转基因作物作为现代农业生物技术的重要成果,在全球范围内已得到广泛应用,但在中国的推广进程却显得缓慢而曲折。本文基于最新研究数据和行业实践,系统分析了转基因玉米在中国推广受阻的多维原因,并提出了针对性的解决方案,以期为我国生物育种产业化发展提供参考。
转基因玉米推广现状与问题
中国转基因作物的商业化种植目前仍处于试点扩大阶段,与全球发展趋势形成鲜明对比。农业农村部数据显示,2023年转基因玉米制种面积仅为10多万亩,2024年预计保持相似规模,这一进度远低于行业早期预期。与此同时,一个值得警惕的现象是,吉林省金庆707等非法转基因种子仍在市场上秘密流通,经DNA检测发现与三北公司的远科105无差异,表明非法转基因品种凭借价格或渠道优势占据了部分市场空间。
从全球视野看,转基因作物自1996年商业化以来已覆盖29个国家和地区,2023年全球种植面积超过2亿公顷,较1996年扩大了1200%。美国转基因玉米渗透率达93%,巴西、阿根廷等国家也达到了90%以上的高普及率。相比之下,中国在转基因作物商业化应用方面已从全球第二位被许多国家超越,这种差距在玉米品种上尤为明显。
当前审定的90多个转基因玉米品种面临"叫好不叫座"的困境,农户接受度低,市场推广乏力。深入分析发现,这一现象背后存在品种表现、经济效益、市场结构和法律制度等多重障碍,需要系统性地剖析和解决。
品种表现与育种技术层面的原因
品种转育技术的局限性是制约转基因玉米推广的首要因素。目前审定的转基因玉米品种大多是在原有审定品种基础上进行基因转育,而非直接使用转基因亲本组配的新品种。这种转育方式虽然节省了育种时间,却带来了田间表现下降的问题。实践表明,即使通过DNA检测确认40个位点无差异,转育品种与原品种在抗逆性、产量稳定性等关键农艺性状上仍存在显著差距。行业公认表现较好的只有裕丰303D和铁391K等极少数品种,大多数转育品种难以达到农户的预期效果。
基因性状与实际问题脱节削弱了转基因品种的推广优势。转基因玉米宣传中强调的抗虫(Bt蛋白)和耐除草剂特性,在实践中未能完全解决农户关心的核心问题。例如,东北中晚熟区的某91、792等品种存在的穗粒腐和黄曲霉素超标问题,源于父本血缘本身的遗传缺陷,通过转育抗虫基因并不能改善这一状况。中国农业科学院生物技术研究所的综述指出,不同转基因性状的实际效果存在很大差异,需要针对特定生态区的主要问题设计解决方案。
育种目标与农户需求错位现象普遍存在。当前的转基因玉米育种过于侧重抗虫等单一性状,而忽视了产量提升、品质改良等综合目标。西北春玉米区的实践显示,转基因玉米表达的Bt蛋白虽然能抵抗鳞翅目害虫,但会消耗部分光合产物,可能导致产量和品质不如非转基因品种。此外,该地区主要害虫是红蜘蛛和蚜虫,而非转基因玉米针对的玉米螟和草地贪夜蛾,使得抗虫优势难以充分发挥。这种性状设计与实际需求的脱节,大大降低了转基因品种的市场竞争力。
传统育种与生物技术融合不足制约了品种创新。中国农业科学院院长吴孔明院士指出,我国在生物技术与现代信息技术深度融合的创新体系尚未形成,基础研究与关键技术原创不足。转基因育种往往是在品种选育后期才引入,而非贯穿于整个育种过程,导致转基因品种的遗传背景不理想,难以充分发挥外源基因的潜力。相比之下,美国孟山都等企业从种质资源创新阶段就整合了转基因技术,育成的品种具有更好的性状协调性。
经济效益与生产管理层面的原因
成本节约效果不明显削弱了转基因玉米的市场吸引力。理论上,转基因品种应通过减少农药使用和劳动力投入来降低生产成本,但中国的实际情况却复杂得多。在玉米整个生产周期中,农民仍需喷洒3遍农药:即使转基因品种减少了对玉米螟的防治,但其他病虫害仍需常规防治;耐除草剂特性也未能免除除草环节,只是将除草剂种类从封闭药剂转向了草铵膦或草甘膦。随着飞防技术的普及,每亩农药加施药成本已降至10元以下,转基因品种的成本优势被进一步稀释。
