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1、国外农业生物技术发展国外农业生物技术发展 现状与趋势现状与趋势 江苏省农业科学院科技情报研究所 所长、研究员戴起伟 1、农业生物技术发展现状1、农业生物技术发展现状 近年来，农业生物技术在世界范围内取得 了飞速的发展，一批抗虫、抗病、耐除草剂和 高产优质的农作物新品种不断培育成功。 农业生物技术成果迅速产业化。克隆牛、 克隆羊、猪生长激素、牛生长激素、超级水 稻、动植物生物反应器、生物肥料、生物疫苗 等生物技术产品不断涌现。 近年来，农业生物技术在世界范围内取得 了飞速的发展，一批抗虫、抗病、耐除草剂和 高产优质的农作物新品种不断培育成功。 农业生物技术成果迅速产业化。克隆牛、 克隆羊、猪生长
2、激素、牛生长激素、超级水 稻、动植物生物反应器、生物肥料、生物疫苗 等生物技术产品不断涌现。 农业生物技术农业生物技术 育种技术的革命育种技术的革命 常规育种技术，主要是依靠育种家的经验，在田 间对作物进行表型性状的选择和利用有限的种内 杂交优势。生物技术的伟大之处在于，可以对生 物的遗传信息进行实验室操作；可以在动物、植 物、微生物，即所有物种间作基因转移和重组； 可以作遗传改良的工程设计；可以注入和产出动 植物原来没有的某些新的特性，将动植物育种推 进到一个崭新的时期，这是生物科学和技术的一 次伟大的革命。 生物技术的目标生物技术的目标 增加产量 降低成本和农产品价格 改进营养 如美国已在
3、如美国已在13000家企业从事生物技术的 研究开发工作，抗虫棉花、特种玉米、大豆、 马铃薯、生物农药等产品已投入生产使用。如 把生物技术应用于牛奶的生产（给奶牛注入一 定的激素）后，仅增加 家企业从事生物技术的 研究开发工作，抗虫棉花、特种玉米、大豆、 马铃薯、生物农药等产品已投入生产使用。如 把生物技术应用于牛奶的生产（给奶牛注入一 定的激素）后，仅增加6的饲料就能使高品 质的牛奶产量提高 的饲料就能使高品 质的牛奶产量提高30。 农作物基因工程产业化的步伐正在加快， 预计在本世纪初期将成为许多国家经济的重要 支柱产业之一，并将在解决目前人类所面临的 粮食安全、环境恶化、资源匮乏、效益衰减等
4、 问题上发挥巨大作用。 农业生物技术不仅从根本上改变了传统农 作物的培育和种植，也为农业生产带来了新一 轮的革命。 农作物基因工程产业化的步伐正在加快， 预计在本世纪初期将成为许多国家经济的重要 支柱产业之一，并将在解决目前人类所面临的 粮食安全、环境恶化、资源匮乏、效益衰减等 问题上发挥巨大作用。 农业生物技术不仅从根本上改变了传统农 作物的培育和种植，也为农业生产带来了新一 轮的革命。 应用转基因技术将有特殊经济价值的基 因引入植物体内，从而获得高产、优质、抗 病虫害的转基因农作物新品种。 如生物技术研究人员将苏云金芽孢杆菌 应用转基因技术将有特殊经济价值的基 因引入植物体内，从而获得高产
5、、优质、抗 病虫害的转基因农作物新品种。 如生物技术研究人员将苏云金芽孢杆菌 Bt毒素基因导入植物体内，获得了抗虫棉 花、玉米、马铃薯等农作物新品种，并已进 入大田试验，显示出良好的应用推广前景。 毒素基因导入植物体内，获得了抗虫棉 花、玉米、马铃薯等农作物新品种，并已进 入大田试验，显示出良好的应用推广前景。 基因引入改良品种，不仅可以培育出抗 病虫害的新品种，还可以培育出经济价值较 高的品种。 转基因植物育种的潜在商业价值十分巨 大，仅转基因小麦一项，估计世界年产值就 可达数十亿美元。 基因引入改良品种，不仅可以培育出抗 病虫害的新品种，还可以培育出经济价值较 高的品种。 转基因植物育种的
