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“生物技術中心在集團的地位很重要。未來,生物板塊將成為大北農集團騰飛的一匹黑馬?!?/p>
“傳統(tǒng)農業(yè)發(fā)展了幾千年,成長空間有限,亟需引入新一代技術,實現農業(yè)領域的革命性突破,從而完成質的飛躍?!?/p>
說這句話的是北京大北農科技集團股份有限公司(以下簡稱“大北農集團”)生物技術中心總經理呂玉平博士,這位國際知名分子生物學家所提到的技術,就是轉基因生物育種技術。
6年以前,以“報國興農”為理念的大北農集團決定組建生物技術中心,并邀請呂玉平加盟,主導集團生物育種產業(yè)的研發(fā)。
僅歷時6年,呂玉平就帶領團隊研發(fā)出多項以轉基因大豆、玉米和水稻為代表的農作物品種。未來2-3年,其中一些產品將陸續(xù)進入市場。
照這樣的速度發(fā)展,未來,生物板塊將是大北農集團騰飛的一匹黑馬,引導集團駛向更輝煌的未來。而大北農集團極有可能憑借生物育種技術,成為引領中國農業(yè)發(fā)展的航空母艦。
一項值得終生奮斗的事業(yè)
生物育種是呂玉平一生執(zhí)著的追求。他幾十年的學習和工作經歷都與生物育種有著不可割裂的聯(lián)系。
1982年,呂玉平考入華中農業(yè)大學,在校期間,積累了大量的農業(yè)種植的資料和經驗。四年以后,他成為中國農業(yè)大學園藝系植物遺傳育種專業(yè)的碩士研究生,并因表現優(yōu)秀被保送攻讀植物分子育種專業(yè)的博士研究生,師從分子遺傳學領域著名教授米景九先生。
1988年,還在國內的呂玉平就接觸到了轉基因技術,成為國內最早一批學習國際先進生物技術的研究生。
在碩博連讀期間,他有兩年時間是在中國科學院方榮祥院士的實驗室做客座研究生,從事植物基因工程方面的研究。受到兩位名師的指導后,呂玉平在植物遺傳育種學和植物分子生物學方面的理論水平和研發(fā)能力迅速提高,成為國內較早開展抗病毒植物基因工程研究的青年學者之一。
博士畢業(yè)后,他去了中科院上海植物生理研究所去做博士后。那時,全國“才不到50個博士后”。
“玉平,你趕緊出國吧。你要做科研、做技術還需要有留學背景,去國外待幾年,看看國外是怎么做的?!本瓦@樣,在導師許智宏院士的建議下,懷著生物技術產業(yè)化的夢想,呂玉平于1993年踏上了出國深造的列車,一走就是近20年。
在賓夕法尼亞大學做博士后研究期間,呂玉平發(fā)表了很多重量級論文,比如,他在國際上首次揭示了ABC膜通道轉運蛋白的作用機理,相關論文發(fā)表在本領域國際著名期刊《Plant Cell》、美國科學院院刊 PNAS等上,甚至他的導師曾為他做規(guī)劃說,“你將來能當上知名教授”。
但是,呂玉平卻沒有選擇這條道路。而是投身于企業(yè)做科研,為生物育種的產業(yè)化貢獻出自己的力量。
“在企業(yè)里做科研,充滿著無限的可能和未知,更能發(fā)揮我的研究能力?!备佑腥さ氖?,他沒有接受孟山都等生物育種巨頭伸出的橄欖枝,而是選擇了一家名為Ceres的小公司,而且這家公司只有幾名員工。
“去小公司更有可能做出突破性成績。”那時的呂玉平就表現出突破萬難的氣魄,以及立足長遠的戰(zhàn)略眼光。憑借敢闖、敢拼的個性,呂玉平很快就在科研上有了重大的突破,也讓Ceres一舉成為擁有關鍵技術的知名企業(yè)。
在Ceres的日子里,呂玉平帶領團隊獨立開發(fā)出當時國際領先的基于單細胞的全長基因高覆蓋率(>97%)cDNA文庫技術,這一技術至少領先對手五年時間。依靠這一技術,Ceres公司完成了玉米、大豆、小麥、油菜、擬南芥、棉花等作物的基因克隆,共分離到了十幾萬個與作物改良相關的關鍵基因,相應成果發(fā)表在《Plant Jounal》和《Plant Mol Biol.》等著名期刊上。
