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轉基因技術:天使還是魔鬼?

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轉基因育種技術的商業化應用始於1996年,從一開始就伴隨著巨大的爭議,各種支持與反對的聲音不絕於耳,其中支持的聲音主要來自於行業內部和科研機構,

反對的則主要來自於媒體和綠色和平等非盈利機構,但不管阻力有多大,轉基因種子市場在這十幾年裡的發展速度還是相當可觀的。由於技術本身並不存在"好"與"壞"之分,而且轉基因食品是否絕對安全在現階段是一個既無法證實也無法證偽的命題,我們暫且不去評論轉基因是有利還是有害,僅僅是通過客觀事實來分析轉基因種子市場的發展歷程和未來的趨勢。

轉基因育種的發展現狀

轉基因育種技術是指利用基因工程技術對農作物進行基因轉移,生產具有新的優良性狀的農作物,即生物技術改良作物,使其抗蟲、抗病、耐受非生物脅迫或者增加營養成分等。

轉基因技術使育種者能夠挑選產生理想性狀的單個基因,將其從一種生物轉移到另一種生物,這個過程具有更高的確定性和選擇性。與傳統植物培育方法相比,

轉基因技術大大減少了識別和分離決定優良品性的遺傳物質所需的時間,是常規技術的重要補充和發展。轉基因種子在過去十幾年的發展裡中已經顯示出了在提高農業生產效率、降低除草劑和農藥用量、增加產量方面的巨大優勢。

從1996年首例商業化種植開始,轉基因作物種植國家和總面積都不斷上升。2015年全球轉基因作物種植面積達到1.8億公頃,比2014年減少了0.55%,

是1996年170萬公頃的106倍;一共有28個國家種植了轉基因作物,其中8個發達國家,20個發展中國家,另外還有31個國家批准進口轉基因產品。全球轉基因作物價值達到153億美元。

美國是最大的轉基因作物種植國,2015年種植面積達到7090萬公頃,占全球的39.45%,中國種植面積達到370萬公頃,主要是轉基因抗蟲棉,排名全球第六。按品種分類,大豆是最大的轉基因作物,占總面積的47%,玉米、棉花和油菜分別占32%、15%、5%;按性狀分類,

抗除草劑性狀占59%,抗蟲占15%。由於全球人口還在不斷增長,對糧食、油料、能源的需求迅速增加,各國政府對轉基因技術的態度也逐漸從抗拒轉向謹慎接受,預計未來轉基因作物的種植面積仍然會保持快速增長。

各國轉基因作物種植面積

各大洲轉基因中種植國家數量

轉基因作物按品種分類

轉基因作物按性狀分類

2015年轉基因作物種植國家一覽

歷年分品種種植面積

四大作物種植面積分布

四大作物轉基因面積占比

轉基因種子市場份額占比

轉基因產品研發週期長,投入大,不確定性高,門檻極高,智慧財產權保護也極其嚴格。

一個轉基因產品從初期研究到最終產品上市需要經過基因發現、功能驗證、早期開發、田間試驗、申請審核、市場運作等多個階段,一般耗時8-12年,而且不確定性很高,經過早期功能驗證的基因最終能形成產品的不到5%,估計平均每個商品化的轉基因產品推出之前的研發費用高達1.35億美元,遠遠高出普通種子企業的承受能力,因此目前全世界的轉基因產品幾乎被孟山都、杜邦先鋒、先正達、拜耳、陶氏益農、巴斯夫等六大公司壟斷,可以看到這六家企業都是農化巨頭,一方面是因為農化產品與轉基因種子具有協同效應,另一方面也是因為只有綜合性的農業企業才有足夠的現金流來投入轉基因種子的研發。

除了六大巨頭植物,還有其他一些中小型企業、科研單位與之合作進行中前期的研發工作。正因為門檻高,投入大,國外轉基因方面的技術和專利保護也極其嚴格,專利許可也是各公司在直接銷售種子之外的另一種盈利模式。2012年8月,美國地區法院認定杜邦先鋒侵犯了孟山都抗草甘膦基因的專利權,並判其賠償10億美元,種子公司之間的專利戰級別完全不亞于蘋果、三星等消費電子企業。

