中国科学院大学

　　许智宏，教授，博士生导师，中国科学院院士、第三世界科学院院士;曾任中国科学院副院长、北京大学校长;曾获中国科学院自然科学一等奖、国家自然科学三等奖等奖项。

　　粮食现状及挑战

　　中国老话讲“民以食为天”。根据最新遥感数据显示，中国的农田仅占全球9%，淡水资源占全球6%，却要为约占世界人口18%的近14亿人提供足够的食品。而经过多年的努力，我国主要农作物生产基本保障了我国粮食与食品的安全。据统计，我国在过去50多年中粮食总产量和单位面积产量均增加了5倍，粮食总产量已连增12年，2014年达到6.07亿吨，这是很不容易的。

　　随着生活水平的提高，居民的食品结构已经发生很大的变化，人们对水果、禽类、奶类、鱼、食用油的需求快速增长。1995年这种需求的图像出现“拐点”。我们每天消费的粮食在明显下降，但是消耗的鱼、肉、蛋、奶、水果飞快上涨。并且，在过去30多年中大多数年份我国是食物进口国，进口食品已经成为我国消费者的重要食品来源。其中，进口最多的油料种子，尤其是大豆。此外，玉米、高粱、大麦、木薯、棉花等的进口增长也很快。

　　为了解决粮食问题，农业部提出了新的思路。其中一个路径就是马铃薯主粮化。马铃薯块茎是一种营养价值很高的食物，是一种相当节水的作物，在中国发展马铃薯生产有相当大的潜力。但是由于传统习惯，大多数中国人没有把马铃薯当作主食。事实上，中国是全世界最大的马铃薯生产国。农业部的出发点是马铃薯的种植对土地要求不高，可以以此减轻粮食作物的生产压力。然而，传统习惯让这种想法行不通，除非把马铃薯的加工技术提高。马铃薯粉可以像小麦面粉那样做成馒头和面条。据说，北京现在已经有约200家供应马铃薯馒头的销售点，其中馒头内的马铃薯成分达30%。

　　当前，中国人口继续缓慢增长，预计2020年达到14亿。随着生活水平不断提高，对食品的需求将继续增长，我国已经由原来的粮食出口国变为进口国，粮食自足率已经突破了原定95%的黄线。油料、棉花生产的现状更不容乐观。随着食品结构的变化，对动物性食物需求持续快速增长，对饲料粮的需求估计将达到2亿吨，约占现有粮食产量的45%。随着城镇化的迅速发展，优质可耕地面积会进一步减少，农村年轻农民大批移居城镇地区，使农村的土地和人力成本不断提高。而为了提高农作物的产量，我们过度使用化肥和农药，严重污染了水体和土壤环境，也提高了农业生产的成本。

　　其他对农业生产影响较大的因素是全球变暖。许多农业经济学家通过大量模型得出全球变暖将造成粮食大幅减产。有研究表明，水稻生长季节夜温每升高1度，将导致水稻减产10%。这都引起了科学界很大的关注。

　　总之，未来10到15年中，中国的粮食与生态环境安全形势将更趋严峻。所以，中共十八届五中全会公报提出：“大力推进农业现代化，加快转变农业发展方式，走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的农业现代化道路。”农业发展是中国发展永恒的主题。因此，建议可以利用国际市场，适当进口，但不能依赖进口，正如习近平总书记所指出的“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上”。

　　转基因和转基因食品

　　邓小平同志非常有远见，在1988年就提出：“将来农业问题的出路，最终要由生物工程来解决，要靠尖端技术。”生物技术从那时起就开始作为国家技术革命的重要组成部分。中国是比较早的重视农业生物工程的国家。农业生物工程是以转基因技术为核心，融入了分子标记、细胞工程、杂交选育等技术手段，是现代农业科技创新与产业化的重要领域。

　　上个世纪八十年代中期，中国的棉铃虫灾害严重，导致河北一些棉花产区绝收。棉铃虫对农药已经产生了很强的抗药性。所以，必须在种子上想办法。这样，转基因技术进入了农业。中国农业种植作物每年由于病虫害损失达百分之十。使用转基因的种子，例如水稻、玉米和烟叶，可以有效地抗虫、抗病。这样做既保证了农业生产，又可以减少环境污染。

　　实际上，转基因在大自然中一直存在，是可以自然发生的，今天我们见到的物种也是经过亿万年“物竞天择”演化而来的。我们吃的大部分农作物都是人类长期进行人工育种、转基因的结果。野生的玉米根本不像我们现在吃的玉米，它是经过长期的选育成为了全世界三大谷物中最重要的谷种。西红柿、大米从野生到栽培都经历了这样的过程。

　　许多媒体都在问我们吃的圣女果是转基因的吗?其实不是，野生的醋栗番茄比我们吃的圣女果还要小。在野生醋栗番茄被人类驯化为栽培番茄过程中，果实大了100倍，也只不过是几个基因的改变。土豆原产于南美洲，野生土豆不规则，像生姜，在驯化过程中，块茎增加了几十倍，形状更加规则，便于食用。在西双版纳、印度有野生黄瓜，果实为椭圆形，特别苦，经过人类长期的选育、栽培，黄瓜失去苦味，果实变为长条形。人类通过无意的基因操作选择了人类所需要的基因。

