?著名植物生理學家、中科院院士許智宏在上海科學會堂做報告
今年8月，經歷了漫長的25年審批之路後，由美國AquaBounty公司生產的轉基因三文魚在加拿大上市，這是首個轉基因動物性食品在公開市場上正式銷售。
8月17日，在上海科協大講壇暨科技前沿大師談“暑期院士專家系列科普講壇”中，進行了一場對轉基因話題廣泛討論的講座，邀請的專家有著名植物生理學家、中科院院士許智宏，中科院院士以及發展中國家科學院院士陳曉亞，上海師範大學生命與環境科學學院教授黃繼榮以及上海交大醫學院教授曾凡一。其中許智宏做了主旨報告，他從作物的起源和演化展開，講到現代育種技術的發展，並指出中國在轉基因技術方面走在國際前沿，但產業化方面嚴重滯後，應在確保安全的基礎上，積極推動轉基因作物的發展。
演講 | 許智宏（著名植物生理學家、中科院院士）
今天講座的主題是轉基因。但我在北大給學生講課的時候，發現很多學生不知道農作物怎麼來的。所以我今天從農作物怎麼來的講起，這將有助於我們對轉基因的瞭解。
我們的主食
全球有3萬多種可食用的植物，但是我們真正吃的沒有那麼多。養育這個世界的植物主要也就有30多種，其中最重要的有5種穀物，水稻、小麥、玉米、粟類、高粱，這五類穀物提供了人類所需能量的60%。全球產量最高的前10種作物為人和家養動物提供了所消耗食物的95%。到目前為止，全世界農民大規模種植的作物也僅有幾十種。
全球的主糧中，水稻、小麥、玉米等穀物佔了四分之三。另外，全球還有四分之一主糧來自馬鈴薯、紅薯、木薯、山藥等薯類作物。除了主糧外，我們所必需的很大一部分油和蛋白質也來自植物。大豆是世界上最重要的植物蛋白質原料，也是最重要的油料作物之一，在我國也是最重要的糧油作物。人們食用最多的是大豆油，其他還有菜籽油、花生油等。在全世界植物蛋白中，大豆蛋白佔了67%。大豆給中國人提供了很大一部分的蛋白質。
現在的農業主要依賴於少數幾種作物，這雖然增加了食品生產系統的效率，但同時也減少了作物和食物的多樣性。作物多樣性的減少使全球食物生產面臨著一些普遍存在的問題，如病蟲害、異常氣候變化的影響等，生態系統也變得更加脆弱敏感。
就拿水稻來講，中國過去種過大量不同的品種，現在種類大大減少了。單一的品種通常會對病蟲害和惡劣氣候變得更加敏感，而化肥和農藥的大量使用又造成了嚴重的環境汙染。
從1960到2015年，中國的穀類，特別是小麥跟水稻的產量在穩步增長，人均佔有的糧食數量已大大增加。2014年我國人均穀物佔有量已達414公斤/年，其中摺合大米已達18斤/人/月，麵粉達16斤/人/月，所以我們的主糧是夠的。
我們現在面臨的問題是，糧棉油糖的供給庫存水平高，畜禽產品供給也相對充裕。糧食總產12年連增，2015年達到6.21億噸，達到歷史最高 (注：去年略有降低，仍達6.16億噸)，糧食庫存量大約接近於一年的產量，其中玉米庫存量佔總庫存量的一半，但同年糧食進口達1.2億噸，表現出明顯的結構性過剩。客觀上還存在著增產不增收的問題，農民種糧的積極性下降。每年國家對農業的財政補貼超1萬億。這個狀況給我們農業帶來了很大的困擾，要怎麼解決這些問題？
中國的大豆，去年進口有8200萬噸，有預計今年可能進口9000萬噸。也就是說，中國自己產的大豆，僅佔不到20%。中國已是全球最大的大豆進口國，自給率非常低。如果我們自己要生產這8000多萬噸的大豆，按目前我國的單產計，要用6億多畝農田。我們到哪裡去找6億多畝耕地？