已批准的轉基因產品數量按作物分類

轉基因產品研發流程

各國政府對待轉基因的態度

轉基因技術雖然在全球已經得到了廣泛的認可,但世界各國的經濟發展水準、技術水準、文化背景、糧食供需關係等方面差異很大,因此各國政府和民眾對轉基因的態度和政策法規也有很大的區別,有些國家對轉基因技術的發展很積極,有些國家非常抗拒,還有一些則在接受與反對之間尋找平衡。

美國:轉基因技術發展最快,政府態度最積極,國內接受程度最高。美國轉基因作物種植面積達到7090萬公頃,占全球的39.45%,玉米、大豆、棉花等主要作物的轉基因比例都在90%左右,轉基因作物已被種植者和消費者廣泛接受。美國轉基因方面的主要管理機構包括農業部(USDA)、食品和藥物管理署(FDA)和美國環境保護署(EPA),法律制度較為嚴謹,包括《聯邦病蟲害法》、《植物檢疫法》、《聯邦食品、藥品和化妝品法》、《有毒物質控制法令》等多項法規。

轉基因食品安全管理方面美國非常寬鬆,一直採用"以產品為基礎"的管理模式,即轉基因食品與非轉基因食品適用相同的管理方法和程式,直到2001年才出臺了《轉基因食品管理草案》,要求製造商必須在轉基因食品進入市場前確認此類食品與相應的傳統產品具有同等的安全性,但仍然無需強制性標注轉基因食品。在智慧財產權保護方面美國最為嚴格,生物技術專利授予主要包括植物、動物、微生物和遺傳物質四個領域,每一領域都有完備的法律規定作為判定依據。

歐盟:對轉基因技術和轉基因食品一向謹慎,但對轉基因研究非常積極。歐盟在1996和1997年就分別批准了轉基因玉米和大豆的商業化種植,但此後政策更加小心謹慎,只允許少量的轉基因產品的種植、進口和銷售。但歐盟對轉基因生物技術的研究投資政策非常積極,在公共研究投資政策方面,生物技術是歐盟著名的"尤里卡計畫"的重要組成部分,每年投入20多億歐元用於生物技術研究方面。

2010年歐盟委員會同意歐盟27個成員國可以自主決定是否全部或者部分引種轉基因農作物。歐盟關於生物安全方面的立法已經趨於完備,而且嚴謹、細緻,主要包括《關於封閉使用基因修飾微生物的90/219/EEC指令》、《關於向環境謹慎釋放轉基因生物指令》、《轉基因生物追溯性及標識辦法以及含轉基因生物物質的食品及飼料產品的追溯性管理條例》、《轉基因作物環境風險評估指南》等。食品安全方面,歐盟規定非常明確,只要食品或者動物飼料中含有0.9%以上的轉基因農作物,產品標籤就必須標注。

日本:政府態度介於美國和歐盟之間,認可轉基因技術但偏謹慎。研究方面,日本政府把遺傳學作為八項千年計畫之一,並加大了對於轉基因生物技術的投入力度,撥款44億美元用於新成立的基因研究機構。

對於生物安全的管理日本較為慎型,分為實驗研究安全管理、環境安全評價、飼料安全評價和食用安全評價幾個方面,並由農林水產省負責實施,厚生省、文部省、環境省、財務省等按照職能分工分別負責相關事宜,主要法規包括《轉基因飲料安全評價指南》、《轉基因飼料添加劑安全評價指南》和《轉基因食品和食品添加劑安全評價指南》等。日本國內市場上已經有許多轉基因產品,食品安全管理上日本自主制定了一套非強制性措施,只有轉基因成分含量超過5%時需要強制性標識。

各國對轉基因的態度和政策

轉基因技術在中國

中國是最早種植轉基因作物的國家之一,主要品種是抗蟲棉花。中國從1996年開始種植轉基因抗蟲棉,累計種植面積約6億畝,其中2011年種植面積約5800萬畝,占全國棉花種植面積的70%以上,除了蟲害較少的新疆地區外,其他地區基本全部種植抗蟲棉。早期抗蟲棉種子市場主要被孟山都等公司佔據,但隨後國內企業技術取得突破之後逐漸佔領了市場,目前基本已經完全實現了國產化,無需再依賴國外公司。

除了抗蟲棉,中國還批准了轉基因番木瓜、番茄、矮牽牛花、甜椒和白楊樹的種植,種植面積都不大。另外,自從2004年農業部首次批准了孟山都公司的轉基因大豆進口之後,目前已有轉基因大豆、玉米、棉花和油菜四個品種允許進口和加工。

