徐若梅

(安徽農(nóng)業(yè)大學 經(jīng)濟管理學院，安徽 合肥 230006)

轉(zhuǎn)基因技術(shù)是一項新技術(shù)，是現(xiàn)代生物技術(shù)的前沿。1983 年轉(zhuǎn)基因煙草培育成功，標志著人類開始用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良農(nóng)作物，1996年可食用轉(zhuǎn)基因作物在美國開始大規(guī)模商業(yè)化種植[1]。以“轉(zhuǎn)入基因”改善農(nóng)作物性狀和功能為特點的轉(zhuǎn)基因作物研究迄今已發(fā)展了三代。第一代轉(zhuǎn)基因作物通過輸入基因改良農(nóng)藝性狀，最重要的農(nóng)藝學改善是耐除草劑、抗蟲和抗病毒等性狀，這類性狀又稱為“輸入性狀”，直接受益的是種植者。第二代轉(zhuǎn)基因作物性狀是上述單一性狀的復合，即復合性狀。第三代轉(zhuǎn)基因作物的特點是改良質(zhì)量和成分，滿足消費者的偏好和營養(yǎng)，從而使消費者直接受益，因此這類性狀又稱為“輸出性狀”，這些性狀包括提高人類和動物健康的各種大豆產(chǎn)品(Ω-3脂肪酸、高油酸、低肌醇六磷酸和高硬脂酸)、富含 β-胡蘿卜素的黃金大米等[2]7。

沈平等主要介紹了美國、歐盟、日本、巴西、印度和我國轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)情況，在此基礎(chǔ)上從我國糧食供需矛盾角度，提出我國加強生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性和轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)業(yè)建議[3]。譚濤從我國糧食供需平衡、轉(zhuǎn)基因作物技術(shù)研發(fā)水平和生物安全管理制度等方面分析我國轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)條件，從而提出我國轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)化的路徑和建議[4]。李建平等簡要介紹了2010年國內(nèi)外轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，分析我國轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)和存在的問題，提出相應的產(chǎn)業(yè)化建議[5]。2016年是轉(zhuǎn)基因作物大規(guī)?；N植的第二十一年，轉(zhuǎn)基因作物由此進入商業(yè)化的第三個十年。自誕生之日起，就開始遭到利益相關(guān)者各方激烈爭議的轉(zhuǎn)基因作物，1996—2016年間在全球的應用發(fā)生了哪些變化，呈現(xiàn)什么樣的趨勢特征，這些問題的研究對各國制訂轉(zhuǎn)基因作物未來發(fā)展戰(zhàn)略，保障糧食安全具有重要意義。本文基于國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應用服務(wù)組織(International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications，ISAAA)提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從轉(zhuǎn)基因作物種植面積、主要轉(zhuǎn)基因作物品種和采用率、轉(zhuǎn)基因作物性狀和轉(zhuǎn)基因作物的市場價值等方面詳實剖析轉(zhuǎn)基因作物的應用變化，結(jié)合主要國家轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化的情況和新近進展，分析轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢和對我國的啟示。

一、轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化現(xiàn)狀

(一)全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的增長情況

轉(zhuǎn)基因作物1996年開始大規(guī)模商業(yè)化種植時，全球種植面積為2.8百萬公頃[6]1，至2016年累計種植約21億公頃，轉(zhuǎn)基因技術(shù)也因此被稱為是增長最快的農(nóng)業(yè)技術(shù)[2]2。1996年至2014年的19年間轉(zhuǎn)基因作物一直快速增長，受轉(zhuǎn)基因價格下降的影響，2015年種植面積比2014年減少180萬公頃，這也是轉(zhuǎn)基因作物自1996年以來的21年間首次出現(xiàn)種植面積下降，但是這種情況在2016年因價格上漲出現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)[7]10。1996—2016年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積如圖1所示。

數(shù)據(jù)來源：ISAAA: Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops，2016圖1 1996—2016年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積變化