中國還存在一個問題，農產品價格週期性地暴漲暴跌，往往使各地政府很緊張，因為豬肉蔬菜價格的波動直接對老百姓生活產生影響，這個問題涉及到社會穩定。根本來講，我們的農業企業規模化、產業化、集約化、信息化以及創新的水平都不夠。以蔬菜為例，雖然這些年我們的蔬菜種植已經有很大的進步，但很多地區蔬菜種子仍有相當大一部分還是靠進口。有“中國蔬菜之鄉”稱號的山東壽光這麼大一個蔬菜基地，也還有30%的蔬菜種子需要進口。如果從全國範圍看，比例可能就更大。從國外進口的蔬菜種子的價格要比國內貴得多，這又給生產帶來了新問題。
根據世界糧農組織的資料，中國人的食物消費結構中，動物性食品所佔比例也在不斷增加，已高於世界平均水平。我國肉類協會2015年的統計表明，我國人均肉類消費已達63公斤/年，大大超過《中國居民膳食指南（2016）》建議的健康飲食結構中的27.4公斤/年。我們現在吃的肉類的量比國家要求的健康的營養結構多了一倍多。我國消費了全球肉類的28％，我國也是全世界最大的豬肉生產國和消費國，消費了全球豬肉的50%。(注：與此相應的是我國的糧食生產總量中已有約一半用於飼料了。)
世界糧農組織預測2050年全球糧食需求要翻番，這就意味著全球的作物產量需保持年增長2.4%以上。但是目前水稻、玉米、小麥和大豆產量的年增長率都沒有超過2.4%。我們對糧食的剛性需求還在增加，要養活這麼多人口，這是嚴峻的任務。溫家寶當總理的時候，國務院曾提出，到2020年，中國每年需要增產1千億斤糧食，這樣才能滿足我們每年增長的需求。
從全球範圍來講，全球糧食貿易量每年約4800億斤，不到我國糧食總產量的一半。比如，在我國稻穀每年的消費量大約3700億斤到3750億斤，佔口糧消費的60%。而國際大米貿易總量只有500億斤到600億斤，僅佔我國大米銷售量的15%。所以，我們可以利用國際市場適當進口，但不能依賴進口。中國人飯碗裡的口糧還是必須牢牢掌握在自己手裡。
植物的馴化及生物多樣性
今天栽培的大多數農作物都是經過人類長期馴化與人工選育的結果。在這個過程中，很多基因產生突變、轉移、重組，基因組加倍的結果，不斷演化出新的品種，甚至新的物種。玉米和番茄，最早時果穗和果實都非常小。在人類利用玉米過程當中，玉米已經發生極大的變化。野生稻就像野草，披頭散髮，莖稈呈匍匐狀。結實後還沒收，種子就掉了。通過人工選育，那些穗子不落粒的，莖稈挺立的植株的就被保留下來了。
? 番茄作物品種的培育過程，從左到右分別為醋栗番茄、聖女果和常見番茄
最原始的番茄像醋栗番茄那麼大小，今天的番茄比原始的大了一百多倍。分析番茄基因組，我們發現從原始的小番茄到今天栽培的大番茄，一共約有18個主要基因發生了變化。從最原始醋栗番茄，到櫻桃番茄 （現在吃的“聖女果”），這中間有5個基因發生了很大的變化，從櫻桃番茄到現在栽培的大型番茄，又有13個基因發生了変化。
? 馬鈴薯野生祖先種（左）和栽培馬鈴薯（右）
野生的土豆在馴化的過程中，地下塊莖比原來大了幾十倍，形狀變得更加規則。在西雙版納還有的野生黃瓜，圓圓的，非常苦，但我們今天的黃瓜就變成長長的，也不再苦了，這是形成苦味的基因調控上發生了改變所引起的。我國育成的黃瓜品種一般瓜不苦，但葉子還是苦的，黃瓜葉子苦可以抵抗病蟲害。而國外育成的不少品種的葉子也不苦了，到了中國就容易引起病蟲害。把這些控制苦味形成的基因的的作用弄清楚了，我們就可以更好改良品種 （注：還需要對其他與產量、品質、抗病蟲等性狀有關的基因及其調控，有更多的瞭解）。
