进一步推广基因组选择技术和产业化应用，康普森生物正式启动了产业联盟，在全国范围内先后发起了“猪基因组选育北京联盟”、“全国肉鸡全基因组选择育种联盟”、“畜禽良种产业技术创新战略联盟”等多个行业联盟，通过与不同机构合作，共同打造联合育种“产学研”院企合作平台，实现专注分子育种，用“大数据解决选育问题”的目标。 2018年，作为康普森生物的全资子公司，康普森农业推出了个性化育种方案制定、畜禽基因组选育、选配策略制定、遗传疾病评估、功能基因检测等一站式育种服务，为科研工作者和育种企业提供了多项个性化服务，这对培育自主品种、打造民族品牌、提升核心种源自给率、推动畜牧基因组实现产业化有着重要作用。 古奥基因：基因组选择育种平台研发 武汉古奥基因科技有限公司（以下简称“古奥基因”）是一家以二代和三代高通量测序、生物信息分析、交互分析报告、多组学知识库和基因组选择育种平台研发为技术核心的高科技公司。 古奥基因自成立以来，一直致力于布局基因数据产业，从数据产出，到分析，到深度挖掘，基因应用。目前公司已建立形成“三中心两基地”，包括武汉古奥基因（总部研发和运营中心）、重庆揩火基因（大数据中心）、嘉兴古奥（分子育种中心）、牡丹江大豆育种基地、东西湖育种基地。 其产品古奥基因组选择育种平台是通过整合和开发全基因组关联分析、全基因组选择育种、育种模拟等方法，开发的一个全自动化的育种分析平台，包含了数据管理，图表可视化，在线分析等一系列功能模块。平台利用配置好的育种分析方案进行全自动育种分析，使得育种研究人员在不需要底层生物信息和数量遗传算法的基础上，真正实现基于基因大数据的动植物品种选育方案设计。 当然不只是我国农业领域在推进基因工程技术的创新应用，自2019年开始，一些国家及地区政府进一步释放信号，鼓励转基因农作物种植和应用。 在欧洲，英国首相约翰逊提出要“解放”英国的转基因产业，欧盟委员会宣布批准10种转基因产品在欧盟上市；在美洲，美国总统要求联邦政府相关监管机构简化、加快农业生物技术产品的审批流程，从而加快农业生物技术新产品的审批、降低开发者的成本、鼓励对转基因农作物进行更多投资；在澳洲，南澳大利亚州政府决定从2020年起解除该州除袋鼠岛以外有关种植转基因作物禁令，至此澳大利亚大陆所有州都取消了转基因作物种植禁令。 以下是国外几家在农业基因工程技术领域较有代表性的企业。 Indigo Ag：创建农业微生物基因组信息数据库 Indigo Ag成立于2014年，起初只是Flagship pioneering发起的100多家创业公司之一。但在经过几年的发展以后，它已然成长为一家900多人规模的企业，累计融资金额超8亿美元，估值更是超过了35亿美元。 Indigo Ag利用人工智能算法和机器学习技术，创建了一套农业微生物基因组信息数据库，分析出对植物健康最有帮助的微生物，可以抵御农作物病虫害，增加营养摄入量以及水分利用率，继而提升产能，让农民获得可持续的收成。 目前，该公司的种子处理技术主要用于五种作物——玉米、小麦、大豆、水稻和棉花。2018年，indigo的玉米每英亩产量比传统种子高出10%以上，小麦产量提高了近15%。 Benson Hill：改良作物基因 Benson Hill成立于2012年，是一家集云计算、大数据分析和植物生物学为一体的农业科技公司，多年以来利用其建立的CropOSTM生物信息平台，帮助各大公司改良作物基因，提高作物品质，一直以来受到业内的广泛好评。 其最新研发的种子品种在保证农民产量的同时，还具备最优的蛋白质和油脂组成，可以提高饲料消化效率、降低胰蛋白酶抑制效果，并具备小众市场和大众终端用户所追求的其余品质。其中一个产品是eMerge Genetics的产品组合，这是一个国际知名的非转基因大豆品种组合，有资格通过非转基因认证并在包括欧盟在内的所有市场销售，极具推广潜力。 行业产业化前景诱人，技术壁垒问题仍待解决 《2020年农业农村科教环能工作要点》指出，要着力提高科技创新的产业贡献度着力强化科技扶贫，加强基础前沿储备，面向国际前沿，围绕生物种业、智能农机装备、数字农业等领域，强化基因编辑、合成生物学、大数据、人工智能等基础前沿研究，增强原始创新能力。继续组织实施转基因生物新品种培育重大专项，进一步强化生物育种技术研究和产品熟化，推进优良新品系遴选和第三方验证，夯实产业化基础。 在政策引领下，随着技术研发的深入，基因编辑的技术优势不断凸显，并逐渐转化为产业优势，已经在动植物育种方面显示了广阔的前景。据美国Kalorama Information公司估计，2025年基因编辑及其相关供应市场规模有望突破50亿美元。华泰证券研究报告则预测到2030年，我国转基因种子市场规模有望达到460亿元，利润总额有望达到157.8亿元。 尽管随着人们逐渐对基因编辑和转基因技术认知增多，基因工程技术产业化也与市场需求结合紧密，产业化前景诱人，但其产业化仍然受到技术壁垒、编辑效率等瓶颈问题的制约。但不论如何，基因工程技术将成为作物育种和农业生物技术研发过程中的一个重要工具，并推动农业领域的一场革命，未来行业中可能诞生千亿市值的龙头种企。
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