1.2 玉米分子育种发展现状
1.2.1 全球主要国家/地区分子育种技术产业战略规划
2010年前后,生物经济加速成为继信息经济后新的经济形态,全球范围内生物技术与信息、材料、能源等技术融合发展,高通量测序、基因组编辑和生物信息分析等现代生物技术突破与产业化快速演进,并对人类生产、生活产生了深远影响。生物育种技术的进步极大地促进了植物营养价值的改进、抗病性的增强及产量的提高,全球转基因作物种植面积已占全部耕地面积的12%,帮助农民获益累计超过1500亿美元,绿色、营养、功能性植物产品正引领粮食消费迈上新的台阶[18]。
根据国际农业生物技术应用服务组织(International Service for the Acquisition of Agribiotech Applications,ISAAA)的报道[19],2018年共有70个国家应用了转基因作物,其中26个国家种植转基因作物,44个国家进口转基因作物。在种植转基因作物的国家中,21个为发展中国家,5个为发达国家。大豆、玉米、棉花和油菜仍为四大主要转基因作物,转基因大豆种植面积居全球转基因作物种植面积之首,为9590万公顷;其次是玉米,为5890万公顷。
鉴于作物分子育种在粮食生产、粮食安全中的重要战略地位,全球主要国家/地区近年来对农业生物技术产业制定并部署了长远的国家战略规划,以把握农业发展优势地位并获取未来生物经济的竞争优势。
1.美国
美国是全球分子育种技术最发达的国家,也是转基因作物种植面积最广的国家,中国从20世纪80年代开始从美国引入杂交种进行分离二环系组配杂交种,其商业种质对中国玉米育种的发展做出了不可磨灭的贡献[20]。美国农业部统计局2018年6月29日发布的美国全国农业调查统计数据[21]显示,2018年美国玉米的转基因品种普及率为92%。
美国拥有比较全面和稳定的科研管理体制,并且鼓励和支持生物技术的发展。美国政府于2012年—2018年发布了《国家生物经济蓝图》[22]《美国农业部植物育种路线图》[23]《植物遗传资源、基因组学和遗传改良行动计划2018—2022》[24]《2018—2023年战略计划》[25]等农业生物技术领域相关的战略规划,明确生物技术是美国生物经济增长的重要来源,对分子育种技术的发展给予了政策和资金支持,并对未来5~10年内优先发展的领域、技术重点做了明确规划。除国家和政府的支持之外,美国生物公司也对玉米分子育种技术加大了投资力度,不断开发新的抗虫、抗病、抗逆性品系并加快商业化步伐。全球第一大玉米种子生产商杜邦先锋公司(原名为先锋良种公司),早在20年前在分子育种领域的科研经费就达到了1.8亿美元,在其种子销售价的组成比例中科研成本占10%[26];农业投资网站Agfunder在其2018年的报告中称[27],许多创业公司在玉米分子育种领域的投资在加大,美国Hi Fidelity Genetics公司与西班牙的一家公司共同筹集了1540万美元用于新型玉米杂交种及其他商业种子的研发。
2.欧盟
欧盟对分子育种技术及转基因作物的发展也非常重视。2014年,欧洲工业生物技术研究与创新平台中心推出BIO-TIC项目,旨在为欧洲不断增长的工业生物技术产业进行技术创新并奠定坚实基础,还公布了旨在研究解决阻碍欧洲工业生物技术发展创新的问题,涉及市场潜力、研究与发展的优先领域、工业生物技术创新的非技术障碍的三大路线图草案[28];2018年10月12日,欧盟委员会发布了新版生物经济发展战略《欧洲可持续发展生物经济:加强经济、社会和环境之间的联系》,旨在发展为欧洲社会、环境和经济服务的可持续和循环型生物经济,协助应对气候变化等全球性和区域性挑战。作为2012年版战略的更新升级版,此次新的生物经济发展战略设定了三个关键目标,并在2019年实施14项具体举措[29]。欧盟对生物技术产品的安全性有着非常严格的控制标准,对其商业化行为也采取较为谨慎的态度。在严格的管控下,近些年欧盟也对一些转基因玉米品种进行了审批,允许在欧盟国家进行种植或出售。例如,1998年,欧盟批准种植美国孟山都公司的转基因玉米;2013年11月,欧盟批准种植美国先锋种子公司的转基因玉米;2015年4月,欧盟批准新的玉米、大豆、油菜、棉花等10种转基因食品或饲料在欧盟上市,有效期为10年[30]。
3.英国
