在不断恶化的农业生产环境与消费人口不断膨胀的双重胁迫下，满足人类日益增长的农产品的安全供应是人类长期努力的方向。20世纪50、60年代以矮化育种为主的品种改良技术结合化肥及农药的使用技术、灌溉技术等为标志的“绿色革命”，曾使世界粮食产量在20多年内增加了1倍，但自此以后，全世界范围内出现了农作物产量增幅逐渐下降的趋势，各种报道显示多种农作物的产量上限长期未能实现新的突破。因此，许多人开始怀疑以常规育种为主要手段的品种改良技术在提高作物产量水平上的潜力，同时许多人更加关注高新技术的发展。由于现代生物技术的巨大潜力，特别是近20年来农业生物技术的飞速发展与产业带动力，为21世纪初期的世界农业展示了新的希望和动力。“绿色革命”的核心是“种子革命”，现代农业生物技术目前最具潜力和最成功的领域仍然是种子产业，由此可以相信，在以现代生物技术为核心的新的农业科技革命中，将带来一场新的种业技术革命。
　　本文将在现代农业生物技术及产业化新进展、新趋势的基础上，分析其对种子产业各方面影响和带来的深刻变化；在分析我国农业生物技术发展现状和存在问题的基础上，提出建立我国以高技术为依托的现代种子产业体系和加速种子产业技术进步的一些建议。
1　现代农业生物技术发展的状况与趋势
1.1　世界农业生物技术及产业发展现状与趋势
　　20世纪末以来，生物技术出现了举世瞩目的重大进展，成为了“对全社会最为重要并可能改变未来工业和经济格局的技术”，全球生物技术发展呈现了4大趋势：①以企业技术创新为主体的产学研一体化程度越来越强；②技术与经济结合更加紧密，生物技术产品商品化速度越来越快；③产业发展的关联度越来越大，生物技术产业对其它产业的影响日益增强；④生物技术对世界各国的政治、经济、文化等方面的影响越来越受到重视。在农业领域，水稻基因组计划的顺利实施、多种作物多种外源基因的转化成功等技术突破使农业生物技术研究领域出现了3个明显的趋势：即研究方式的集约化和规模化趋势、农业生物技术产业化趋势和生物基因资源争夺白热化趋势。其中农业生物技术产业的兴起和高速发展成为当今世界农业最大的亮点，据世界银行一个研究机构估计，2000年世界范围内农业生物技术产业（主要为转基因作物）的交易额为20亿美元，2005年和2010年将分别达到60亿和200亿美元。
1.2　全球转基因作物商业化生产状况
　　继1983年世界首批转基因植物问世和1996年转基因作物大面积商业化生产以来，全球转基因作物种植面积迅速增加。1996—2002年的6年间，全球转基因作物的总面积累计达到2.35亿公顷，连续7年增幅超过10%。即从1996年的170万公顷增至2002年的5870万公顷，种植转基因作物的国家由1996年的6个逐渐增加到2002年的16个。2002年全球转基因作物总面积中大豆、玉米、棉花和油菜分别占62%、21%、12%和5%。2002年上述4种农作物转基因品种的全球采用率分别达到了51%、9%、20%和12%。在转基因性状上，一直以耐除草剂、抗虫（Bt）用二者结合特性为主，同时也有抗病毒和品质改良等性状。2002年全球约600万农民从种植转基因作物中获益，其中大多数来自发展中国家。
1.3　我国转基因作物研究与产业化现状
　　我国的农业生物技术研究位于世界发展中国家的领先地位，并开始步入国际先进行列。国家863计划、973计划等国家级科技计划历来将农业生物技术作为最重要的内容之一。目前已经有转基因耐储番茄、转查尔酮合成酶基因矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗虫棉花等几种独立研制的转基因作物进入了商品化生产阶段。我国也是世界上第一个批准转基因作物商品化生产的国家，目前为世界上种植转基因作物面积最大的4个国家之一，2001年和2002年分别种植转基因作物150万公顷和210万公顷，分别占全球转基因作物面积的3%和4%左右。在主要农作物中，抗棉铃虫转基因棉花、抗螟虫转基因水稻和抗白粉病转基因小麦已经形成种植规模。