转基因知识长廊

未来植物生物反应器发展战略
发表时间:2013-11-25 阅读次数:388次

1.农业、农村和农民现阶段面临的问题

      改革开放20多年以来,我国农业和农业经济在总体上得到迅速发展,农村居民的收入水平也有了大幅度的提高。与年收入增长相对应,我国农村居民的生活水平 也不断提高,农村的贫困状况得到明显的减缓,贫困人口从1978年的2.5亿下降到2000年的3,000万,年均递减9%。在总体上,中国农村已经摆脱 贫困,进入温饱有余的状态。部分地区已经达到小康水平,现在进入全面建设小康社会时期。“九五”以来,我国农业发展步入了一个新的发展时期,但我国农村经 济的发展和农民收入的增长遇到了新的瓶颈。基本特征是:农业综合生产能力提高,农产品供求实现了总量平衡,且丰年有余。但由于农产品的需求受到制约,农产 品总量的扩张已不能为农民创造更多的就业机会和收入来源,农业增产不增收或增产与增收严重不同步的矛盾比较突出。加入WTO后,我国农产品特别是种植业更 是面临发达国家价格低、质量好的产品的激烈竞争,农民的处境更加艰难,因此高度重视农业收益和农民收入问题,千方百计增加农民收入是新时期我国农业和农村 工作的重点,也是各级政府部门和农业科技工作者责无旁贷的任务。

      近年来,种植业收入的大幅度下降主要不是农产品产量下降的结果。从单位面积的产量来看,除粮食作物在2000年减产外,其他主要作物均有不同程度的提 高。以产量衡量的农业生产力在提高,但以收益衡量的生产率却在不断下降。农业这种低效益一方面与宏观经济环境有关,另一方面也与农产品品质不高、不适合市 场要求有直接关系。以大豆为例,美国的转基因大豆在出油率和价格上均优于我国的非转基因大豆,所以国内食油加工业舍近求远,宁愿购买美国的转基因大豆,而 不愿使用国产的非转基因大豆。

      要增加农民的收入,除了从农业外部做文章,全面免费免税,还必须想方设法增加农民的非农收入来源与渠道,更关键的是要对农业内部进行战略性的结构调整与改变,这才是改变农民地位和生活水平的根本之路。

2.应对措施

      为提高农业经济效益和农民收入,增强农产品国际竞争力,应该大力推进农业和农村经济结构的战略性调整,特别是调整农产品的品种与品质结构,在确保粮食供 应安全的前提下,将大路产品、低档产品、普通产品、原料性产品为主的生产转向增加优质产品、高档产品、专用产品、功能性产品和高经济附加值产品的生产。

实现上述目标的发展战略之一是国家应从宏观方面加强植物生物反应器的研究与产业化步伐,今后15-20年内,研究重点应该集中在以下几个方面:

1)发掘可供植物遗传转化或病毒载体表达的新药用蛋白基因,拥有我国自主知识产权。随着人们生活水平的提高,由于膳食不均衡带来的人类疾病如肥胖、高血 脂、糖尿病和心血管疾病趋于大众化和年轻化,如果在植物中导入这些疾病的抑制蛋白基因,将来人们只需简单食用这些植物或由这些植物制成的新型功能性食品及 药物,便可以获得抗病能力。种植这些高经济附加值的转基因作物可迅速带动农民致富,并由此形成新的产业链。以种植马铃薯为例,若每亩可产2,000公斤, 每公斤马铃薯1.6元计算,农民每亩收入可达3,200元。若改种抗乙肝的转基因马铃薯,以每200克马铃薯可生产一剂乙肝口服疫苗,2,000公斤马铃 薯可生产10,000剂乙肝口服疫苗。以每剂疫苗2元计算,则种植这样一亩马铃薯每亩可收入20,000元。