中國歷年轉基因作物種植面積

中國已批准的轉基因作物種類

中國已建立了完善的轉基因安全管理法規,由農業部牽頭,科技、衛生、環保、商務、質檢等多個部門共同參與。政府非常重視農業轉基因生物安全管理,已經建立了一套適合我國國情並與國際慣例相銜接的法律法規、技術規程和管理體系。

2001年,國務院頒佈了《農業轉基因生物安全管理條例》,對在中國境內從事的農業轉基因生物研究、試驗、生產、加工、經營和進出口等活動進行全過程安全管理。根據《農業轉基因生物安全管理條例》,對農業轉基因生物實行分級、分階段安全評價和管理,建立了研究、試驗、生產、加工、經營、進口的許可審批和標識管理制度,實現了轉基因技術研發與應用的全過程管理。

國家設立農業轉基因生物安全委員會,專門負責安全評價工作。對農業轉基因生物對人類、動植物、微生物和生態環境可能造成的危險或潛在風險進行全面評價。對於重要轉基因作物,還要經過轉基因技術檢測機構的協力廠商驗證,某些檢測指標比國際上同類要求更嚴格。

中國轉基因生物安全管理相關法規

政府對轉基因糧食作物非常謹慎,目前還未批准任何一種主要糧食作物的商業化種植。

雖然農業部在2009年8月17日已經批准發放了一種轉植酸酶基因玉米和兩種轉基因抗蟲水稻的生產應用安全證書。安全評價主要包括兩方面:食用安全性(營養學、毒理學和致敏性評價)和環境安全性(遺傳穩定性、生存競爭能力、生態環境和生物多樣性)。但安全證書只是對其生產種植安全性綜合評價分的認可,並不代表真正批准了轉基因糧食作物的商業化種植。

根據《中華人民共和國種子法》、《農業轉基因生物安全管理條例》和《主要農作物品種審定辦法》等的規定,與常規種子一樣,轉基因水稻和玉米獲得安全證書後,還需要根據國家品種審定規定進行區域試驗和生產試驗,達到標準後才能可獲得品種審定證書,種子企業還需要獲得轉基因作物種子生產許可證和經營許可證,才能進行種子生產和銷售。

因此轉基因糧食作物的商業化種植完全還在政府政策控制之內,政策放開仍需時日。中國轉基因技術研究處於世界先進水準,但商業化研發進展緩慢。生物育種技術是中國在現代科技中為數不多的與世界同步甚至領先的領域之一,因此國家也非常重視生物育種技術,尤其是轉基因技術的研究,在"十一五"期間投入上百億元進行轉基因生物育種重大專項的研究,並且列入了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》。

但現在國內的生物育種技術研究主要在科研單位和大學,大部分處於基礎研究階段,應用研究較少。

目前世界種業巨頭已經進入中國生物育種研究領域,其中先正達在北京建立了全球研發中心,進行前中期的商業育種研究,孟山都和先鋒也有獨資或合資的研發業務。國內企業中大北農集團和中種集團分別在北京和武漢建立了生物技術中心,從事商業化生物育種研究,

其他上市公司如隆平、登海、荃銀和奧瑞金(納斯達克上市)也有開展生物育種,但規模都不大。轉基因技術為未來育種技術發展的重要方向,國內的轉基因政策若要放開,政府必然首先要扶持一批有實力的企業做大做強,在國際市場上有較強的競爭力,因此即使短期內實現商業化的可能性不大,轉基因育種研發在中國仍然大有可為。

種子天下協辦單位:

安徽茂施農業科技股份有限公司

安徽穀頂農業發展集團有限公司

江西瑞博特生物科技有限公司

咸陽撒可豐複合肥有限公司

安徽萊姆佳生物科技股份有限公司

金正大生態工程集團股份有限公司

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一個轉基因產品從初期研究到最終產品上市需要經過基因發現、功能驗證、早期開發、田間試驗、申請審核、市場運作等多個階段,一般耗時8-12年,而且不確定性很高,經過早期功能驗證的基因最終能形成產品的不到5%,估計平均每個商品化的轉基因產品推出之前的研發費用高達1.35億美元,遠遠高出普通種子企業的承受能力,因此目前全世界的轉基因產品幾乎被孟山都、杜邦先鋒、先正達、拜耳、陶氏益農、巴斯夫等六大公司壟斷,可以看到這六家企業都是農化巨頭,一方面是因為農化產品與轉基因種子具有協同效應,另一方面也是因為只有綜合性的農業企業才有足夠的現金流來投入轉基因種子的研發。