其中，我国在抗虫棉研究和产业化方面进展最为迅速，通过引进和自主研发并举等办法，2002年转基因抗虫棉花品种种植面积已经达到全国棉花总面积的51%以上，其中黄河流域棉区80%的面积为抗虫品种，长江流域棉区和西北内陆棉区的抗虫棉面积也在迅速扩大。在自主研发方面，我国是世界上第二个拥有独立知识产权的转基因抗虫棉品种的国家，截至2001年底已经将杀虫基因成功地导入了41个优良的主栽棉花品种，获得了1000多份优良转基因抗虫棉种质资源材料，并选育出转单价基因抗虫棉优系44个、双价抗虫棉优系13个，杂交优势组合17个，多个品种（品系、株系）通过安全性评价，一些品种被迅速推广应用。已经培育了一批优良的转基因抗虫棉品种（系），其中2个品种通过国家审定，12个品种通过省级审定；国产抗虫棉已经占抗虫棉总面积的30%，近5年累计种植100万公顷以上。
　　与此同时，我国转基因作物的研究体系和安全评价体系也基本形成，建立了由中国科学院、高等院校、行业部门和地方科研机构共同组成的研究体系，其中包括以基因克隆等研究为主的上游部分、以植物遗传转化为主的中游部分和以生物技术育种为主的下游部分，3个部分的重点分工与有机结合使整个研究体系实现了顺利运作。同时，技术产业化的方向越来越受到重视，有力地促进了相关产业的技术发展和产业升级，产学研紧密结合和共同发展的局面正在形成。
　　目前国内涉及农业生物技术的各类研究机构已经超过200家，从事农业生物技术研究的队伍约有1万人。但据农业部公布的资料，截至目前，仅有4家种子企业取得了合法的转基因种子的生产经营资格。
2　种子产业发展状况与趋势
2.1　世界种子产业发展状况与趋势
　　据联合国粮农组织（FAO）统计，继20世纪70年代世界范围内农业种子消费总量增长了18%之后，从80年代起，种子年度消费总量平均稳定在1200万吨左右，尽管世界种子消费总量增长趋于停滞，但地区间种子用量和种子品种结构变化差异较大，国际间种子贸易日益活跃。
　　在转基因作物种子方面，1995~1999年间，世界转基因种子的贸易额增长了36倍，2002年达到38亿多美元，转基因种子贸易额约占全球种子交易额的13%，有关组织预测，至2006年，全世界转基因种子的需求量将以每年12%的速度递增，同期世界转基因作物面积仍将以7.2%递增，至2010年，全球转基因种子的销售额将达到250亿美元。
2.2　我国种子工作现状与种子产业化
　　我国是世界上最大的种子生产国和消费国，全国每年需要约120亿千克的各类农作物种子，目前种子商业化率约35%左右，市场价值约200亿元。建国以后，我国建成了世界上最大的以国营机构组成和以政府公共投入为主的种子工作体系，为我国农业的快速发展提供了技术保证，在解决千百年来困扰我国的农产品安全供应特别是粮食的安全供应方面发挥了重要作用。在种业技术方面，我国的杂交水稻、杂交油菜等技术处于世界领先水平。当前我国种子产业正处于重要的转型时期，实行产业化战略是改革的主要措施和最终方向，目的是提高种子工作效率和产业水平。我国的种子产业化面临两大基本任务：一方面是改造计划经济体制下形成的自给性种子工作体系，社会化、商品化生产，为此需要对现有种子工作体系按照市场经济规律要求调整和改造，构建适应社会主义市场经济的现代化的结构优化、布局合理、技术先进、管理科学、富有竞争力、能够高速、健康、持续发展的种子产业体系。另一方面是提高产业发展水平。要求以市场为导向、以科技为依托、以商业化为途径、以提高经济效益为目的，在市场竞争中发展壮大种子产业，并迅速赶上农业发达国家的种子产业水平，充分发挥我国种业资源优势，在国际种业竞争中占有一个农业大国的应有之地。
　　制度和技术是促进产业发展的两个主要动力。在我国种业不断改革和日趋进步的同时，紧跟世界种子产业技术潮流，依靠现代农业生物技术发展带动种业技术进步是实现我国种子产业现代化、提高种业竞争力的重要手段。
3　现代生物技术对种子技术的影响
　　现代农业生物技术对种子产业的影响是全面的和深刻的，涉及到种子产业的主要环节和主要技术，从一定意义上讲，现代农业生物技术的发展为种子产业带来了一次全新的技术革命。
3.1　在品种性状改良方面