产量提升未达预期影响了农户的种植意愿。农户评价品种优劣的核心标准仍是产量表现,而当前转基因玉米在这方面未能形成明显优势。西北春玉米区的反馈显示,部分转基因品种甚至因表达外源蛋白消耗了过多能量而导致减产。中国农业科学院研报指出,美国玉米单产比中国高,转基因技术的应用是重要原因之一。然而,这一差距在中国自主转基因品种上尚未得到充分体现,难以激发农户的更换品种热情。
生产管理配套技术缺失限制了转基因品种潜力的发挥。秋乐种业董事长侯传伟指出,农户沿用杂交玉米种植习惯,盲目早播、施肥不当等问题,使转基因品种的抗逆性优势难以发挥,甚至可能导致药害。转基因作物需要配套的精准栽培技术体系,包括播种时间、水肥管理、杂草防控等各个环节的优化调整,而目前国内缺乏系统化的《转基因玉米配套栽培技术规程》,技术推广体系也不完善。
产业链协同不足阻碍了价值实现。转基因玉米的商业化涉及种子企业、农药厂商、粮食收购商和加工企业等多个环节,目前尚未形成利益共享机制。特别是粮食收购环节未能体现转基因玉米的品质溢价,如低霉菌毒素含量的优势未能转化为价格信号,导致农户缺乏生产优质产品的动力。华泰证券研究报告显示,美国转基因作物推广成功的关键在于形成了"转基因种子+除草剂"的捆绑销售模式和全产业链价值分配体系,而中国在这一方面的探索才刚刚开始。
市场环境与监管政策层面的原因
种业市场结构分散延缓了转基因品种渗透。与美国等国家由少数跨国种业公司垄断的市场不同,中国种业企业呈现"数量多、规模小、竞争力不强"的特点。这种高度分散的市场结构导致两个后果:一是品种同质化严重,企业间恶性竞争,转基因种子溢价空间有限;二是农户选择余地大,在转基因品种表现不突出的情况下,更倾向于选择价格更低的常规品种。中国工程院院士万建民指出,国内种业龙头企业普遍创新能力不足、研发投入较小,尚未建立工程化育种技术体系。
监管政策严格且不确定影响了企业投入信心。中国对转基因作物的管理甚至比美国还要严苛,获得安全证书后还需要品种审定证书、种子生产经营许可证等多重审批,整个过程需要3-5年时间。更关键的是,转基因粮食作物的商业化推广缺乏明确的路线图,两个转Bt基因抗虫水稻和一个转植酸酶基因玉米品种的安全证书已经过期,却无人知晓下一步该如何推进。这种政策不确定性严重抑制了企业的长期投入意愿,许多公司不敢大规模投资转基因育种研究。
知识产权保护不力挫伤了创新积极性。非法转基因种子(如金庆707)的泛滥暴露了市场监管的漏洞,损害了正规企业的利益。许智宏院士指出,印度棉花种植采用了美国转基因技术但没有自己的专利,导致严重依赖美国公司。中国虽然建立了较为完善的知识产权法律体系,但在执法层面仍存在不足,难以有效遏制亲本流失和品种套牌等问题。万建民院士建议加快完善知识产权保护体系,确保关键技术自主可控。
公众认知与接受度低形成了社会阻力。转基因技术在中国被高度政治化和情绪化讨论,科学家支持转基因作物常被贴上"汉奸"标签。媒体对转基因技术的妖魔化报道加剧了公众疑虑,导致即使科学界对已批准转基因作物的安全性有共识,也难以转化为社会认同。中国科学院院士许智宏指出,欧洲对转基因的争论至少是基于科学数据和证据的,而中国的讨论常常缺乏理性基础。这种负面舆论环境使得政府部门在推进转基因作物商业化时更加谨慎。
促进转基因玉米推广的解决方案
育种技术创新策略
推动转基因与基因编辑技术融合是突破当前育种瓶颈的关键路径。中国科学院遗传与发育生物学研究所的研究表明,基因编辑技术可以精准调控作物关键性状间的权衡效应,实现"鱼和熊掌"兼得的效果。例如,通过对水稻IPA1基因启动子的编辑,科研人员同时提高了分蘖数、穗粒数和产量;类似地,编辑玉米ZmCLE7和ZmFCP1基因启动子,获得了花序分生组织变大、穗行数和单穗粒数增加的优良株系。将这种精准编辑技术与转基因技术结合,可以开发出性状更优、协调性更好的新品种。