中國在明清時大規模引進了很多種國外的作物。根椐華南植物園黃宏文等專家的研究報告，明清時期，玉米、紅薯、馬鈴薯、花生、菸草等作物都先後傳入中國廣泛栽培，番茄、向日葵、辣椒、南瓜、西葫蘆、菜豆、菠蘿、番荔枝等果蔬也逐漸在中國推廣種植。明清時期果蔬栽培種類比宋元時期增加約一倍。今天絕大多數的作物是千百年前從外域引種馴化而來的，是近500年栽培植物全球化的結果。
生物多樣性非常重要，中國是全球生物多樣性最豐富的國家之一，生物種類佔全球10%，中國有3萬多種植物 （注：《中國植物誌》共記載3萬1千多種），被公認為世界上植物種類最多的國家。中國有長期利用各種動植物的豐富知識，是全球重要的作物起源中心之一，農作物水稻、大豆、柑橘、梨、獼猴桃、茶及多種花卉都起源於中國。全球640多種栽培植物中，約400多種起源於亞洲，其中300種起源於中國和印度。但是，中國也是生物多樣性受到威脅最嚴重的國家之一，生物多樣性消失速度高於全球。
獼猴桃屬植物有54種，大部分在中國生長，只有兩種在國外，一種在尼泊爾，一種在日本。中國分佈52種，大多數果實可食。100多年前，獼猴桃從中國傳到新西蘭，在新西蘭開發成可商業化生產的品種，而且把英文名字也改成了Kiwi fruit （注：Kiwi是新西蘭國鳥的名字）。以前中國人對獼猴桃好像並不那麼重視。改革開放以後，國內加強研究力度，有非常顯著的發展，特別是武漢植物園建成了世界最大的獼猴桃種質資源庫。這說明野生植物通過人工的選育改良，能夠為人類提供不同的新品種。中國一下子又重新變成了全世界最大獼猴桃生產國，現在歐洲用的一些品種也就是中國育成的。
另一個例子，中國人一直把枸杞當作中藥，也當一種食品，是藥食同源的一個範例。枸杞有紅枸杞（寧夏枸杞）、黑枸杞，通過雜交，可以得到各種不同的後代 （注：已有科學家希望把枸杞培育成21世紀的功能性水果）。所以利用野生植物的前景非常大。我們可以利用野生植物，通過人工育種，來培育更多不同的品種，以滿足人類的需求。
我國科學家很早就向政府提出要保護種質資源，現在中國農科院收集的農作物品種、品系及其野生近緣種有33萬多份。中國科學院昆明植物所成立了中國西南野生物種種質資源庫，我國29%的種子植物物種得到了有效的保存。最近深圳建立了國家基因庫，有人稱之為“中國的諾亞方舟”。它將建立起“三庫”（生物資源樣本庫、生物信息數據庫、生物活體庫）和“兩平臺”（數字化平臺、基因合成與編輯平臺）。
育種技術的發展
再說一下現代育種技術的發展。品種至關重要，國際上糧食總產增長中80%依賴於單產水平的提高，其中大概60%到80%源於良種的推廣。我國品種對糧食增產的貢獻率也達到40%以上了，近20多年來美國玉米的單產一直在不斷增長，品種的更新是美國玉米持續增長的一個重要因素。中國玉米的種植面積跟美國差不多，但是玉米的產量，要比美國低三分之一左右。差距在哪裡？由於美國近20年推廣生物育種的產業化，特別轉基因的品種，美國玉米保持非常穩定的增產狀態。
人類對植物的利用經歷了由植物的引種馴化，到傳統的經驗育種，再到應用遺傳學原理改良品種並發展出各種育種技術，一直到今天的生物工程育種，包括分子設計育種。
