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內容摘要:自1971年第一個基因改良生物研究成功之后,生物的遺傳修飾技術迅速發展。進入80年代,基因克隆和轉基因技術的逐步成熟打破了物種之間基因交流的障礙,從而使傳統的育種方式發生了革命性的變化。這種革命性變化所引起的巨大經濟效益是可以預見的,隨著轉基因農業從技術到運作方式的日臻完善,其商業化進程必將大踏步地向前發展。本文試從經濟角度認識并了解轉基因農業,并對其商業化發展加以展望。
關鍵詞:轉基因農業商品化
自從1973年美國的HerberBoyer教授和StanleyCohen教授將大腸桿菌(E.coli)抗四環素質粒和抗卡那霉素治理體外重組后再轉化E.coli受體,獲得雙親質粒遺傳信息的表達,取得了人類歷史上第一次有目的的基因重組的成功嘗試之后,人類終于跨入了基因工程的時代。自此以后的幾十年來,生物技術都以前所未有的速度發展著,并將成為21世紀最具發展前景的高科技領域和國民經濟支柱產業之一,這一點是毫無疑問的。而作為其主力軍的轉基因農業,其作用不容小覷,因而對它的研究的意義也顯得尤為重要。
一、走近轉基因植物
為了便于本文的進一步展開,首先讓我們對幾個關鍵詞語有一個概念化的認識。那么,什么是轉基因植物以及轉基因農產品呢?習慣上,人們將采用重組DNA技術產生的生物體稱為遺傳工程體或遺傳改良生物(geneticallymodifiedorganism,GMO)。關于轉基因生物(transgenicorganism)的概念在不同文獻中定義不盡相同,大致可歸納為兩種:一種定義是利用基因工程技術,包括利用載體系統的重組DNA技術及利用物理、化學和生物學等方法把重組DNA分子導入有機體的技術,改變有機體基因組構成而獲得的生物成為轉基因生物;另一種定義是采用基因工程手段將從不同生物中分離或人工合成的外源基因在體外進行酶切和連接,構成重組DNA分子,然后倒入受體細胞,使新的基因在受體細胞內整合、表達,并能通過無性或有性增值過程,將外源基因遺傳給后代,由此獲得的基因改良生物稱為轉基因生物。若轉基因的受體是植物,則這種基因改良體稱為轉基因植物(transgenicplant或geneticallymodifiedplant,GMP)。若受體植物為農產品,則這種基因改良作物類型稱為轉基因作物(transgeniccrop或geneticallymodifiedcrop,GMC)。
那么,轉基因植物是怎樣走上商品化道路的呢?了解這一點是非常必要的,因為正是轉基因植物被培植并引用于商品流通,才使得“轉基因農業”作為一項產業有了誕生的根基。1986年美國和法國同時對抗除草劑轉基因煙草進行了田間試驗。1992年中國首先在大田種植轉基因抗病毒煙草,揭開了全球轉基因作物商業化的序幕。
1994年,第一個轉基因植物產品——延熟保鮮轉基因番茄“FlavorSavor”獲得美國農業部(USDA)和美國食品與藥物管理局(FDA)批準,進入市場。至2001年11月,各國正式批準的各類轉基因植物達127個品種(系),僅美國和加拿大就超過90品種。我國是世界上轉基因作物第一個商品化種植的國家,即1994年首次商品化種植抗黃瓜花葉病毒(CMV)和抗煙草花葉病毒(TMV)雙價的轉基因煙草。此后,轉基因植物研究及商品化種植業迅速發展。據1996年統計,國內正在研究和開發的轉基因植物約47種,涉及各類基因103種。從1997年至1999年,由26項轉基因產品已獲準我國安全性審批,其中抗蟲類型16項、抗病毒類型9項,改良品質類型1項。尤其值得一提的是,我國基因工程抗蟲棉的研究取得了突破性進展,使我國成為繼美國之后獨立自主地研究成Bt抗蟲棉并在生產上大面積推廣應用的又一主要國家。
二、轉基因農業迅猛發展
1996年以來,轉基因農作物在全球范圍內飛速發展,種植面積直線上升。如下圖表所示:自1997年全球農作物種植面積有了迅猛發展之后,勢頭就有增無減,僅在1998年,種植面積就比上年翻一番;到1999年,比1996年增長了23.5倍;2000年比上年增長11%;2001年比2000年增加了19%。也就是說,在1996—2001年的短短六年間,全球轉基因農作物商業化種植面積增建了30多倍。
1996—2001年全球轉基因作物種植面積變化
年份國家數作物種類種植面積/萬公頃比上年增加面積/萬公頃比上年增加比例/%
199665170——
1997971100930547.1
19989727801680152.7
19991273990121043.5
2000137442043010.7
2001137526084019.0