(二)主要轉(zhuǎn)基因作物品種與應用率

1996年轉(zhuǎn)基因作物開始大規(guī)模種植時，種植面積最多的是轉(zhuǎn)基因煙草，約0.1百萬公頃，占轉(zhuǎn)基因作物總種植面積的35%；其次是轉(zhuǎn)基因棉花，0.8百萬公頃，占27%；轉(zhuǎn)基因大豆0.5百萬公頃，占18%，其余是少量的轉(zhuǎn)基因玉米、油菜和西紅柿[6]22。但自1997年開始轉(zhuǎn)基因作物品種結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，1997年種植最多的是轉(zhuǎn)基因大豆，約5 100萬公頃，占轉(zhuǎn)基因作物總種植面積的40%，其次依次是轉(zhuǎn)基因玉米、煙草、棉花和油菜[6]22。1998年以后全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積最多的依次是轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、棉花和油菜。2016年轉(zhuǎn)基因大豆的種植面積占全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的50%，玉米的種植面積占33%，棉花的種植面積占12%，油菜的種植面積占5%。1996—2016年轉(zhuǎn)基因大豆、轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因棉花和轉(zhuǎn)基因油菜種植面積年均增長率分別為28.6%，30.4%，18.1%和24.9%(見圖2)。受氣候干旱的影響，2016年轉(zhuǎn)基因大豆的種植面積比2015年減少1%，棉花受較低價格的影響比2015年減少7%[7]99。

數(shù)據(jù)來源：http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/圖2 1996—2016年主要轉(zhuǎn)基因作物種植面積變化情況

2016年主要轉(zhuǎn)基因作物種植面積占其對應作物種植面積的比例如表1所示，轉(zhuǎn)基因大豆的應用率最高，達到了78%，其次是轉(zhuǎn)基因棉花，應用率為64%，轉(zhuǎn)基因玉米和油菜的應用率分別是33%和 24%。

表1 2016年主要轉(zhuǎn)基因作物的全球種植面積和應用率

數(shù)據(jù)來源：ISAAA: Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops，2016。

(三)轉(zhuǎn)基因作物主要性狀

轉(zhuǎn)基因作物種植性狀以耐除草劑、抗蟲和復合性狀即以第一代和第二代轉(zhuǎn)基因作物為主。1996—2016年間不同性狀轉(zhuǎn)基因作物種植面積如圖3所示。耐除草劑轉(zhuǎn)基因作物種植面積一直占據(jù)絕對優(yōu)勢，但是隨著復合性狀轉(zhuǎn)基因作物的突出增加，耐除草劑種植面積在減少[7]101。2016年耐除草劑轉(zhuǎn)基因作物面積為86.5百萬公頃，占全部轉(zhuǎn)基因作物種植面積的47%；復合性狀轉(zhuǎn)基因作物面積為75.4百萬公頃，占全部轉(zhuǎn)基因作物種植面積的41%；抗蟲轉(zhuǎn)基因作物面積為2.31百萬公頃，占全部轉(zhuǎn)基因作物種植面積的12%。

數(shù)據(jù)來源：http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/圖3 1996—2016年不同性狀轉(zhuǎn)基因作物種植面積變化情況

(四)轉(zhuǎn)基因作物的市場價值

據(jù)估計，1996年至2015年間，全球大約有1 800萬農(nóng)戶(超過90%是資源貧乏的小農(nóng)戶)參與轉(zhuǎn)基因作物的種植，作物產(chǎn)量增加5.74億噸，產(chǎn)值增加1 678億美元，這些收益為全球74 億人口提供了可獲得的糧食和營養(yǎng)[2]7。1996—2016年全球累計種子市場價值約1 646.24億美元。2016年全球轉(zhuǎn)基因作物種子的市場價值是158億美元，其中，發(fā)展中國家的轉(zhuǎn)基因作物種子的市場價值是48億美元，大約占28%，發(fā)達國家的轉(zhuǎn)基因作物種子的市場價值是110億美元，大約占72%[7]103。

可見，轉(zhuǎn)基因作物種子市場幾乎為發(fā)達國家壟斷，發(fā)展中國家只占不到30%的市場份額。

二、主要國家轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化情況

1996—2016年間全球先后有34個國家種植過轉(zhuǎn)基因作物，但轉(zhuǎn)基因作物種植面積主要集中于少數(shù)幾個國家。2016年，種植面積排前三的美國、巴西和阿根廷種植總和占全球轉(zhuǎn)基因作物總面積的79%，而種植面積前五的美國、巴西、阿根廷、加拿大和印度的種植面積總和占到了全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的91%。因此，下文介紹這五個主要國家的轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化現(xiàn)狀和新的發(fā)展。

(一)美國

美國是全球最早批準轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化的國家之一，轉(zhuǎn)基因作物的種植面積一直遙遙領(lǐng)先。2016年種植72.9百萬公頃，占全球全部轉(zhuǎn)基因作物種植面積的39%。以玉米(35.1百萬公頃)、大豆(31.8百萬公頃)和棉花(3.7百萬公頃)為主，且三大作物的應用率分別為大豆94%、玉米92%和棉花93%[2]2。