有幾個里程碑工作。被譽為綠色革命之父的美國諾貝爾和平獎獲得者Norman Borlaug博士，把高杆小麥變成半矮杆。杆子太高，很多營養都在杆裡面，如果變矮了，更多的營養就積累在小麥籽粒裡了。中國過去水稻很高，現在高杆水稻也變成半矮杆了。通過控制株高的基因，從高稈到半矮稈，提高了水稻和小麥的產量。（注：作物學上稱為通過提高谷/草比，即籽粒在總的生物量中的比例而使產量增加。）這是通過育種解決產量問題的典型例子。
通過雜種優勢來提高作物的產量在農業上已得到了廣泛的利用。從美國的雜交玉米到中國的雜交水稻，無不如此。袁隆平先生和我國一批水稻育種專家利用海南野生稻中發現的細胞質雄性不育株，通過雜交、轉育、選配組合等一系列過程，研製成功的中國雜交水稻為我國乃至全球水稻的增產作出了極大的貢獻。中國科學院前副院長李振聲院士為了改良我國的小麥，將小麥與長穗偃麥草進行遠緣雜交實驗。雜交以後第一代根本不像小麥，經過與小麥反覆回交，花了20多年，才得到了一批優良的小麥育種材料，在這基礎上通過與不同小麥品種的雜交，培育了一批優良的小麥品種，其中有的表現出了非常好的抗旱性和耐鹽鹼。過去中國的小麥品種很多，但質量不行。食品加工對面粉的有很多不同的要求。改革開放初期，上海很多店做的法式麵包，用手一掰就掉粒，因為它的麵粉質量不行，蛋白質的組成不行。但也有做得特別好的，據說用的麵粉是進口麵粉。今天中國科學家已可以通過育種來培育中國自己的優質的小麥。
再舉個利用野生物種的例子。上世紀60年代初，我在北大讀書的時候，在中國科學院植物研究所北京植物園實習，學習做葡萄雜交。當時，北方的葡萄栽培上有一個很大的問題：葡萄不抗寒，每年冬天前就必須把葡萄藤從架子上放下地，再蓋上土埋起來，到次年春天再去掉覆蓋的土，把葡萄藤再支起來。這在葡萄栽培中所用的勞動力約佔60%。當時植物園的老師就想把長白山野生葡萄和華北地區的栽培品種，如“玫瑰香”，進行種間雜交，培育出抗寒的優良葡萄品種，因為長白山野生葡萄可以在零下40多度生存。這個工作很艱苦，一直到本世紀一些成果才逐步得到了應用。現在這些育成的優質抗寒葡萄冬季就不再需要埋在地下了，為葡萄栽培節省了大量勞動力。這為華北和西北地區進一步推廣抗寒優質葡萄打下了很好的基礎。
野生物種對人類非常重要，它們的優良基因可以被我們利用。但是，在野生物種被馴化、選育以及隨後的育種過程中，很多優良的基因也丟失了。現在我們想重新從野生物種中把優良基因撿回來。
我們今天的育種，不但要高產，要優質，要抗病蟲害，還要對環境友好。過去我們過度使用化肥和農藥, 對環境造成了很大的影響。今天我們希望在育種目標中加上對環境更加友好，即要合理使用化肥和農藥，減少對環境的負面影響。
用傳統的育種技術，一個新品種的培育一般需要10年，甚至更長的時間。傳統育種類似於，爸爸媽媽很漂亮，但生出來的孩子未必漂亮。為什麼？爸爸媽媽的基因在孩子身上是隨機組合的。農作物也一樣，你想通過雜交把兩個好品種的性狀結合在一起，結果常常是好的性狀過去了，不好的性狀也過去了，所以要通過與優良品種反覆回交，經過漫長的選育過程，才能培育得到我們需要的品種。