　　生物进化的重要原因之一，就是在种属内外，甚至不同物种间基因的水平转移，不断打破原有的种群隔离。甘薯是比较典型的天然转基因作物。科学家们在研究的291个样品中，都发现了农杆菌T-DNA的序列，表明这是在甘薯进化过程中曾被农杆菌侵染而转入的，并在随后的自然选择中保留了下来。现在科学家在进行的转基因研究，比起自然转基因，具有更强的针对性、精准性和科学性，实验室的长期研究实际上就起到了人工的“物竞天择”的作用。

　　近几年，我国基因组编辑有了长足的进步，大大促进了农作物生物育种的发展。由于这些年的努力，我国已经初步建成独立完整的生物育种研发体系，包括基因克隆、遗传转化、品种选育、安全评价、产品开发、应用推广等各个环节在内的转基因育种科技创新和产业发展体系，中国的转基因作物研究开发的整体水平已经领先发展中国家，但是与发达国家还有较大差距。但是重要基因的自主知识产权和核心技术如棉花、水稻、玉米等转基因作物的基础研究和应用有着自己的优势和特色。

　　现在，网上被误传为转基因的作物品种有很多，比如圣女果、胡萝卜、玉米、小黄瓜、小南瓜、彩椒、紫红薯等，实际上这些都不是，这是自然界早就存在的。实际上，我国市场上可能含有转基因作物成分的食物只有番木瓜、大豆油、油菜籽油。但是美国就更多了。有人看到美国超市很少见到转基因食品的标识，因此就认为美国人不吃转基因食品。实际上，美国有相关规定，凡经过科学论证，并经政府审批通过的转基因食品等同于非转基因食品，无须进行强制性标记。这样，企业就基本不标注了。实际上，美国市场上可能含有转基因作物成分的食品远远多于中国，包括了面包、巧克力、薯片、酸奶、奶酪、番茄酱、蛋糕等等。就在2015年11月，美国食品药品监管局确认了转基因三文鱼的食品安全性及有效性，正式批准其上市了。

　　转基因管理

　　如同许多新兴技术一样，转基因技术滥用与误用的预防、转基因技术发展过程中的潜在风险问题，特别是生物物种间基因转移是否具有风险问题也为各方面高度关注。国际食品法典委员会、国际经济合作与发展组织、联合国粮农组织、世界卫生组织等国际组织都制定了转基因生物安全风险评价指南。对转基因生物实施安全管理是各国普遍的做法。因国情不同，农业、环境与生物多样性亦有不同，许多国家均根据国际组织指南要求，结合本国利益需求制定了相关法规。

　　转基因生物技术的风险分析主要关注三点：一个是风险评估，第二是风险交流，还有一个是风险管理。特别要强调的是，“风险”并非现实的、已经存在的危害或危险，而是指某一特定环境下，某一特定时间段内，某种事故或损失发生的可能性。我国已建成与国际接轨的评价与管理法规体系。我们参照了经济与社会发展组织、国际食品法典等国际组织指南相关要求。在管理模式上综合借鉴了欧盟和美国的做法：既针对技术又针对产品，力求在严格管理、确保转基因生物安全与积极鼓励研究、稳步推进应用之间达成平衡;在制度设计上则强调符合国际惯例、适用我国国情、维护国家利益。现已基本建成规范的转基因生物安全法律法规、技术规程和管理体系。多年来坚持科学评估、依法管理，积累了大量经验，为转基因生物育种发展和转基因生物安全提供了切实保障。

　　我们的管理对象是很严格的。利用基因工程技术改变基因组构成，用于农业生产或者农产品加工的动物、植物、微生物检测产品都在管理范围内。转基因作物管理流程也非常严格，在实验室评估许可的基础上，要通过安全评价得到安全证书，经过品种鉴定得到品种证书，通过种子生产许可得到种子生产证书，通过种子经营许可获得种子经营证书，通过生产加工许可得到生产加工证书。其中，安全评价主要是三个方面：分子特征、食品安全、环境安全，其中很关键的是食品安全性评价。以水稻为例，包括营养学、毒理学、致敏性等方面的评价。对环境安全性评价，要考虑基因漂移、杂草化、对非靶标生物的影响、对生态系统的影响、靶标生物的抗性等。

　　我们的安全证书发放比较有限。截至目前，共批准发放7种作物安全证书，包括耐储存番茄、抗虫棉花、改变花色矮牵牛、抗病辣椒、抗病番木瓜、抗虫水稻、转植酸酶玉米。进口的转基因食品同样要经过进口申报程序。

　　科学家的社会责任是转基因生物安全的重要保障。科学家从事科学研究的过程中，必须遵循共同的道德和伦理准则，包括保护研究对象、保护环境、安全性研究等，以确保科学的良性发展。科学家必须以负责任的态度，参与决策、提供咨询、科学传播，亦有责任向公众普及科学知识，提升公众对科学的认知，弘扬科学精神，以及理性对待科学技术发展中的不确定性。

　　生物进化的重要原因之一在于种属内外、甚至不同物种间基因的水平转移，不断打破原有的种群隔离。典型事例：原始光合细菌叶绿体基因向高等植物的水平转移;根癌农杆菌侵染植物。所以，转基因育种不仅能实现种内基因转移，而且能进行物种间的基因转移，不过是通过与传统育种不同的方