為滿足消費者更加多樣化的需求，美國增加了新的作物和性狀的研發(fā)與種植，例如減少食物浪費的防褐變馬鈴薯和蘋果，以及處于開發(fā)晚期的主糧作物中的β-胡蘿卜素和鐵蛋白[4]。

(二)巴西

巴西大規(guī)模種植轉(zhuǎn)基因作物比較晚，始于2003年，但是種植面積增長速度很快，是全球轉(zhuǎn)基因作物增長的引擎。自2009年以來一直處于全球第二的排名，2016年種植49.1百萬公頃，比2015年增長11%，占全球種植面積的27%。轉(zhuǎn)基因作物種植以大豆(32.7百萬公頃)、玉米(15.7百萬公頃)和棉花(0.8百萬公頃)為主。與美國類似，三種作物的應用率幾乎達到了最佳水平，三種作物的總種植面積是52.6百萬公頃，總的應用率為93.4%，其中大豆的應用率是96.5%，玉米是88.4%，棉花是78.3%[7]25。

(三)阿根廷

阿根廷是轉(zhuǎn)基因作物六個創(chuàng)始國之一，1996年開始種植耐除草劑大豆和抗蟲棉花[6]，種植面積保持第二的位置直到2009年被巴西替代。2016年種植了23.8百萬公頃的轉(zhuǎn)基因作物，占全球種植面積的13%，全球排名第三。以轉(zhuǎn)基因大豆(18.7百萬公頃)、玉米(4.7百萬公頃)和棉花(0.38百萬公頃)為主，三種作物的總應用率達到了99%，轉(zhuǎn)基因大豆的應用率是100%，轉(zhuǎn)基因玉米的應用率是95%，轉(zhuǎn)基因棉花的應用率是95%。

(四)加拿大

加拿大是轉(zhuǎn)基因作物創(chuàng)始國之一，1996年轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化的第一年即種植耐除草劑轉(zhuǎn)基因油菜[6]27。2016年轉(zhuǎn)基因作物種植11.6百萬公頃，占全球總面積的6%，種植面積排名第四。轉(zhuǎn)基因作物平均應用率為93%。油菜、大豆、玉米和甜菜是加拿大四大轉(zhuǎn)基因作物，2016年的應用率分別是93%、94%、92%和100%。加拿大油菜委員會是國家第一的行業(yè)協(xié)會，持續(xù)推進2025戰(zhàn)略計劃，預計在2025年實現(xiàn)生產(chǎn)2 600萬噸轉(zhuǎn)基因油菜的戰(zhàn)略目標[7]34。

加拿大食品檢驗機構(gòu)(The Canadian Food Inspection Agency，簡CFIA)和加拿大健康局(Health Canada)在2016年批準用作食用和畜禽飼料的防褐變蘋果、四種提高產(chǎn)品質(zhì)量(降低還原糖水平、減少丙烯酰胺潛力和耐擦傷黑點)特性的 InnateTM系列土豆和轉(zhuǎn)基因三文魚在未來商業(yè)化[7]35-36。

(五)印度

印度于2002年批準轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花的種植，比中國晚了5年，但是自2006年起，一直保持全球第一大抗蟲棉生產(chǎn)國的桂冠，盡管到2016年全球棉花市場下行，2016年種植面積依然達10.8百萬公頃，占全球總面積的6%，排名第五。印度轉(zhuǎn)基因棉花應用率為96%[2]3。

2016年是印度轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的一個轉(zhuǎn)折點，成功獲得公眾的允許，在2017 年進行表達barnase-barstar 基因的轉(zhuǎn)基因芥菜的最終評價。過去20年印度芥菜的生產(chǎn)和產(chǎn)量一直停滯不前，復興芥菜產(chǎn)業(yè)，目的是與油菜形成競爭。因為印度面臨巨大的食用油缺口，每年進口大約14.5百萬噸包括以轉(zhuǎn)基因大豆和轉(zhuǎn)基因油菜為原料的食用油，進口食用油占印度消費總量的70%以上[7]40。

