[科普中国]-转基因玉米

转基因玉米是利用现代分子生物学技术，把其它种属来源的基因导入需要改良的玉米基因组中，使其后代表现出人们所追求的可以稳定遗传的性状的玉米。

转基因玉米简介具有“高产之王”、“饲料之王”、“工业原料之王“美誉的玉米常被粮、经、果、饲综合开发利用。玉米种植需水量较少, 所以成为了半干旱地区不可替代的主要作物。中国是发展中的农业大国, 也是全球仅次于美国的第二大玉米生产国和消费国。在中国，玉米是仅次于水稻的第二大粮食作物，是中国粮食增产的主力军。时下世界人口日益增多，对玉米种植的研究与推动将会成为一件惠国利民的工程。

转基因玉米和普通玉米相比在产量，营养含量，口感，外形等方面更具有可控性。转基因技术是生产转基因玉米的核心技术：利用DNA重组，将外源基因导入到待修饰物种的基因组中，使其获得新的生物学性状。

1986年Fromm等首次成功将转基因技术应用在玉米上, 将目的基因转入了玉米原生质体中。1988年Rhodes C A等首次利用电击法转化玉米获得转基因玉米植株。1990年Gordon-Kamm W J等利用转基因技术首次成功培育出能稳定遗传的可育的转基因玉米植株。1995年转基因玉米在美国获得商业化生产许可。此后，从1996年到2011年，美国不断的批准转基因玉米商业化, 开始大规模种植Bt抗虫玉米到耐寒转基因玉米等。

商业化种植的转基因作物主要为玉米、大豆、棉花、油菜。转基因玉米作为4大转基因作物之一, 自从1996年商业化种植以来，玉米转基因技术得到了快速发展, 全世界转基因玉米种植面积在不断扩大。截止到2010年全球商业化种植转基因玉米的国家共有16个, 种植面积已达到4680万平方公顷。1

转基因玉米的主要遗传转化技术遗传转化技术即将携带目标性状的外源基因导入受体植物细胞或组织, 经组织培养获得转基因植株的技术。转基因玉米的遗传转化技术主要为农杆菌介导转化法和微粒轰击法。 电穿孔法及化学介导原生质体转化法等其他方法也逐步得到开发。美国孟山都公司主要采用微粒轰击法和农杆菌介导转化法, 瑞士先正达公司和杜邦先锋公司主要采用农杆菌介导转化法。遗传转化技术实现了基因在不同物种之间的定向转移, 目的性强、操作高效, 后代性状表现可以实现准确预期。2

国外转基因玉米产业化进展情况从种植规模来看，转基因玉米是全球种植面积仅次于大豆的第二大转基因作物。自1996年转基因玉米首次在美国商业化种植以来, 其种植面积增长迅速, 19年间增长了300倍, 在转基因作物中的比重也增加了20%。

从产品性状来看, 转基因玉米包含抗除草剂玉米、抗虫玉米及复合性状的双抗转基因玉米。截止2014年, 全球转基因玉米种植面积为5430万平方公顷, 占玉米总种植面积的30%。其中, 耐除草剂转基因玉米种植面积约为1630万平方公顷。欧盟五国现种植的转基因玉米全部表现为抗虫性状, 种植面积达116870平方公顷。其中以西班牙种植面积为最大,约合107749平方公顷。

从国别来看, ISAAA 2015年度转基因报告显示, 全球共有28个国家批准了29种转基因作物的商业化种植。其中种植转基因玉米的国家上升到17个。美国是世界上最大的转基因玉米种植国, 2016年转基因玉米种植面积达到3 505万平方公顷, 占美国玉米总播种面积的92%。其中76%为复合性状转基因玉米 。2003年, 菲律宾引入了转基因抗虫玉米, 成为亚洲首个批准种植转基因主粮的国家。2014年, 转基因玉米在菲律宾的种植面积达83.1万平方公顷, 在本国玉米中的占有率已超过25%。2015年, 越南首次加入转基因作物种植行列, 种植作物为复合性状的转基因抗虫/抗除草剂玉米。截止到2020年全球转基因玉米种植面积有望占总作物种植面积的30%~50%。2

我国转基因玉米产业化存在的主要问题1 知识产权的缺失性与复杂性

在转基因玉米方面, 我国虽开发出一定数量的功能基因, 但实质授权的基因少。 而且基因的研发会涉及标记基因、启动子、终止子等多种类型的基因。同样, 目的基因的导入离不开已有的几种转化方法。我国使用最多的转化方法为农杆菌介导转化法和基因枪法。国外在申请专利时往往采取“转化体”式的捆绑式申请方式, 即我国开发出的转基因玉米育种材料, 其使用的基因序列与转化方法都可能会不同程度地侵犯到国外专利, 无法实现拥有完全知识产权。

2 安全性评价体系不健全

首先, 复合性状转基因玉米的研发已呈现出明显的趋势性。由于复合性状类植物会引入多个外源基因, 基因之间若存在关联性可能会相互作用而引起毒害等反应。国外一些国家对此已实施了不同类型的管理评价政策。我国虽颁布实施了《农业转基因生物安全评价管理办法》、《转基因植物安全评价指南》等规章制度, 但还未建立起一套完善的复合性状转基因植物的安全评价体系;其次, 我国转基因生物评价原则中的“比较分析原则”实质上是一种宽泛和带有模糊性的原则, 随着转基因技术的不断发展, 新的转基因产物很可能找不到恰当的传统参照物, 其安全性评价就缺乏可操作性。

3 消费者对转基因玉米的接受程度模糊

当前, 国内外学者围绕消费者对转基因食品的认知、接受度等各方面展开了诸多研究。结果显示, 消费者对转基因食品的接受程度较低, 影响因素也大多涉及产品品质、价格、地理位置、收入水平及人的个体特征等。我国进口的转基因玉米主要充当饲料产品, 并未涉及到食品。鉴于消费者的接受程度和种植者的利益紧密相关, 也会制约市场推广力度,转基因玉米一旦在我国产业化, 涉及养殖业的消费群对其接受程度是否将有所提高？接受程度是否受到上面所述因素的影响？这些问题的答案都有待加以细致考究。

4 产业化审批程序繁琐

美国转基因作物的商业化由农业部动植物卫生检验局负责监管审批。进行试验的种子公司在完成田间释放且作物的性状及安全性均满足相关要求后, 便可以向卫生检验局申请商业化的批准文件, 即要求取消转基因安全法规的监管。检验局审核通过, 对种子公司发出解除监管的通知, 转基因作物品种就同普通品种一样自由用于杂交育种。我国转基因作物商业化审批程序相对繁琐。首先, 国家对田间释放的申请时间严格限制, 一年只审批一次;其次, 转基因育种材料取得安全证书后往往进行杂交选育获得转基因衍生品种。衍生品种也须通过转基因生物安全评价并获得安全证书;常规作物品种审定与转基因作物品种审定不能实现有效对接, 致使转基因作物区域化试验受到相关法规的制约;转基因作物即使能够通过品种审定, 但真正实现商业化, 还要拿到种子生产 (经营) 许可证。科教司与种子管理局工作协调困难, 两部门在种子安全方面的意见难以统一;农业部修订的最新《主要农作物品种审定办法》依然没有给出除转基因棉花外其他转基因作物的品种审定制度。转基因玉米缺乏流程细则, 便无法取得品种审定证书, 难以实施产业化。3

本词条内容贡献者为:

万雅娟 - 实验师 - 南开大学