之后,呂玉平加入了國際三大生物種業(yè)公司之一的先正達,很快,因為表現出色,他參與策劃并組建了跨國公司在中國的第一個生物技術研發(fā)機構——先正達生物技術(中國)有限公司(簡稱SBC),并出任運營總監(jiān)。
在此期間,負責新基因品種研發(fā)的他,與國內各部委、科研院所及生物技術公司進行了廣泛的交流合作。
2010年,當他認識到國內生物育種產業(yè)化的時機成熟時,“功成名就”的呂玉平果斷做出了一個重要決定——回國,開啟了他在國內知名種業(yè)公司——大北農集團的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之旅。
一切從零開始。
他對記者談到了三個回國的理由。“首先,國家培養(yǎng)我,讓我完成了從小學到博士后的全部課程,理應反哺祖國母親;第二,大北農集團很看重農業(yè)生物技術的前景,為我提供了一個平臺,可以為集團產業(yè)升級做點事情;第三,一個人的精力有限,我希望從企業(yè)層面,輻射未來中國農業(yè),從點到面,將效應放大,帶動整個農業(yè)的轉型升級?!?/p>
實業(yè)報國正當時
回國后,他發(fā)現“整個中國玉米種業(yè)的利潤的40%都被國外公司拿走了。這相當于中國的幾百家種子公司在給國外的公司打工。更為重要的是,這極大影響了國家的糧食安全?!?/p>
“如果不改變現狀,20年后的國際糧食市場,將變成賣方市場,有錢都不一定能買到糧食?!边@就要靠自主創(chuàng)新和自力更生。
農業(yè)是國民經濟命脈所在。“中國人的飯碗主要裝中國人自己生產的糧食?!绷曋飨囊痪湓捠菂斡衿交貒鴬^斗的強心劑。但是,僅憑一腔熱血,空懷一身絕技,是不夠的。創(chuàng)新成果真正實現產業(yè)化,才能造福人民。呂玉平很早就認識到這個問題。
“中國不缺院士,不缺科學家,缺的是企業(yè)里的科學家?!眳斡衿秸沁@樣一個人:科研技術過硬、管理經驗豐富、有項目獨立運作背景。所以,大北農邀請呂玉平回來主持集團生物技術產業(yè)大局。
2010年,大北農生物技術中心成立,呂玉平擔任總經理。
這是中國第一個民營資本投資的農業(yè)生物技術研發(fā)機構,為的是開創(chuàng)并發(fā)展中國自主知識產權的農業(yè)生物技術產業(yè)。
很快,生物技術中心在呂玉平的領導下,從戰(zhàn)略方向、項目、科學與技術、能力與文化、運營等方面詳細制定了大北農生物技術中心的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和頂層設計,用不到一年的時間完成了團隊組建、實驗室裝備、研發(fā)平臺建設,形成了產品研發(fā)時間表和現代生物育種研發(fā)鏈,創(chuàng)造了國際生物技術公司都望塵莫及的“呂玉平速度”:一支由國際領軍團隊領銜,150多人的優(yōu)秀團隊;5000平方米、價值7000多萬先進設備的國際一流實驗室、高效完備的產品開發(fā)流水線及多處育種試驗基地;與加拿大PPI公司、以色列Evogene公司、中國農業(yè)科學院、南京農業(yè)大學等20家國內外科研院所和公司簽訂了合作協(xié)議,為生物技術中心的研發(fā)積聚了優(yōu)良的科研資源。
“呂玉平速度”的另一個體現是,中心僅用時5年,已有多項產品進入安全證書認證階段。呂玉平計劃“用6年時間做出優(yōu)良轉基因事件,再花2到3年把基因轉到現有作物品種上,實現生物技術與種質資源的結合。”
與第一個做生物育種的國家美國相比,早期一個品種從立項到上市,“磕磕絆絆”走了15年,花費1至2億美元。在安全評價管理體系完備甚至更嚴格的前提下,呂玉平憑借領先技術將這一進程縮短至6年。這是他“身經百戰(zhàn)”、積累大量轉基因技術研發(fā)經驗后所獲得的“獎勵”。
要知道,一個轉基因產品的成功,只有十萬分之一的概率,期間需經過無數個、反復的實驗,安全測評更是一輪接一輪。由此可見生物育種的復雜性和長期性。
有關糧食安全的探討