從年度種植面積的變化來看,1997—1999年之間轉基因作物種植面積擴展最快,平均每年增加1000萬公頃以上,種植轉基因作物的國家也由原來的6個發展到13個,超過了以往其他農業技術的推廣速度。轉基因作物的迅速發展開拓了農業生產的新領域,它是農作物高產、易管,實現了從高產高耗向高效低耗種植模式的改變,給農民帶來了顯著的效益。
轉基因農作物之所以能夠獲得如此迅速的發展,是因為它能夠為解決人們目前所面臨的人口增長與耕地面積減少的難題提供一條有效途徑。今后的發展趨勢是:培育主要糧食作物及重要經濟作物的持久性抗病、抗蟲、耐除草劑轉基因作物新品種;作物營養品質改良的生物工程育種,如:蛋白、脂肪含量的改善,淀粉結構的改變,全營養谷物的培育以及特殊的營養食品等;尋找殺蟲(抗病)活性更強的新基因,以及與產量性狀或抗非生物逆境相關的基因等。
三、發展轉基因農業的經濟學意義
對于轉基因農業會帶來可觀的經濟效益這一點已經基本形成了共識,但如果只是這樣說的話未免缺乏必要的理論依據。一線便是從經濟學角度對發展轉基因農的一處加以簡要分析。
首先,從經濟學中最基本的投入產出模型來考慮,發展轉基因農業勢在必行。傳統的西方經濟學首先進行的就是關于“經濟人”的假設,即亞當·斯密所提出的人都是理性的、經濟的。“科學技術是第一生產力”,轉基因技術作為一項先進的科學技術,其勢必會帶來生產力飛躍性的發展。而且,轉基因作物可觀的投資回報率也恰恰證明了這一點。
這種極高的投資回報率可以通過世界主要相關國家轉基因作物的技術運作方式得以體現:從轉基因作物的技術產權情況開看,除中國外,目前主要轉基因作物基本上為生物技術公司所有。據統計,到1998年全球56種轉基因產品中,孟山都公司有12種,占20%以上,植物遺傳系統公司占6種,占11%,艾格福公司5種,占8%。其中孟山都公司轉基因作物種子種植面積最大。由該公司轉基因種子種植面積超過2000萬公頃。特別是該公司的抗蟲棉、抗蟲玉米和耐除草劑的玉米、大豆等作物在全球同類作物中所占份額超過50%以上。
由此我們也可以受到一些啟示:以公司運作方式進行轉基因作物的開發與發展不失為一條有建設性的道路。由具有一定經濟實力和技術實力的高科技公司研發轉基因技術的產品,從公司這一單個微觀個體的角度而言,一方面由于資金和技術力量畢竟有限,在投資項目的選擇上也會更加慎重,有利于更高回報率的項目的開發。從另一方面講,以公司運營的形式更有利于運用市場的調控機制實現轉基因這一技術應用于實踐的利潤與效益最大化。同時,單個公司畢竟勢單力薄,有共同方向的公司可以結成不同形式的同盟,畢竟利益是公司的生命線。而且還可以加入風險基金投資的因素,因為風險投資會對這種正處于起步階段又很有前景但缺乏自己的產業產生濃厚的興趣。在這方面可以考慮借助NASDAQ這一類的二板市場上市融資的方式進行轉基因技術的發展。目前我國大陸還沒有二板市場,而此類項目的開發由于種種原因還尚待時日,所以目前對于我國來說比較可行的方式就是借助國際投資基金更為穩妥。而政府在此所扮演的更應該是在技術與生產之間牽線搭橋的角色,最重要的是做好宏觀指導作用。
另外一點要提出的是,從波及效應的角度來講,轉基因農作物作為農業產業的先鋒隊,影響到與之相關的產業所引起的巨大威力也是可以預見的。這樣來看,對于整個社會范圍內生產力的發展的需要,特別是對于像我國這樣的發展中國家來講,轉基因農業的發展前景都是無可限量的。
四、轉基因植物商業化中存在的問題
由于全球轉基因植物的迅速發展,轉基因植物在商業化過程中存在的問題已逐步顯現。首先是轉基因性狀的失效問題。這種失效來自于兩個方面,一方面是所轉基因本身表達沉默或表達強度降低;另一方面是病蟲草等對轉基因性狀的產生抗性,從而對轉基因植物的商業化帶來不利影響。
其次是轉基因作物的產量品質問題。1994年底一個在美國批準商品化的轉基因遲熟番茄上市之后,并沒有像人每逾期得那樣有效,所以在1997年就推出了市場。其原因是這種番茄產量偏低而經不起采收、包裝及運輸等整個過程,很多番茄在運抵目的地是已經軟化或碰傷、失去了市場價值。當然,由于轉基因作物商業化才有幾年的時間,轉基因的性狀還不叫單一,主要集中在抗性等方面,但今后技術的進步將逐步克服轉基因作物的不利方面,一些產量高、品質好的轉基因作物將會逐步進入市場。
其三是經濟地理問題。對不同發展水平的國家來說,轉基因作物商業化的主要問題有一定的差異。如歐盟轉基因作物的商業化主要是政府和公眾對轉基因作物的認識問題,而對貧窮的發展中國家則可能是經濟問題。最后是次要病蟲害問題,由于轉基因性狀只是對個別性狀的抗性,可能引起其它病蟲害逐步演變成主要病害。
所以總而言之,轉基因植物特別是轉基因農作物的發展對于整個人類的物質基礎的貢獻率都將是非常巨大的,特別是對于我國這樣的剛剛解決溫飽問題的發展中國家意義更是尤為重要的。故而轉基因植物的發展前景必將更為廣闊!
參考文獻:《轉基因植物》閆新甫科學出版社
《生物安全》劉謙,朱鑫泉科學出版社
《轉基因作物在生產中的應用及某些潛在問題》錢迎倩應用與環境生物學報