三、全球轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展趨勢

(一)第二代和第三代轉(zhuǎn)基因作物成為轉(zhuǎn)基因作物不斷發(fā)展的一個重要特性

隨著轉(zhuǎn)基因作物的不斷發(fā)展，為更多地降低成本和獲得更高的利潤，農(nóng)戶越來越傾向種植復合性狀的轉(zhuǎn)基因作物。2016年復合性狀的種植面積比2015年增加1 690 萬公頃，增長約33%。復合性狀作物的大幅增長主要是由于IntactaTM大豆種植面積的增加( 主要種植于巴西、阿根廷和巴拉圭)和IR/HT玉米的增加(主要種植于巴西、阿根廷和美國)以及IR/HT棉花的增加(主要種植于澳大利亞和巴西)[7]101。越南2015 年第一次種植轉(zhuǎn)基因作物即選擇了復合性狀的轉(zhuǎn)基因玉米[8]?？瓜x轉(zhuǎn)基因作物種植面積也在減少，主要受棉花價格下降的影響，全球棉花面積在減少。另一方面，為滿足消費者的偏好和對營養(yǎng)的需求，主要國家加速了對改善品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)和批準，例如美國已經(jīng)上市的防褐變馬鈴薯和預計在2017年上市的防褐變蘋果，這兩種作物都有助于減少褐變和易損傷造成的食物浪費[7]20-21。

(二)轉(zhuǎn)基因作物在發(fā)展中國家增速加快

1996—2016年間發(fā)達國家年均增速22%，發(fā)展中國家年均增速為41%。從圖1可以看出，2011年以前發(fā)達國家種植面積超過發(fā)展中國家。2011年發(fā)達國家和發(fā)展中國家種植面積相等，自2012年以后發(fā)展中國家種植轉(zhuǎn)基因作物的面積開始超過發(fā)達國家。2016年排在前10的國家種植轉(zhuǎn)基因作物面積都超過100萬公頃，其中8個是發(fā)展中國家(見表2)。

可見，轉(zhuǎn)基因作物種植面積在發(fā)展中國家不斷加快且已經(jīng)連續(xù)5年種植面積超過發(fā)達國家，但是轉(zhuǎn)基因作物種子市場仍然被發(fā)達國家壟斷，發(fā)展中國家只占不到30%的市場份額。

表2 2016年排前十的轉(zhuǎn)基因作物種植面積的分布

數(shù)據(jù)來源：ISAAA: Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops，2016。

(三)種植轉(zhuǎn)基因作物的國家數(shù)量呈波動式變化

1996年轉(zhuǎn)基因作物開始大規(guī)模種植時，種植國家僅有6個，分別是中國、美國、加拿大、澳大利亞、墨西哥和阿根廷(ISAAA)[6]7。隨后至2010年，種植轉(zhuǎn)基因作物的國家總數(shù)不斷增加，2010年種植轉(zhuǎn)基因作物國家的數(shù)目從2009年的25個增加到29個，是目前為止種植國家最多的年份，

這一年巴基斯坦、緬甸和瑞典三個國家首次批準種植轉(zhuǎn)基因作物，而德國是重新恢復種植轉(zhuǎn)基因作物[9]。2012年種植國家28個，蘇丹和古巴新加入種植轉(zhuǎn)基因作物，蘇丹種植的是轉(zhuǎn)基因棉花，古巴種植的是抗蟲玉米。而德國和瑞典因轉(zhuǎn)基因馬鈴薯在市場停止銷售，開始不再種植轉(zhuǎn)基因作物，波蘭因?qū)D(zhuǎn)基因作物種植的許可相關(guān)法律與歐盟的不一致，不再種植轉(zhuǎn)基因玉米[10]。2013年種植國家27個，埃及政府因擔心安全暫停了對抗蟲玉米的種植[11]。2014年種植國家28個，世界上最貧窮的小國之一孟加拉國批準了種植Bt 茄子[12]。2015年種植國家28個，越南首次種植復合性狀轉(zhuǎn)基因玉米，而古巴停止了抗蟲玉米的種植。2016 年種植轉(zhuǎn)基因作物的國家26個，羅馬尼亞因繁雜的政府審批條件而停止種植轉(zhuǎn)基因作物，布基納法索為解決纖維長度問題而暫停了對抗蟲棉花的種植[7]。

以上分析表明受轉(zhuǎn)基因作物市場需求、政府審批與監(jiān)管等因素的影響，轉(zhuǎn)基因作物種植國可能出現(xiàn)種植、退出和再種植的現(xiàn)象，從而導致了種植國家數(shù)量的波動。