2)建立高效表达技术平台,提高外源蛋白在植物中的有效成份含量。这直接关系到将来的产业化进程,不仅可以降低生产成本,还可使植物表达系统更具吸引 力。要做到这一点,可从两方面入手:一是筛选高效表达的植物启动子,二是选择蛋白含量比较高的植物如豆科植物等。最终目的是使外源蛋白的表达量达到植物总 蛋白的1%-5%左右。

3)构建新的植物病毒表达载体系统,使其更易于操作、更稳定、表达效率更高和对生态环境更安全。利用基因工程植物病毒作载体,是生产多种药用蛋白的另外 一条重要途径,也是最有希望实现产业化的研究领域之一。如利用病毒载体在植物中生产狂犬病毒疫苗、结核病菌抗原、丙型肝炎和SARS病毒疫苗,其有效性和 安全性都将大大提高。

4)如果纯化步骤是必需的,那么如何降低从植物中提取药用蛋白和工农业用酶的生产成本则是首先要考虑的问题。如通过修饰外源蛋白基因,将其定位于植物不同的器官或部位中表达,或采用亲和层析的方法等。

5)除药用蛋白或酶制剂外,考虑利用植物生产其他具有特殊用途的高新生物制剂。如改性淀粉、脂类和其他次生代谢产物。

争取达到如下研究目标:

    1)利用植物生物反应器技术生产轮状病毒多价口服疫苗、大肠杆菌(ETEC)和霍乱弧菌口服疫苗、口蹄疫、肺结核等5-10个医用蛋白或疫苗;预防和治 疗心血管疾病的新型蛋白药物3-5种;高效表达降钙素、乳铁蛋白和降血压蛋白等3-5种具有保健功能的新型保健食品;工农业用酶5-10个;

    2)获得8-10个外源基因表达效率高、组织或器官特异性强并有特殊工业、环保或农用价值的转基因植物株系或载体系统;

    3)开展与植物生物反应器相关的新基因、新的生物元件和新技术、新方法研究,进入基因定点整合与植物生物反应器的产业化相配套的关键技术研究,为今后的长期发展奠定工作基础。取得发明专利20-30项,获得专利申请号50-100个;

    4)建立3-5个大型的产业化基地并形成相应的产业集团。

我国在现阶段仍是一个发展中国家,不可能像发达国家一样投入巨资进行植物生物反应器的研究和开发,国家主要从政策上予以扶持和协调,特别是鼓励国内大中小企业积极参与,国家也要有重点地选择支持一些研究单位和课题,为此,我们提出如下建议:

    1)增加不同学科,特别是医学界和植物分子生物学界科研工作者之间的学术交流,二者优势互补将有利于发掘新的研究课题,加快该领域的研究和研究成果的产业化步伐;

    2)制订相应的优惠政策,鼓励企业投资参与研究和开发;

    3)在科研经费投入上必须慎重,对开展工作比较好和已有工作基础的的研究单位和课题予以支持,切不能像过去一样一哄而上。投入必须注重回报,获得资助的 单位和课题在结题时不能仅以论文和人才培养等借口搪塞,关键是要有直接的经济效益和社会效益。因为这是关系到将来千百万农民是否能够真正脱贫的大问题,因 此以风险投资的形式为最好;

    4)国家对课题的重视不能仅仅停留在研究阶段,更重要的是关注此后的产业化进程,要给予产业化过程以更大的资金和政策扶持;

    5)广泛开展科普教育,提高全民文化素质,使百姓对基因工程及其产品有一个正确的认识。排除心理误区,做到既不一味排斥,也不盲目迷信。否则就会像欧洲国家那样,由于传媒的误导,使大众对所有的转基因产品产生了惧怕心理;

    6)国家要在政策上予以强有力的支持,特别是理顺各部门的关系。不能因各部门的利益,而导致政令不通,影响我国研究成果的产业化进程,最终导致国外产品占据国内的绝大部分市场;

    7)尽管植物来源的转基因产品,如药物蛋白被认为是最安全的(即具有公认的GRAS状态),但国家应及早制订相应的安全和管理法规,严格规范和监督这类基因工程产品的生产和使用。

 

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