英国作为全球生命科学和生物技术的领先者,近年来一直大力支持农业和生物技术的发展。2012年,英国发布《合成生物学路线图》,路线图的重点领域是药物与卫生保健、精细与特殊化学品、能源、环境、生物传感器、农业和粮食等。该路线图中提到的核心支撑技术有DNA设计、DNA合成、快速测序、生物元件、微流体技术、酶进化和其他操作技术、计算机辅助生物设计及其他信息技术[31]。2016年,英国发布《合成生物学战略规划2016》,指出要通过投资促进技术研发成果的转移转化,通过生物技术的发展拉动经济增长;继续研究和开发相应的基础性技术,提高生产效率,把握未来机遇[32]。
4.韩国
韩国于2006年制定了面向2016年的《生物经济基本战略》,又于2012年确定了第二阶段实施计划[33]。2007年,韩国批准了《卡塔赫纳生物安全议定书》;2008年,韩国颁布了《活转基因生物跨境移动法》,该法律也是管辖韩国生物技术相关事务的最高法律,对于转基因技术相关部门的职责做了明确的界定。2017年2月3日,韩国公布了《生物原创技术开发计划》,该计划2017年的预算投入为3157亿韩元(按当时汇率约合2.77亿美元),其中的1.18亿美元将重点资助生物原创技术开发,包括新药、医疗器械、医药前沿技术、生物、基因组和脑科学六个领域。
5.日本
2002年10月,日本出台《生物技术大纲》[34]。2013年,日本政府发布《科技创新综合战略》,阐述了安倍内阁的科技创新战略和政策,并自此定期发布年度战略,指导日本政府当年的科技创新工作。2014年,日本发布《科技与创新综合战略2014》,确定了日本科技创新政策的重点发展方向,并提出了五大科技创新行动计划及一揽子政策措施[35]。其中,“利用先进的基因组研究成果进行育种技术革新,开发新一代农林水产业技术、设计新的生产技术的研发计划”是五大科技创新行动计划之一“利用区域资源培育新兴产业”计划的重要内容。2016年,日本发布《第五期科技基本计划(2016—2020)》,提出将“利用新的育种技术开发高品质、高产的农林水产物,提高收益,构建新的粮食商业模式”列入率先解决的经济社会问题[36]。2016年6月28日,日本产业技术综合研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology,AIST)发布了《2030年研究战略》,提出了日本产业与科技创新的重点发展方向,其中与农业生物技术相关的方向是合成技术创新和生物芯片与健康可视化。
6.德国
德国对生物技术历来都比较重视,20世纪60年代末,经济合作与发展组织(Organization for Economic Cooperation and Development,OECD)发布了生物技术将会在未来经济中扮演极其重要角色的报告,此时德国政府就开始动用财政支持生物技术的研发。20世纪70年代初,德国出现经济衰退,德国政府想通过技术创新来振兴本国的经济发展,将生物技术作为其资助的一个重要发展领域,把生物技术列为“关键技术”。从20世纪90年代起,德国陆续启动一系列生物技术相关计划,包括1990年开始的为期11年(1990年—2000年)的“生物技术2000计划”,1999年的BioRegio计划、BioChance资助计划,2001年的BioProfile计划,2001年—2002年的“生物技术——利用和创造机遇”计划,2003年的BioChancePLUS资助计划,以促进生物技术发展。
2010年至今,德国政府相继发布了《生物经济2030:国家研究战略》《国家生物经济战略》[37],希望通过战略实施强化以自然资源可持续利用为导向的生物技术研发创新,将德国打造成为生物质产品、能源、工艺及相关服务的研究和创新国际中心。2016年,德国就继续推进《生物经济2030:国家研究战略》[38]提出五个建议:①加强生物制药领域,包括“一体化健康”(One Health)方面的生物技术研发,强调基于生物的循环经济和水生生物经济;②在资助计划中有针对性地资助从研究到应用的合作,如资助由基础研究、应用研究、企业组成的网络;③在具有全球影响的关键领域与技术领先的国家开展长期合作;④建立国家生物经济平台,协调联邦和州的研究活动和资助计划,加强联邦、州及其他相关主体间的交流和协调;⑤在对生物经济创新起到关键作用的“小”学科领域做好能力储备,培养青年人才。