現在我們希望縮短育種的時間，更精確地轉移所需要的基因。育種技術不斷地發展，轉基因技術的目標也就在通過轉基因有目的地把所需的基因轉移到需要改良的品種中去，大大縮短了培育新品種的時間。今後的發展方向就是，我們追求更快捷的方法克隆所需要的基因，並更精確地把基因轉移到需要改良的植物基因組中的特定位置。在這方面，基因編輯技術正在迅速發展，並在作物育種中已有不少成功的嘗試。轉基因只是分子育種的一個部分。我相信這類技術的發展和應用必會為未來的作物育種提供更好的基礎，並以此來發展新的育種體系。
生物工程和轉基因生物 最後我們講講生物工程和轉基因生物。小平同志很英明，1988年，就講“將來農業問題的出路，最終要由生物工程來解決，要靠尖端技術”。今天農業面臨的問題，確實需要我們深思。
生物技術有很多不同的內容，包括基因操作、轉基因技術等等。今天在農業上應用的生物技術中最廣泛的技術，可能我們當年並沒有想到，是植物克隆技術。早在50年代末，植物科學家就能把培養的胡蘿蔔細胞培養成一株胡蘿蔔苗。不少從國外引進的香蕉品種不抗病毒，而感染病毒後往往產量迅速減少。植物的頂端分生組織一般沒有病毒。科學家把頂端這部分切下來，在無菌條件下培養，就可以得到了大量的無病毒的香蕉植株，解決了農民種植香蕉所需的種苗問題。這一技術現已廣泛用於馬鈴薯、草莓等園藝植物和優良林木的快繁。而植物快繁技術的基礎就是植物克隆。
? 全球轉基因作物種植面積（1996年至2016年，單位：百萬公頃）
我再來談談國際轉基因現況。去年，全世界轉基因總面積還在不斷增長，從1996年開始，2016年全世界轉基因作物種植面積是20年前的110倍，增長非常快。全球轉基因作物的佔比，大豆佔78%，棉花佔64%，玉米佔33%，油菜籽佔24%。而美國2015年的數據是甜菜佔99%，大豆佔94%，棉花佔94%，飼用玉米佔92％。美國轉基因農作物佔的比例最高，第二巴西，第三阿根廷，第四加拿大、第五印度，第六是巴拉圭，第七是巴基斯坦，中國現在到第八了。中國原來是第二，現在退到第八，說明世界變化很大。前五個國家中有三個發展中國家，兩個發達國家，這五個國家種的轉基因農作物佔全球的90%。
總的來講，國際上農業發展方式正在發生深刻變化。近年國際經濟低迷，但一些國家農業非但沒有削弱反而不斷增強。這幾年世界上大的農業公司重組兼併非常厲害。舉個例子，巴西怎麼變成一個典型的出口型農業強國？巴西農業基本是自給型，從2003年才開始推動轉基因作物，比中國晚很多。巴西環保部原來的政策不允許在巴西種植轉基因作物，但是轉基因大豆性狀優良，農民並不理會環保部的政策而大量種植。時任總統在充分了解情況以後，就宣佈巴西轉基因大豆合法，並及時修改法律，從而加大了對轉基因作物研發的支持和投入，加速了轉基因大豆和玉米的種植。去年，巴西轉基因作物種植面積佔到了全球的26.5%，世界第二，並分別在1998年、2005年、2008年批准種植轉基因大豆、棉花和玉米。巴西已成為了一個典型的出口型農業強國。
簡單說，轉基因作物這麼多年的應用，促進了農業的可持續發展，增加了作物的產量。有一個幾年前的報告，幾位科學家對使用轉基因以後的效果做了詳細的統計。轉基因作物平均增產22%，農藥使用量降低37%，農藥費用降低39%，生產成本增加了3%，但利潤增加了68%，發展中國家經濟效果比發達國家顯著，得益也更明顯 （Klumper & Qaim , 2014）。