　　植物遗传育种包括两个基本环节，一是创造变异，二是选择和固定变异。在创造变异方面，传统的育种技术是通过植物种内或近缘种间的杂交将优良性状组合到一起，从而获得比亲本产量更高或品质更佳的新品种。该技术对农业生产的飞速发展作出了巨大贡献，但其限制因素是物种间生殖隔离的存在，可供基因交流的范围十分有限。转基因技术克服了植物有性杂交的限制，基因交流的范围无限扩大，通过遗传操作，可将细菌、病毒、动物、人类、远缘植物甚至人工合成的基因导入植物，使目标植物获得所有物种的所有有利性状，其应用前景十分广阔。目前全世界正在推广的转基因抗虫棉，即是将原存在于苏云金芽孢杆菌的一个DNA序列片段（Bt）转移到棉花遗传基因组中，使棉花获得了对棉铃虫等害虫的高度抗性。
3.2　在选择技术方面
　　选择是植物育种中发现变异和固定变异的主要手段，育种的进程取决于选择效率和效果。一般将植物育种中的选择方法分为直接选择和间接选择，但间接选择是目前最常用的方法。间接是通过与目标基因连锁的、易于识别的性状作为标记，对目标性状进行相关选择。最新发展起来的分子标记辅助选择技术是一项通过与目标基因紧密连锁的分子标记来判断目标基因存在与否的选择方法。它在作物育种选择工作中具有许多优越性，既不需要考虑作物生长条件和环境条件，又减少来自同一位点不同等位基因或不同位点的非等位基因间的互作干扰，这将对通过传统育种方法很难或无法选择的性状做出选择，有利于快速累积目标基因，加速育种进程，克服不利性状的连锁，达到提高选择效率的目的。
3.3　在制种技术方面
　　雄性不育性的研究和利用是杂种优势应用于生产的关键环节。但现在利用的雄性不育系多数育性表现不稳定，经常伴有不利连锁基因，难以保持和直接利用。随着基因工程的发展，人们开始尝试通过阻断植物花粉发育过程来培育雄性不育系，利用花器官特异启动子使多种细胞毒性相关基因在花器官中特异表达，破坏花粉的发育，可导致植物雄性不育，为植物杂种优势的利用开辟了更为有效的途径。
3.4　在种子质量控制方面
　　当前农业生产中，品种混杂退化现象严重，有些地方假种涌入市场，严重损害了育种家的权益和农民的利益。因此，运用快速、准确方法进行品种纯度鉴定非常重要。传统的种子纯度鉴定主要依赖于样品的种植表现，浪费时间是其最大的弊端，而基于整个基因组DNA检测的分子标记技术，由于其种类广、数量多，不受环境影响，直接从DNA水平上反映品种之间的差异，从而为品种纯度鉴定提供了快速、可行、高效、准确的方法。品种的指纹图谱是鉴别品种、品系的有力工具，在检测良种真实性和纯度方面防止伪劣种子流入市场，保护我国名、优、特种质及由此育成的品种的知识产权和育种家权益，具有重大意义。
3.5　在知识产权保护技术方面
　　植物新品种的商品化生产所得效益非常明显，商业上的非法繁殖现象普遍存在，为了保护知识产权，更好地保护育种家的利益，除加强植物新品种保护制度建设和提高种子市场管理外，农业生物技术专家还在种子本身设置了独到的保护体系。例如美国岱字棉公司和美国农业部已在多个国家联合申请了种子“终止子技术”专利，该专利技术可使作物种植后得到的种子是不育的，收获的种子不能留种再种，从而使转基因的水稻、大豆、棉花、小麦等非杂交种得到专利保护。但该技术引起了人们的强烈反应，最后于1998年10月由国际农业研究磋商小组（CGIAR）在华盛顿会议上提出5点理由要求禁止使用该技术。但联合国生物多样性公约的科学顾问们提出了一种保护知识产权，广大农民又相对能接受的技术“特殊性状的遗传利用限制技术（T-Gurt）”，T-Gurt种子是经过遗传后产生的具特殊性状的种子，农民若想活化这种种子的性状，就必须到有关公司购买化学品去喷洒种子。
4　我国农业生物技术研究及其产业化存在的问题
　　尽管我国的农业生物技术取得了长足的发展，种业技术正在全面快速升级，但还应该清醒地看到，我国农业生物技术发展中仍然存在着以下几个方面的问题：①创新能力不足，投入不足，人才不足，基础设施不足，跟踪研究不足，自主创新能力弱，过分重视论文及成果，对专利和产品的重视不够；近几年虽然国家成倍加大了对生物技术研究开发的投入，但由于投入基数较低，研究开发经费仍然明显不足，全国每年用于农业生物技术的研究开发总经费尚不及美国一家跨国公司的投入；②部门研究计划之间的协调不够，投入渠道多而协调机制少，导致计划重复而效率不高，研究开发力量分散，课题重复，目标不够集中；③科技研究与产业的结合不紧，企业研究力量相对薄弱，农业生物技术企业数量少、规模小、创新能力弱，研究机构与企业之间缺乏有效的合作机制；同时，制度建设严重滞后于科技的进步，管理体系远不能适应新兴技术和产业的发展。
