范云六著力科技創(chuàng)新 發(fā)展生物技術
中國工程院院士范云六
她,最早建成我國DNA體外重組質粒;建立了農口第一個分子生物學研究機構;率先將分子生物學技術應用在農作物遺傳改良;國內最早獲得轉抗蟲基因的水稻及棉花,并獲得延緩害蟲對轉單一Bt基因植物產生抗性的科學數據;創(chuàng)造性地進行了生物工程基礎工作和上游研究;開發(fā)研究出特異性高表達并具有植酸酶活性的玉米;開發(fā)了具有優(yōu)越酶學性質的乳糖酶及其高效生產新途徑……
她,多年來在國內外核心學術刊物上發(fā)表研究論文、學術報告及專著等150余篇,獲國家科技進步二等獎、國家科技發(fā)明獎、農業(yè)部科技進步二等獎及河南省科技進步一等獎各一項,國家發(fā)明專利多項。
她,精心培育了一批高水平的科技人才,其中博士近30名,碩士40名,國外進修生3名,這些學生廣泛分布在海內外的科研領域,并已成長為科研技術骨干。
她,就是我國著名分子生物學家,中國工程院院士,中國植物基因工程開創(chuàng)者之一,本刊編委會副主任范云六先生。2011年春節(jié)前夕,本刊記者前往中國農業(yè)科學院拜訪了范云六院士,并就植酸酶玉米與轉基因安全等問題與范院士進行了交流。
科技創(chuàng)新要緊扣國計民生
作為農業(yè)基因生物學家,范云六非常注重科技與國計民生的緊密聯(lián)系。“中國是一個農業(yè)大國,在農業(yè)方面要想不被別人‘卡脖子’,就必須有自主知識產權的農業(yè)生物技術,并將之產業(yè)化。要把生物技術項目的科技創(chuàng)新與項目的產業(yè)化緊密地結合起來,種子產業(yè)的持續(xù)發(fā)展,離不開科技創(chuàng)新原動力的支持,同時以產品為導向的生物技術項目,如果不實現(xiàn)產業(yè)化,根本不可能真正體現(xiàn)它創(chuàng)新的價值?!?BR> 我們都知道,畜禽和水生動物的成長需要一種重要的礦物元素—磷。玉米、大豆等飼料中的植酸磷非常豐富,但是,由于動物體內缺乏“植酸酶”,很難吸收植酸磷。于是,范云六開始將目光轉移到改造玉米基因上來。雖然在此之前,已有以微生物發(fā)酵的方式生產植酸酶,降解植酸磷,釋放無機磷,供動物吸收的做法,但仍未從根本上節(jié)約成本和降低能耗。
由于我國80%的玉米用于生產飼料,她選擇了玉米作為轉植酸酶基因的材料。順利完成轉植酸酶基因玉米的分子設計后,她的科研團隊用基因槍把含有植酸酶DNA的微彈直接發(fā)射到受粉9天后的玉米胚細胞內。在培養(yǎng)基里,這些新型的細胞被培養(yǎng)成種苗。對每一批新種苗都要經過研究人員的DNA“檢驗”,不含有植酸酶基因的馬上被淘汰;還要對含有植酸酶基因的種苗的種子中植酸酶的活性進行檢驗,如果植酸酶的活性達不到飼料行業(yè)標準的要求,以及種苗在以后的大田成長中,玉米的產量、抗病以及植酸酶的活性等方面表現(xiàn)不好,也都會被淘汰。經過與傳統(tǒng)育種的結合和雜交育種,范云六的科研團隊得到了27個含有植酸酶并能穩(wěn)定遺傳的轉基因玉米純合系。就這樣,用一粒粒普通的玉米種子為畜牧養(yǎng)殖業(yè)的磷營養(yǎng)難題和畜牧業(yè)糞便造成的嚴重的環(huán)境磷污染問題提供了一個有效的嶄新的解決途徑。
這種由我國科學家首創(chuàng)的植酸酶生產方式有巨大的產業(yè)優(yōu)勢—不需要廠房、發(fā)酵罐、產品后加工設備等,比發(fā)酵生產的成本低得多;生產過程僅是玉米種子的田間生長過程,無需耗費其他能量,也不需再進行植酸酶的提取和純化,節(jié)約大量能源;此外,植酸酶能在種子中長期穩(wěn)定保存,無需酶類產品特殊的保存條件,極其易于長距離運輸和普及推廣。
這項成果歷時12年,2008年12月通過了農業(yè)部安全評價委員會評審。2009年11月獲得農業(yè)部正式頒發(fā)的轉基因生物安全生產許可證書。據范院士介紹,目前植酸酶玉米已進入產業(yè)化階段,這將使得我國在當今農業(yè)生物技術產業(yè)化的激烈國際競爭中,占有一席之地和制高點。