發展轉基因生物育種是我國的國策。1986年，設立“863”項目，其中的生物工程專題就包括植物生物工程，從此在國家層面開始支持轉基因作物的研發；1997年啟動的國家重大基礎研究計劃中的農業項目支持了一批重要作物基因組和重要基因功能的研究；1999年國家設立轉基因植物研究與產業化專項 ；2008年國家科技重大專項正式把《轉基因生物新品種培育》列入國家項目，研究對象物種包括5種作物：水稻、小麥、玉米、大豆、棉花，和3種家畜：豬、牛、羊。2010年，生物育種正式列入“戰略性新興產業規劃”，國家的政策也很明確，研究大膽、自主創新，推廣慎重、確保安全，管理嚴格、依法監督。今年中央1號文件強調，應加強農業轉基因技術研發和監管，在確保安全的基礎上慎重推廣。
在國家“973”、“863”和轉基因育種重大專項等國家項目的支持下，我國農業生物技術發展迅速。繼中國參與國際合作完成水稻（粳稻）基因組測序以後，至今中國科學家已完成或與國外合作完成共30多種農作物的基因組測序，其中包括棉花、小麥、大豆，以及甘藍、黃瓜、西瓜、番茄、獼猴桃、甜橙等果蔬。我國科學家已經克隆了一批具有自主知識產權的重要性狀功能基因，比如：抗病蟲基因、抗逆基因、高產性狀基因、品質改良基因、養分高效基因等，打破了發達國家基因專利壟斷, 為轉基因作物新品種培育儲備了重要的核心技術與基因資源。我國已經初步建立了獨立完整、並很有自己特色的生物育種研發體系。
? 中國抗蟲棉的研究，登上2008年9月19日的《科學》雜誌封面
轉基因棉花新品種的培育，從2008年到2015年，我國已育成轉基因新品種147個，累計推廣4億畝，佔國內市場份額95%。棉花是使用農藥最多的作物，抗蟲棉的推廣減少農藥用量達40萬噸。中國的科學家自主研發抗蟲棉打破了美國的壟斷地位，這也促使美國公司逐步退出中國的抗蟲棉市場，而轉向印度。印度因為沒有自己的轉基因棉花，現在印度的抗蟲棉基本上用的是美國抗蟲棉種，棉花種子的費用就高了。
棉鈴蟲不光吃棉花，也吃玉米、大豆、蔬菜。棉田裡棉鈴蟲數量少了，也保護了周圍的玉米和其他作物。這也是為什麼中國種抗蟲棉，不需要像美國那樣，必須種10%到15%的非轉基因棉花來作為“避難所”。因為在中國的耕作方式中，即使全部種抗蟲棉，野生的棉鈴蟲也仍是可以保留下來的，去別的農作物上，這對生態是有利的。
中國棉花纖棉比較短，很多科學家都在研究，能不能通過基因改良的辦法，使棉花纖維能夠增長、拉力加強，從而生產出更多高檔的棉紗。已獲得纖維長度能穩定提高10-15%的轉基因棉，目前已完成中間試驗，進入環境釋放階段。
? 抗蟲水稻（綠色）與普通水稻（黃色），在面對蟲害面前，生長情況截然不同
中國抗蟲水稻研究開發，是我國在國際生物育種領域有重要影響的創新性成果。給大家顯示的照片上的農田中，綠色的一片就是轉基因抗蟲稻，黃色是被蟲吃了的非轉基因水稻，效果非常明顯。
糖尿病人吃澱粉含量高的食品後常會導致血糖上升，而農科院研究的高抗性澱粉轉基因水稻中的抗性澱粉不易消化，可緩解血糖上升的過程。高抗性澱粉轉基因水稻已經進入環境釋放，有望成為糖尿病人專門的產品。
人血清白蛋白是醫院常用的一種生化藥物，每年要大量進口。用轉基因水稻生產人血清白蛋白，可以不用擔心人或動物病毒的汙染，現在水稻生產的人血清白蛋白，已證明蛋白質結構完全一樣，最近已經被批准進入臨床實驗。