一個新生事物的出現和成長,總要經歷被質疑、被否定的過程,轉基因技術也不例外。
呂玉平舉了一個生動的例子?!?00多年前,愛迪生發(fā)明了電燈。最初幾年,電燈還沒有進入人們的生活,酒店率先安裝了電燈??腿艘贿M客房,會看到桌上的紙條寫著,這是一種新型的燈,不需要火柴點燃,只需要拉一下墻上的拉繩?!?/p>
不管老百姓質疑與否,轉基因技術一定是未來農業(yè)的發(fā)展趨勢。
從事20多年轉基因研究的呂玉平,對記者強調,“種植轉基因農作物是提升國家糧食安全的主要途徑,轉基因農作物更安全?!?/p>
“如果沒有轉基因,無論是蔬菜還是糧食,每年要用多少農藥?”呂玉平做過一個小實驗,早上從菜市場買一把菠菜,上班前放到水里,中午下班回來,看到水面上漂浮著一層綠油油的農藥。整天與農作物打交道的呂玉平也感到無奈,“如今已很少能找到不打農藥的蔬菜了。”
時光回溯至上世紀80年代,呂玉平還是一個意氣風發(fā)的大學生,農業(yè)科研的性質需要他經常往返于田間地頭。那時的稻田里,小魚小蝦蹦蹦跳跳得隨處可見,成群的鴨子會到稻田里飲水。如今,這樣的場景再也找不到了?!坝行┑貐^(qū)因為污染和濫施農藥的緣故,鴨子喝了田里的水就被毒死了,青蛙蝌蚪就更別說了?!?/p>
國家倡導建設環(huán)境友好型社會,邁過濫施農藥這道檻,就成了一個重要課題。化學農藥的生產就是一個高耗能重污染的過程,而化學農藥本身對人體健康有害無益。農藥殘留進入人體,不能被消化和降解,只能附著在肝臟、胰腺里,嚴重者會生成癌癥。更令人擔憂的是,化學農藥的長期濫用,已經讓蟲譜發(fā)生了重大的變化,害蟲越來越多,蟲子的抗藥性越來越強,越來越難防。有媒體報道,2013年東北發(fā)生了多發(fā)粘蟲災害,高濃度農藥已導致人的死亡,害蟲卻還活著。
“不施農藥的有機農作物,安全性高,但是作為十幾億人口的主體糧食,不現實?!眳斡衿綇娬{,“如果我國不發(fā)展轉基因,只發(fā)展有機農作物,全國1/2的人就要被餓死。”有機農作物要求耕種的土壤沒有重金屬超標,土壤在四至五年內,沒施過無機肥,作物種植過程中不能施用化學農藥。上市后,有機農作物比同類非有機產品要高出三到五倍的價格。所以,有機農作物只能滿足部分高收入人群的需求。
呂玉平認為,非轉基因農作物的不安全性來源于化學農藥的濫用,以及化肥等的濫用。而轉基因農作物能很好地解決這個問題。
首先,轉基因農作物必須通過國家相關法律法規(guī)的審批,以及食品安全認證,國內對于轉基因的法律體系與國外相比更加嚴格。其次,轉基因技術能夠保證糧食的穩(wěn)產性。“每年,農作物都會受到各種各樣的蟲害的困擾,即使是打農藥的作物也有8-15%的產量損失,至于不打農藥的作物,流失的產量高達總量的20-50%。轉基因作物至少在產量上能提高10%,這還是較保守的數據?!痹俅?,轉基因可以提高國家農業(yè)生產力?!稗r民不用再除草,只需用無人機噴灑少量除草劑即可,這樣一來,還可以提高5%的產量。”所以,轉基因保證國家糧食安全是不可缺少的環(huán)節(jié)。
“總之,轉基因產品從立項到上市要經過一個非常復雜的體系”,呂玉平強調,“這么做的目的,是為了保證轉基因作物的安全性。”
轉基因是怎么來的?
在生物技術日新月異的今天,基因工程有著巨大的應用前景。世界各國對基因工程研究及其產品的應用已有了高度的重視,但因為“生物安全性”問題,很多人抱著懷疑的態(tài)度。
生物安全性,就是生物體對人體及生態(tài)系統(tǒng)是否安全,一般特指生物體經過基因工程改造后對人和生態(tài)系統(tǒng)是否還依然安全。
基因工程表現在農業(yè)領域,轉基因技術是重要應用。
有關轉基因作物的生物安全性的爭論由來已久,要回答這個問題不是一兩句話可以說得清楚,也不是一兩年內可以解決的。“應該說,到目前為止,經過嚴格安全檢測的轉基因產品基本都是安全的。”呂玉平強調?!傲硗?,轉基因技術亟需科普層面的宣傳?!?/p>
那么,轉基因是怎么來的?