除了六大巨頭植物,還有其他一些中小型企業、科研單位與之合作進行中前期的研發工作。正因為門檻高,投入大,國外轉基因方面的技術和專利保護也極其嚴格,專利許可也是各公司在直接銷售種子之外的另一種盈利模式。2012年8月,美國地區法院認定杜邦先鋒侵犯了孟山都抗草甘膦基因的專利權,並判其賠償10億美元,種子公司之間的專利戰級別完全不亞于蘋果、三星等消費電子企業。

已批准的轉基因產品數量按作物分類

轉基因產品研發流程

各國政府對待轉基因的態度

轉基因技術雖然在全球已經得到了廣泛的認可,但世界各國的經濟發展水準、技術水準、文化背景、糧食供需關係等方面差異很大,因此各國政府和民眾對轉基因的態度和政策法規也有很大的區別,有些國家對轉基因技術的發展很積極,有些國家非常抗拒,還有一些則在接受與反對之間尋找平衡。

美國:轉基因技術發展最快,政府態度最積極,國內接受程度最高。美國轉基因作物種植面積達到7090萬公頃,占全球的39.45%,玉米、大豆、棉花等主要作物的轉基因比例都在90%左右,轉基因作物已被種植者和消費者廣泛接受。美國轉基因方面的主要管理機構包括農業部(USDA)、食品和藥物管理署(FDA)和美國環境保護署(EPA),法律制度較為嚴謹,包括《聯邦病蟲害法》、《植物檢疫法》、《聯邦食品、藥品和化妝品法》、《有毒物質控制法令》等多項法規。

轉基因食品安全管理方面美國非常寬鬆,一直採用"以產品為基礎"的管理模式,即轉基因食品與非轉基因食品適用相同的管理方法和程式,直到2001年才出臺了《轉基因食品管理草案》,要求製造商必須在轉基因食品進入市場前確認此類食品與相應的傳統產品具有同等的安全性,但仍然無需強制性標注轉基因食品。在智慧財產權保護方面美國最為嚴格,生物技術專利授予主要包括植物、動物、微生物和遺傳物質四個領域,每一領域都有完備的法律規定作為判定依據。

歐盟:對轉基因技術和轉基因食品一向謹慎,但對轉基因研究非常積極。歐盟在1996和1997年就分別批准了轉基因玉米和大豆的商業化種植,但此後政策更加小心謹慎,只允許少量的轉基因產品的種植、進口和銷售。但歐盟對轉基因生物技術的研究投資政策非常積極,在公共研究投資政策方面,生物技術是歐盟著名的"尤里卡計畫"的重要組成部分,每年投入20多億歐元用於生物技術研究方面。

2010年歐盟委員會同意歐盟27個成員國可以自主決定是否全部或者部分引種轉基因農作物。歐盟關於生物安全方面的立法已經趨於完備,而且嚴謹、細緻,主要包括《關於封閉使用基因修飾微生物的90/219/EEC指令》、《關於向環境謹慎釋放轉基因生物指令》、《轉基因生物追溯性及標識辦法以及含轉基因生物物質的食品及飼料產品的追溯性管理條例》、《轉基因作物環境風險評估指南》等。食品安全方面,歐盟規定非常明確,只要食品或者動物飼料中含有0.9%以上的轉基因農作物,產品標籤就必須標注。

日本:政府態度介於美國和歐盟之間,認可轉基因技術但偏謹慎。研究方面,日本政府把遺傳學作為八項千年計畫之一,並加大了對於轉基因生物技術的投入力度,撥款44億美元用於新成立的基因研究機構。

對於生物安全的管理日本較為慎型,分為實驗研究安全管理、環境安全評價、飼料安全評價和食用安全評價幾個方面,並由農林水產省負責實施,厚生省、文部省、環境省、財務省等按照職能分工分別負責相關事宜,主要法規包括《轉基因飲料安全評價指南》、《轉基因飼料添加劑安全評價指南》和《轉基因食品和食品添加劑安全評價指南》等。日本國內市場上已經有許多轉基因產品,食品安全管理上日本自主制定了一套非強制性措施,只有轉基因成分含量超過5%時需要強制性標識。