6、潜在商业价值十分巨 大，仅转基因小麦一项，估计世界年产值就 可达数十亿美元。 1999-2000年度，全世界转基因谷物播种面 积达到4420万公顷（6.6亿亩），比上年度的 3990万公顷增加11。 目前，全世界进入田间试验的转基因植物 已超过500多种，转基因植物研究开发取得了重 大突破。 1999-2000年度，全世界转基因谷物播种面 积达到4420万公顷（6.6亿亩），比上年度的 3990万公顷增加11。 目前，全世界进入田间试验的转基因植物 已超过500多种，转基因植物研究开发取得了重 大突破。 亚洲转基因种类与分布 全球转基因作物种类和面积（百万公顷）全球转基因作物种类和面积（百万公
7、顷） 生物转基因产品正在被广泛接受生物转基因产品正在被广泛接受 生物技术研发投资 从从19971997至至20012001，农业部受理转，农业部受理转 基因管理生物申请基因管理生物申请695695件件 我国转基因生物种类我国转基因生物种类 抗虫棉 延熟番茄 抗灾病甜椒 矮牵牛花 动物饲料添加剂 微生物杀虫剂 19951995年进入大田试验；年进入大田试验； 19971997年通过品种审定；年通过品种审定； 1313个品种开发成功个品种开发成功 1212个省大面积推广，占个省大面积推广，占 51%51%。 我国转基因Bt抗虫棉的成功应用 全国近200个机 构，10000多名 高级研究人员从 事生
8、物技术的教 育、研发活动； 生物技术企业近 500家，职工 50000多人。 中国棉花在世界上的地位中国棉花在世界上的地位 63533.520.00全世界 16580.40.001澳大利亚 7905.60.03美国 0.50.25东南亚 1.00.13西亚 5933.11.50巴基斯坦 3508.74.00印度 11034.811.00中国 籽棉产量 （公斤/公顷） 棉花面积 （百万公顷） 棉农人数 （百万） 国家 棉花杀虫成本棉花杀虫成本 1719全球 5欧洲 57澳大利亚 194非洲 340美国 811亚洲 美元(百 万） 地区 美国转基因作物播种面积最多，占全 球作物播种面积的 美国转基
9、因作物播种面积最多，占全 球作物播种面积的63；阿根廷次之，占；阿根廷次之，占 23；加拿大和中国分别占；加拿大和中国分别占7和和1。 在 。 在1999-2000年度，阿根廷转基因大豆 播种面积达 年度，阿根廷转基因大豆 播种面积达873万公顷，其产量占本国大豆 总产量的 万公顷，其产量占本国大豆 总产量的80-85。 我国的农业基因工程研究于80年代初期后开 始启动。并于80年代中期开始将生物技术列入国 家高技术发展计划，即 我国的农业基因工程研究于80年代初期后开 始启动。并于80年代中期开始将生物技术列入国 家高技术发展计划，即863863计划。 我国正在研究的转基因植物种类达47种，
10、涉 及各类基因103个。目前在我国有6种转基因植物 被批准进行商品化生产。包括：转基因耐贮藏番 茄，转查尔酮合成酶基因矮牵牛抗病毒甜椒、抗 病毒番茄，抗虫棉花等。 计划。 我国正在研究的转基因植物种类达47种，涉 及各类基因103个。目前在我国有6种转基因植物 被批准进行商品化生产。包括：转基因耐贮藏番 茄，转查尔酮合成酶基因矮牵牛抗病毒甜椒、抗 病毒番茄，抗虫棉花等。 我国的两系法杂交水稻、亚种间杂交稻的选 育取得突破，实现了籼型、粳型品种间和籼/粳亚 种间杂交稻的类型配套，通过品种审定的新组合 24个。在南方各省大面积推广，累计种植5300万 亩，增产稻谷25亿公斤以上，增加社会产值25亿
11、 元以上；繁殖、制种的直接收益达7.65亿元。 随着技术工程化水平的提高，优质高产的两系 杂交稻生产进入快速发展阶段。 我国的两系法杂交水稻、亚种间杂交稻的选 育取得突破，实现了籼型、粳型品种间和籼/粳亚 种间杂交稻的类型配套，通过品种审定的新组合 24个。在南方各省大面积推广，累计种植5300万 亩，增产稻谷25亿公斤以上，增加社会产值25亿 元以上；繁殖、制种的直接收益达7.65亿元。 随着技术工程化水平的提高，优质高产的两系 杂交稻生产进入快速发展阶段。 继美国之后，我国已成为世界上第二个研 制成功抗虫棉、并拥有自主知识产权的国家。 双价抗虫棉在国际上率先进入较大面积的示 范试种；抗虫棉