5　关于建立以现代生物技术为依托的种子产业体系的一些建议
5.1　制定国家统一的生物技术与产业发展中长期发展规划
　　我国的生物技术产业和种子产业正处于快速发展的关键时期，需要国家制定一个统一的中长期发展规划，对我国中长期农业生物技术产业和种子产业发展的方向、目标、优先领域及发展战略等进行明确的规定，通过市场机制，对生物技术要素进行事例整合，形成知识链、技术链、产业链的联接，合理配置资源，协调技术研究和产业发展中的上游、中游和下游的比例关系，防止“小而全”现象的再次发生和避免重复建设浪费。
5.2　促进大型企业发展，鼓励企业投资，强调商业化方向
　　在国外，高新技术成果研究及产业化往往依靠的是企业的人力和财力支持，但在我国，科研及成果转化主要靠国家投入，企业的热情不高，而在现阶段，作为一个发展中国家，国家的投入是很有限的，以农业生物技术为例，我国所有投入总和也不及美国一家公司的投入。我国农业生物技术研究及产业化需要大投入和大产出，需要多学科的综合技术的相互支持与配合，更需要企业具有长远目标和发展计划，如果没有企业长期的有计划、有步骤地投入和支持，没有相关学科的集成作战，仅仅依靠国家的有限投入，我国的农业生物技术研究将难以实现跨越式发展。鼓励企业投资的另外一个优点是市场导向和市场运作机制，只有按市场规律办事，才能提高效率。
5.3　加大政府公共投资力度，提高我国原始创新能力
　　针对我国尚没有足够的有实力的企业进入生物技术产业和种子产业的现状，目前加大政府公共投资十分必要。应将国家有限的投资用于解决技术发展中的核心问题和关键技术，本着有所为和无所为的原则，立足解决独立知识产权问题，提高我国在生物技术领域的原始创新能力。据悉，“十五”期间，我国对生物技术研究开发与产业化的总投入已经超过了100亿元。科技部用于农业科技和生物技术的研究经费在“十五”期间比“九五”期间分别增加　3倍以上，农业部和地方政府对此的投入也将稳步增长。
5.4　加快技术市场建设，发挥中小育种机构职能
　　在技术研究开发和成果转化之间，技术市场发挥着重要作用。在农业生物技术领域和种子产业领域，从事技术创新的主要是政府投资的大学和科研单位，而这些单位的直接产业化能力严重不足，而社会上尚不存在既具有产业化能力同时又有经济支付能力的大型企业，因此靠少数企业支撑整个种子产业发展的局面还没有形成。我国种业最大的优势之一是有众多的中小育种机构，它们在解决我国多种农业生态类型和多种种植制度下的农作物新品种培育方面发挥着重要作用，在我国种业尚未形成大企业操纵市场的局面以前，有必要继续发挥中小育种机构的作用。为促进种子产业的快速发展，应该通过技术市场途径使这些中小育种机构能够及时得到最新的生物技术成果，发挥其品种改良的作用，提高技术转化效率和社会普及率。目前，国家有必要采取“强制许可”的办法，解决少数国家投资单位垄断技术和众多中小育种机构不能合法得到技术许可的问题，从制度上解决目前我国存在的非法使用专利基因、非法繁殖保护品种和“转基因品种按常规品种参加试验和审定”的问题。
5.5　调整对转基因作物的管理政策
　　农作物转基因技术与常规技术在作物品种改良方面的技术原理是一致的，只是操作方法不同。20年来，经过全世界数万例正规和严谨的科学试验及大面积的种植，事实已经证明了转基因作物的安全性。因此，在舆论上应该正确引导消费者，消除认识上的误区；在管理制度上应该适度放宽转基因作物的种植管理，甚至取消非食品转基因作物的种植限制，使这项技术更快、更好地造福于更多的生产者和消费者。
5.6　科学之车靠科学研究和科学普及双轮驱动，缺一不可
　　为使现代农业生物技术发挥更大的效益，必须加强种子企业技术人员和农民的培训指导，才能提高新技术成果的普及率和使用效果。


来源:农业现代化研究