各國對轉基因的態度和政策

轉基因技術在中國

中國是最早種植轉基因作物的國家之一,主要品種是抗蟲棉花。中國從1996年開始種植轉基因抗蟲棉,累計種植面積約6億畝,其中2011年種植面積約5800萬畝,占全國棉花種植面積的70%以上,除了蟲害較少的新疆地區外,其他地區基本全部種植抗蟲棉。早期抗蟲棉種子市場主要被孟山都等公司佔據,但隨後國內企業技術取得突破之後逐漸佔領了市場,目前基本已經完全實現了國產化,無需再依賴國外公司。

除了抗蟲棉,中國還批准了轉基因番木瓜、番茄、矮牽牛花、甜椒和白楊樹的種植,種植面積都不大。另外,自從2004年農業部首次批准了孟山都公司的轉基因大豆進口之後,目前已有轉基因大豆、玉米、棉花和油菜四個品種允許進口和加工。

中國歷年轉基因作物種植面積

中國已批准的轉基因作物種類

中國已建立了完善的轉基因安全管理法規,由農業部牽頭,科技、衛生、環保、商務、質檢等多個部門共同參與。政府非常重視農業轉基因生物安全管理,已經建立了一套適合我國國情並與國際慣例相銜接的法律法規、技術規程和管理體系。

2001年,國務院頒佈了《農業轉基因生物安全管理條例》,對在中國境內從事的農業轉基因生物研究、試驗、生產、加工、經營和進出口等活動進行全過程安全管理。根據《農業轉基因生物安全管理條例》,對農業轉基因生物實行分級、分階段安全評價和管理,建立了研究、試驗、生產、加工、經營、進口的許可審批和標識管理制度,實現了轉基因技術研發與應用的全過程管理。

國家設立農業轉基因生物安全委員會,專門負責安全評價工作。對農業轉基因生物對人類、動植物、微生物和生態環境可能造成的危險或潛在風險進行全面評價。對於重要轉基因作物,還要經過轉基因技術檢測機構的協力廠商驗證,某些檢測指標比國際上同類要求更嚴格。

中國轉基因生物安全管理相關法規

政府對轉基因糧食作物非常謹慎,目前還未批准任何一種主要糧食作物的商業化種植。

雖然農業部在2009年8月17日已經批准發放了一種轉植酸酶基因玉米和兩種轉基因抗蟲水稻的生產應用安全證書。安全評價主要包括兩方面:食用安全性(營養學、毒理學和致敏性評價)和環境安全性(遺傳穩定性、生存競爭能力、生態環境和生物多樣性)。但安全證書只是對其生產種植安全性綜合評價分的認可,並不代表真正批准了轉基因糧食作物的商業化種植。

根據《中華人民共和國種子法》、《農業轉基因生物安全管理條例》和《主要農作物品種審定辦法》等的規定,與常規種子一樣,轉基因水稻和玉米獲得安全證書後,還需要根據國家品種審定規定進行區域試驗和生產試驗,達到標準後才能可獲得品種審定證書,種子企業還需要獲得轉基因作物種子生產許可證和經營許可證,才能進行種子生產和銷售。

因此轉基因糧食作物的商業化種植完全還在政府政策控制之內,政策放開仍需時日。中國轉基因技術研究處於世界先進水準,但商業化研發進展緩慢。生物育種技術是中國在現代科技中為數不多的與世界同步甚至領先的領域之一,因此國家也非常重視生物育種技術,尤其是轉基因技術的研究,在"十一五"期間投入上百億元進行轉基因生物育種重大專項的研究,並且列入了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》。

但現在國內的生物育種技術研究主要在科研單位和大學,大部分處於基礎研究階段,應用研究較少。

目前世界種業巨頭已經進入中國生物育種研究領域,其中先正達在北京建立了全球研發中心,進行前中期的商業育種研究,孟山都和先鋒也有獨資或合資的研發業務。國內企業中大北農集團和中種集團分別在北京和武漢建立了生物技術中心,從事商業化生物育種研究,

其他上市公司如隆平、登海、荃銀和奧瑞金(納斯達克上市)也有開展生物育種,但規模都不大。轉基因技術為未來育種技術發展的重要方向,國內的轉基因政策若要放開,政府必然首先要扶持一批有實力的企業做大做強,在國際市場上有較強的競爭力,因此即使短期內實現商業化的可能性不大,轉基因育種研發在中國仍然大有可為。

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