理性對待轉基因安全問題
“基因育種是我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本方向,目前,國家已經投入巨額資金用于轉基因育種研究和產業(yè)化開發(fā),轉基因重大專項是16個重大專項中唯一一個農業(yè)專項,也是農業(yè)領域中投入最大的科技項目,說明國家非常重視轉基因這個問題。因此,能不能以科學理性的態(tài)度對待轉基因農產品的安全性,將決定我國在全球范圍內的轉基因技術競爭中的地位?!闭劶稗D基因安全問題,范院士明確表示。
據范院士介紹,轉基因技術作為一種更精確、更有預見性、效率更高的“雜交技術”,近年來得到廣泛推廣。據統(tǒng)計,凡是經過嚴肅、認真和負責任的生物安全評價的轉基因食品,在全球被安全食用累計超過一萬億次,未出現(xiàn)一例安全事故。由于相關信息溝通渠道不夠暢通等原因,使得相當一部分人對轉基因技術及轉基因產品心存疑慮甚至產生誤解。
植酸酶玉米系1田間表現(xiàn)
事實上,在作物的進化過程中,有很多很多未知基因在不同個體之間相互轉移并發(fā)生重組。由于參與這種基因重組過程的染色體片段非常大,其中有有利的基因,也有不利的基因,所以這樣一種自然變異過程完全是隨機的、不可控的。從嚴格意義上來講,現(xiàn)今所有的農作物都是經過人類長期選擇的“轉基因”生物,不是原生態(tài)的天然物種。任何物種(包括植物在內)在漫長的進化過程中都經歷了人工選擇或自然選擇,它們的存在是這兩種選擇的結果。人工或自然選擇究其實質是遺傳變異選擇。因此,變異是物種進化的基礎,變異是絕對的,而穩(wěn)定是相對的。換言之,沒有任何一個生物體與其親本祖先是完全相同的,而常規(guī)育種就是一個對遺傳變異進行人工選擇的過程,轉基因育種和常規(guī)育種沒有本質上的不同。
現(xiàn)在,轉基因食品已開始進入了我們的日常生活。我國市場上出售的大豆色拉油,幾乎全部都是用轉基因抗除草劑大豆生產的。而美國人吃的食品中,60%~70%都含有轉基因成分在內。美國作為世界上轉基因作物研發(fā)最為成功的國家,在其十幾年的轉基因作物大面積商品化推廣的過程當中從未發(fā)現(xiàn)任何有關安全性的問題。在生物技術育種20多年的發(fā)展過程中,關于轉基因食品安全性的科學研究報告數不勝數,其中僅有8個所謂的“轉基因食品安全性問題”事例報道,而這8個所謂的研究或是因為實驗設計不合理,或是因為對實驗數據的錯誤解釋,已經分別被國際上不同的學術機構或科學家小組所完全否定。
我國轉基因技術原始創(chuàng)新能力較薄弱,科研管理水平也亟待提高。轉基因重大專項的實施,為中國在全球范圍內的生物經濟競爭中搶占制高點提供了新的機遇,但同時我們也面臨很多挑戰(zhàn)。因此,在“十二五”期間,希望科學家、政府、社會組織、大眾媒體等各個領域共同努力,更好地實施這個項目,繼續(xù)加強生物安全管理,積極促進高產優(yōu)質、環(huán)境友好、能源節(jié)約、有利健康的轉基因作物品種產業(yè)化,使國家受益,農民受益。
為雜志發(fā)展提出寶貴建議
作為本刊編委會副主任,范云六院士一直非常關注與支持《科技創(chuàng)新與品牌》雜志。采訪中,范院士也對雜志提出了寶貴的建議。
她說:科學的創(chuàng)新是發(fā)現(xiàn)(discovery),技術的創(chuàng)新是發(fā)明(innovation),科學的創(chuàng)新要通過工程技術來實現(xiàn)產業(yè)化。從雜志的宗旨出發(fā),可以更多地報道技術的創(chuàng)新,從而推動技術轉化為生產力,特別是對于戰(zhàn)略性新興產業(yè)技術創(chuàng)新的宣傳報道;其次,要緊緊把握國家發(fā)展形勢,緊扣類似農業(yè)等關系國計民生的深層次問題著力報道,從而真正起到一個中央級媒體應有的作用。
面對已年過八旬卻依然充滿活力、時刻關心國家與老百姓的老科學家,我們唯有肅然起敬,以及深深的祝福!
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