四、我國轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展

(一)轉(zhuǎn)基因作物種植面積

我國是全球最早批準轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化種植的國家之一，20世紀90年代早期即種植轉(zhuǎn)基因抗病毒煙草[6]7。1998年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉開始商業(yè)化種植，種植面積處于世界第 4 位，2003年被巴西超越，退居第 5位，自2006年開始至2015年，被印度超越，一直排名第 6位。2016年我國轉(zhuǎn)基因作物種植面積2.79百萬公頃，比2015年的3.65百萬公頃減少0.86百萬公頃，被巴拉圭和巴基斯坦超越，而排名第8位。2003-2016年間，我國與前五主要國家轉(zhuǎn)基因作物種植面積的變化如圖4所示，從中可以看出，我國的轉(zhuǎn)基因作物種植面積從前期的緩慢增長逐漸過渡到種植面積相對穩(wěn)定。

數(shù)據(jù)來源：http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/圖4 1996—2016年我國與主要國家轉(zhuǎn)基因作物種植面積

(二)轉(zhuǎn)基因作物品種、應用率與性狀

耐儲存番茄、抗蟲棉花、改變花色矮牽牛、抗病辣椒、抗病番木瓜、轉(zhuǎn)植酸酶玉米和抗蟲水稻這七種作物已獲得安全證書，但實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的只有抗蟲棉和抗病毒木瓜[1]。我國于1997年批準轉(zhuǎn)基因抗蟲棉商業(yè)化，成為繼美國后第二個擁有轉(zhuǎn)基因抗蟲棉自主知識產(chǎn)權(quán)的國家。2016年種植2.78百萬公頃，受高庫存和低價格的影響，比2015年有所下降。轉(zhuǎn)基因抗病毒木瓜于2006年批準商業(yè)化種植，2016年種植8 550公頃，比2015年的7 000公頃增加了22%，大幅增加的原因是2015年因上一年供給過量種植面積出現(xiàn)下降。

隨著轉(zhuǎn)基因作物種植面積的不斷增加，轉(zhuǎn)基因作物的應用率也在不斷上升，2016年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的應用率為95%，轉(zhuǎn)基因木瓜的應用率為90%。

為了滿足國內(nèi)對食用油和飼料的需求，我國從2006年開始大量進口大豆，進口大豆量占全球大豆進口的65%，其中90%以上為轉(zhuǎn)基因大豆。我國還是轉(zhuǎn)基因玉米進口大國，2015年進口330萬噸[8]。2004年至2016年我國共批準進口的轉(zhuǎn)基因作物安全證書共145項，按作物種類劃分，包括大豆26項、玉米65項、棉花19項、油菜32項和甜菜3項。申請向我國出口的公司主要是美國的孟山都公司和德國的拜耳作物科學公司，其中巴斯夫2項、拜耳49項、杜邦6項、孟山都57項、先正達24項和先鋒國際7項①。

五、結(jié)論與啟示

基于國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應用服務(wù)組織(ISAAA)提供的1996—2016年間轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化的相關(guān)數(shù)據(jù)的分析表明，盡管轉(zhuǎn)基因作物的種植面積快速增長，但全球發(fā)展不平衡，種植面積前五的美國、巴西、阿根廷、加拿大和印度的種植面積總和占到了全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的91%。其次，盡管轉(zhuǎn)基因作物種植面積在發(fā)展中國家不斷加快且自2012年以后發(fā)展中國家種植轉(zhuǎn)基因作物的面積開始超過發(fā)達國家，但轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物技術(shù)被歐美發(fā)達經(jīng)濟體壟斷的格局沒有變。第三，受轉(zhuǎn)基因作物市場需求、政府審批與監(jiān)管等因素的影響，轉(zhuǎn)基因作物種植國可能出現(xiàn)種植、退出和再種植的現(xiàn)象，從而導致了種植國家數(shù)量的波動變化。第四，使種植者直接受益的復合性狀轉(zhuǎn)基因作物和使消費者直接受益的轉(zhuǎn)基因作物成為轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展的重要特性。

上述結(jié)論對我國轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化的啟示是：第一，積極發(fā)展農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，縮小與發(fā)達國家的差距。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研發(fā)方面，尤其是加快具有重要應用價值和自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究工作，加強具有復合性狀的第二代轉(zhuǎn)基因作物和改善產(chǎn)品營養(yǎng)與品質(zhì)的第三代轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)。第二，以保障糧食安全和主要農(nóng)產(chǎn)品有效供給為目標，制定合理的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物審批政策和嚴格的安全監(jiān)管政策。

注釋：

① 根據(jù)2004—2016年進口用作加工原料的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物審批情況，http://www.moa.gov.cn/ztzl/zjyqwgz/spxx/，作者整理所得。