12、已在9省推广，共累计种植550 万亩，产生的社会与经济效益达77亿元。 2001年转基因抗虫棉的推广面积将扩大到 1000万亩，使我国抗虫棉种植面积占棉花总面 积的1/6。 继美国之后，我国已成为世界上第二个研 制成功抗虫棉、并拥有自主知识产权的国家。 双价抗虫棉在国际上率先进入较大面积的示 范试种；抗虫棉已在9省推广，共累计种植550 万亩，产生的社会与经济效益达77亿元。 2001年转基因抗虫棉的推广面积将扩大到 1000万亩，使我国抗虫棉种植面积占棉花总面 积的1/6。 针对小麦生产中的三大病害，采用生物技 术与常规育种技术相结合，建立有效的分子标 记育种体系，现已育成并审定了7种抗黄矮
13、病、 白粉病和赤霉病的抗病小麦新品种；已累计推 广种植抗病小麦1448万亩。 我国还获得了抗稻瘟病转基因水稻以及转 有抗菌肽基因的马铃薯等转基因植株 针对小麦生产中的三大病害，采用生物技 术与常规育种技术相结合，建立有效的分子标 记育种体系，现已育成并审定了7种抗黄矮病、 白粉病和赤霉病的抗病小麦新品种；已累计推 广种植抗病小麦1448万亩。 我国还获得了抗稻瘟病转基因水稻以及转 有抗菌肽基因的马铃薯等转基因植株。 21世纪的农业生物技术的发展前景将非 常广阔。在全球范围内，1998年转基因农 作物的销售额为12亿-15亿美元，2000年达 到30亿美元，2005年将达到80亿美元， 2010
14、年达到280亿美元。 21世纪的农业生物技术的发展前景将非 常广阔。在全球范围内，1998年转基因农 作物的销售额为12亿-15亿美元，2000年达 到30亿美元，2005年将达到80亿美元， 2010年达到280亿美元。 2、新世纪农业生物技术的发展趋势2、新世纪农业生物技术的发展趋势 产量性状的研究产量性状的研究从单基因转移向多 基因研究利用发展 从单基因转移向多 基因研究利用发展 产量属数量性状，由多基因控制。目前，科学 家们正在通过分子标记等技术寻找与产量相关的 产量属数量性状，由多基因控制。目前，科学 家们正在通过分子标记等技术寻找与产量相关的 QTLs，最终有可能通过育种程序将这些
15、，最终有可能通过育种程序将这些QTLs集中 起来加以利用，提高农作物产量。 科学家们也正在研究通过分子生物学技术对与 产量相关的某些生化过程进行改造从而达到农作物 增产的目的。 集中 起来加以利用，提高农作物产量。 科学家们也正在研究通过分子生物学技术对与 产量相关的某些生化过程进行改造从而达到农作物 增产的目的。 抗性的研究抗性的研究从生物性抗逆研究转向非生物 性抗逆研究。 农作物非生物逆境包括干旱、盐渍、冷 冻、高温、营养贫瘠、重金属胁迫、水灾、紫 外线等。 克隆与非生物逆境信号传导相关的基因转入 植物将可能使转基因植物获得对非生物逆境的 抗性 从生物性抗逆研究转向非生物 性抗逆研究。 农
16、作物非生物逆境包括干旱、盐渍、冷 冻、高温、营养贫瘠、重金属胁迫、水灾、紫 外线等。 克隆与非生物逆境信号传导相关的基因转入 植物将可能使转基因植物获得对非生物逆境的 抗性。 目标性状的研究重点将从目前的目标性状的研究重点将从目前的“抗 性 抗 性”向向“品质品质”转移。转移。 品质改良内容包括：水果蔬菜的延熟保 鲜；有益于健康的植物油（如不饱和脂肪 酸）；增加营养价值（如维生素）；富含抗 癌蛋白质的大豆；高营养的饲料（如高赖氨 酸、表达植酸的玉米）等方面。 品质改良内容包括：水果蔬菜的延熟保 鲜；有益于健康的植物油（如不饱和脂肪 酸）；增加营养价值（如维生素）；富含抗 癌蛋白质的大豆；高营养的饲料（如高赖氨 酸、表达植酸的玉米）等方面。 基因组的研究基因组的研究将由将由“结构基因组结构基因组”向向“功能基因 组 功能基因 组”转变。 随着植物分子生物学研究内容的不断深入和 研究方法的不断更新， 转变。 随着植物分子生物学研究内容的不断深入和 研究方法的不断更新，80年代末出现了一个新的 研究领