豬、雞等單胃動物對於磷元素的獲取是很大的一個問題。作為飼料的玉米、大豆（豆粕）中的磷大多以植酸磷的形式存在，單胃動物不能消化利用。所以在飼料中要添加無機磷，我國缺磷，每年需進口大量無機磷。植酸酶可把植酸磷分解出無機磷，使磷釋放出來給動物使用。農科院的科學家已把植酸酶基因轉到玉米中，使植物自己產生植酸酶，從而提高飼料的利用率，大大減少對環境的汙染。由轉植酸酶基因玉米研究培育出高植酸酶轉基因雜交組合，適應性和產量明顯提高，具備較好產業化應用前景， 是我國生物育種自主創新的又一成功事例。
在我國，提高農作物的抗旱性、抗鹽性是至關重要的。通過轉基因技術來提高玉米的抗旱性，灌溉用水能夠減少50%，產量也可以顯著增加。此外，還有抗乾旱轉基因大豆。小麥很多病害很難對付，我國科學家也培育了抗黃花葉病毒的轉基因小麥，已完成生產性試驗，育成的優質、高抗轉基因小麥新品系，比對照組明顯增產。
除了轉基因以外，這些年新的技術發展也越來越快，特別是基因組編輯技術已引起國內外廣泛的注意，從動物、人、微生物、直到植物，中國在這方面做得很出色。用基因組編輯技術，科學家能夠更精確地改變或控制單個或多個基因，比較容易監管、速度快、成本低。我國科學家用此技術成功培育的抗白粉病的小麥材料即是一例。因為小麥是異源六倍體，要在三組染色體上同時使三個同源等位基因產生突變以獲得抗病材料，用常規技術極其困難。這一成果引起國際上極大的關注。在植物科學領域，美國前幾年有科學家提出未來農業需通過使用轉基因、基因組編輯和微生物這三駕馬車來提高作物生產率。
今天的生物技術應用的範圍很廣。比如青蒿素，它是有效的抗瘧疾藥，也是中國科學家對全球作出的極大貢獻, 我國知名的藥學家屠呦呦也因此獲得了2015年度諾貝爾生理學或醫學獎。青蒿素是植物黃花蒿中的一種次生代謝產物，但含量很低，僅佔植株乾重的1％左右。上海交大的老師通過轉基因對青蒿素代謝途徑進行調控有效地提高了黃花蒿植株中的青蒿素含量，使轉基因植株中的青蒿素含量提高一倍到兩倍。這樣就可以用更少的土地種黃花蒿，得到更多青蒿素。
? 冠鯉生長速度為1-2kg/8月（上）；水優的生長速度為1-2kg/18月（下）
今天我也講講轉基因魚。武漢的中科院水生生物所的朱作言先生做轉基因魚比美國做三文魚早了三年，他先做的泥鰍，泥鰍小、繁殖快、好操作。後來做鯽魚和鯉魚，也非常成功。水生所培育出的轉基因鯉魚，是把草魚的生長激素基因轉到鯉魚中，從後代中選育出的。它的生長速度非常快，比美國的三文魚還要快。其中的”冠鯉”，在8個月里長到1到2公斤，而美國三文魚“水優”，要18個月長到1到2公斤。很遺憾，在中國由於各種各樣的原因，這項技術還不知道什麼時候能夠獲得批准，美國去年已經批准上市了，最近已在加拿大銷售。
轉基因生物安全需要嚴格的管理，中國已建立有一整套的法規。轉基因育種有很嚴格的審批程序和標準，需要通過安全評價 （食品安全，環境安全）、品種審定、種子生產許可、種子經營許可、生產加工許可等步驟，才能投入大田生產。轉基因農作物品種的審定可以說是有史以來最嚴格的品種審定。
我國市面上真正能夠見的轉基因產品是很少的，至今我國已批准大規模種植的轉基因作物僅有棉花，還有少量的抗病毒病轉基因番木瓜。從上世紀發現番木瓜環斑病毒以後，這一病毒幾乎摧毀了全球很多地區的番木瓜產業。現在全世界吃的番木瓜，基本上都是轉基因的了。另外，我國也進口了大量轉基因大豆、還有部分玉米和油菜籽，主要用作植物油原料和飼料。
中國擁有嚴格和系統的法規，確保轉基因生物安全