呂玉平的解釋是,“從分子層面找到一個基因,通過遺傳轉化體系,轉移到農作物種子里,通過基因篩選和培養(yǎng),得出優(yōu)良的轉基因品種?!?/p>
在轉移過程中,農桿菌發(fā)揮了重要作用。農桿菌有著天然的侵染植物的能力,這種細菌經過人工改造,侵染植物的能力被保留下來,致病部分被切掉,在將基因片段導入到植物細胞的同時,也保證了使用的安全性。用它來侵染玉米籽粒,侵染后的籽粒拿到培養(yǎng)基里誘導和篩選,最后長出轉基因植株。由此,玉米苗就獲得了人們想要轉入的基因。
“在傳統(tǒng)的雜交條件下,基因重組的范圍是有限的,只能是不同玉米之間進行基因重組,得到的優(yōu)良性狀也是有限的。轉基因則更有針對性,突破了物種雜交的界限。例如高粱耐旱,水稻吃水,運用轉基因手段,就可以把高粱的抗旱基因轉移到水稻里面,水稻原有基因不變,只是增加了高粱的抗旱基因片段,從而增強水稻的耐旱性。我還可以將玉米基因拿出來,放到水稻里去,讓水稻富有玉米的性狀,水稻就會長得高,更粗壯,用水少,抗倒伏?!?/p>
呂玉平對記者強調,只要所轉的基因來源安全,通過了食品安全測試,得出的轉基因作物就是安全的?!叭梭w有強大的消化系統(tǒng),吃進去的食物通過消化酶降解,原有的基因結構被打碎,降解成一個個營養(yǎng)分子。第二,轉基因作物并不是針對人的靶點研制出來的,而是針對害蟲和雜草的基因結構,況且,轉基因本身并不改變作物本身的蛋白質結構;第三,轉基因轉入的基因成分多來自于友好微生物,例如蘇云金芽孢桿菌等?!?
面對記者的疑惑,呂玉平做了進一步解釋,“就像有些蘑菇某些動物吃了沒事,人吃了會中毒而亡。人的基因靶點與動物靶點是相異的,這是轉基因技術得以成功的生物學基礎?!?/p>
他呼吁,關于轉基因安全問題,政府需要做出努力?!袄缟鲜兰o80年代,轉基因作物上市后,美國原總統(tǒng)里根和老布什親自跑到企業(yè)試驗田里,視察轉基因棉花和大豆,說這個作物好,可以作為新技術來推廣,并最終簽發(fā)總統(tǒng)令,批準轉基因作物的釋放。如果我國政府可以做出類似的榜樣,將打消很多人的懷疑。”
日益嚴格的政府監(jiān)管
“從全球來看,轉基因作物已經涵蓋玉米、大豆、棉花、油菜、苜蓿、木瓜和西紅柿等。中國已通過審批的由國內企業(yè)種植的只有轉基因棉花和轉基因木瓜,其余品種還未投入市場。已經流入消費市場的轉基因大豆和玉米都是來自國外生物育種企業(yè)?!?/p>
相較于美國大規(guī)模種植轉基因作物,我國政府則謹慎得多。
在政策層面,我國首先放開了非食用轉基因作物市場,例如轉基因棉花。進入人體食物鏈的轉基因農作物,例如大豆、玉米、大米等,須經過非常嚴格的安全審查,目前尚在研發(fā)階段。
2009年,國家對轉基因玉米和轉基因水稻頒發(fā)了安全證書,并且在審查層面不斷地在完善,農業(yè)部針對轉基因玉米和水稻發(fā)布了一系列政策,制定了相關標準,轉基因作物必須通過食品安全認證和分析。
2015年4月24日,國家農業(yè)部發(fā)布公告就關于修改《農業(yè)轉基因生物安全評價管理辦法》的決定(征求意見稿)公開征求意見。
根據《農業(yè)轉基因生物安全評價管理辦法》規(guī)定,“試驗轉基因植物材料數量:一份報告書中轉化體應當是由同種受體植物(品種或品系不超過5個)、相同的目的基因、相同的基因操作所獲得的,而且每個轉化體都應有明確的名稱或編號?!?/p>
“轉基因作物試驗地點和規(guī)模:應在法人單位的試驗基地進行,每個試驗點面積不超過4畝(多年生植物視具體情況而定)。試驗地點應明確試驗所在的?。ㄊ小⒆灾螀^(qū))、縣(市)、鄉(xiāng)、村和坐標。”
這一辦法如果通過,將會進一步提升轉基因技術門檻,從而間接提升了轉基因作物的安全性。
“因為存在生殖隔離和生物的多樣性,我們可以選擇將無食品安全隱患的優(yōu)異基因轉入到農作物中?!睂τ谵D基因的未來,呂玉平充滿了信心。
鏈接:呂玉平,大北農集團生物技術中心總經理,中央“千人計劃”、北京“海聚工程”入選者,北京市特聘專家,分子生物學領域專家。