最後給大家說一下，公眾常常被誤導，以為生活中到處都是轉基因農產品，以前沒有看到過的都覺得是轉基因的。在網絡上把聖女果 （小番茄）、彩色甜椒、小南瓜、小黃瓜、不同顏色的胡蘿蔔、甜玉米等都說成是轉基因的。還有我們講紫色的東西營養好，市場上出現了紫薯、紫土豆、紫山藥、紫甘藍，大家又以為這些都是科學家通過轉基因得來的，實際上不是，很多東西我們在過去只是沒有很好地利用，或者從國外引進的，其實是早就有的品種。
科學家應有自己的社會責任。中國科學院學部道德委員會組織做過很多調研和有關轉基因的倫理研討會，也發佈了關於負責任轉基因技術研發行為的倡議。在科學家從事科學研究過程中，必須遵循共同的道德和倫理準則，包括保護研究對象、保護環境、安全性研究，確保科學的良性發展。科學家在這方面比公眾有更多認知，他必須以負責任的態度參與決策、提供諮詢、科學傳播，有責任向公眾普及科學知識，提升公眾對科學的認知，弘揚科學精神，理性對待科學技術發展中的不確定性。
? 2013年度世界糧食獎獲得者，從左到右依次為Robert Fraley、Mary-Dell Chilton和Van Montagu
2013年世界糧食獎頒給了三位從事轉基因研究的傑出科學家，這說明了國際上對他們的認可。基本的事實是：轉基因國內外大規模應用20年，每年大量人食用轉基因食品，並沒有發生有科學證據證明的轉基因食品安全問題。比如國外有講某個人吃了轉基因食品過敏了，但這都是新聞報道，最後都沒有得到證實。國際的權威機構，如世界糧農組織、世界衛生組織等公認，經過嚴格的科學評估和管理，依法審批的轉基因作物是安全的，人們當初擔心的風險是可預防的。
去年5月美國科學院、美國工程院、美國醫學院發佈關於轉基因作物的報告，共338頁。這一報告由50多位科學家、研究人員、農業和產業部門的專家組成的委員會，用兩年多時間審查了過去20年間900多份有關轉基因作物的研究報告和數據，聽取了80位參與轉基因作物研究的工作人員的意見，以及分析了700多位公眾提出的意見後寫成。結論是：依據對這類作物製成的食品的化學分析和動物餵養試驗，這些食品並不會帶來健康風險。沒有結論性證據表明轉基因作物與環境之間存在因果關係。（注：此報告中文本《轉基因作物：經驗與展望》即將由科學出版社出版） 如果我們能冷靜地回顧和思考轉基因發展的歷程，我們就可以理解美國喬治亞大學Parrott教授所講，“轉基因作物本質上不過只是作物，它們不是某些支持者聲稱的萬靈藥，更不是反轉者叫囂的洪水猛獸。”
近十幾年，我國由於各種原因，除了棉花和番木瓜外，再沒有批新的轉基因作物在農業生產上應用，在轉基因作物產業化方面，我們跟國際的差距在拉大。回想諾貝爾和平獎得主諾曼·博洛格所講：我們需要那些仍然別無選擇地使用陳舊、低效方法進行種植的農民所在的國家的領導人拿出勇氣。綠色革命和現在的植物生物技術正幫助我們在滿足對糧食生產需求的同時，為下一代保護好環境。
中國農業的現代化和可持續發展，需要高科技。我確信現代生物技術，包括轉基因技術，基因組編輯、分子模塊育種、合成生物學技術等，必將會在我國現代農業發展中發揮更大的作用。
注: 本文經許智宏院士於2017.8.26修改，報告內容略有刪減，文中圖片均來自許院士的報告。
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