建立基于人工智的能设计育种体系有助于加速品种创新。中国农业科学院院长吴孔明强调,要推动育种技术向智能化、精准化发展,培育新一代重大新品种。现代生物育种已进入智能设计时代,通过整合基因组学、表型组学和大数据分析,可以预测最佳基因组合,减少育种盲目性。清华大学副校长王宏伟指出,全基因组选择、基因编辑、合成生物等前沿技术发展势头强劲,正在催生新一轮农业科技革命。中国应加强这些技术与转基因育种的有机结合,提高品种选育效率。
开发针对区域问题的专项转基因品种是提高适应性的有效途径。当前转基因玉米推广受阻的部分原因在于"一刀切"的育种策略,忽视了不同生态区的差异需求。例如,西北春玉米区主要害虫是红蜘蛛和蚜虫而非玉米螟,需要针对性的抗虫谱设计。华泰证券研究报告建议,通过功能基因的分析和专利布局,开发适合不同主产区的转基因品种。对于黄淮海夏玉米区,可侧重抗穗腐病和耐密植性状;对于东北春玉米区,则需强化耐寒性和脱水速率等特性。
构建新型种质资源创制平台是保障育种持续创新的基础。中国已保存种质资源56万份,位居世界第二,但在高效利用方面仍有不足。应建立专门服务于转基因育种的种质资源评价系统,筛选最适合基因操作的骨干亲本。中国农业科学院建议夯实种质资源基础,加大资源搜集、保护、鉴定和育种材料创制力度,阐析优异种质资源形成与演化规律。特别是要创制一批具有自主知识产权的转基因受体材料,避免对现有主推品种的简单转育。
美国和巴西转基因品种推广面积大,还有个原因是种子公司少,种质资源集中,种植者除了购买转基因种子,其他种子可选择性少。
生产配套与管理优化方案
制定精准化技术标准体系是确保转基因品种表现的关键。秋乐种业董事长侯传伟建议,应尽快制定《转基因玉米配套栽培技术规程》,明确不同生态区的播种期、密度、施肥和灌溉等关键指标。转基因品种的潜力发挥需要精细化管理,包括适时播种以避免低温影响基因表达、调整施肥量以适应品种需肥特性、优化除草方案以发挥耐除草剂性状优势等。只有实现"良种良法配套",才能充分展现转基因玉米的价值。
创新数字化农技服务模式有助于加速技术落地。随着土地流转规模扩大和新型经营主体崛起,对精准农业技术的需求日益增长。侯传伟提出,应鼓励科研单位和企业对新型职业农民开展线上线下"转基因品种精准管理"培训,推送个性化方案。可利用手机APP、微信小程序等工具,为种植者提供基于位置和品种特性的定制化建议;建立示范农户网络,通过"眼见为实"的效果展示带动周边农户;完善技术咨询体系,及时解决生产中的问题。
打造智能化制种示范基地是展示转基因品种优势的重要窗口。秋乐种业建议在核心制种区支持龙头企业配套智能水肥系统、多光谱无人机等设备,对安装生育期智能管理系统的企业给予农机补贴。这类高标准示范基地可以实现两个目标:一是验证转基因品种的实际表现,收集可靠的产量、品质和效益数据;二是展示现代化农业生产方式,改变农户的传统观念。中国农业科学院作物科学研究所开展的转基因玉米试点工作已证明,与常规品种相比,转基因品种在增产节本增效上总体表现良好。
构建全产业链价值分配机制是持续发展的保障。转基因玉米的商业化涉及种子、农药、粮食收购和加工多个环节,需要建立合理的利益分配模式。可借鉴美国"转基因种子+除草剂"的捆绑销售模式,推动种子企业与农化公司协同服务;在粮食收购环节实行优质优价,对低霉菌毒素、高营养品质的转基因玉米给予价格溢价;建立产业链信息共享平台,实现从种子到食品的全过程追溯。这种全链条协同模式可以提高各个环节参与转基因推广的积极性。
政策环境与市场建设措施
完善监管框架与知识产权保护是产业健康发展的基础。中国现行的转基因生物安全管理法规较为严格,但缺乏透明度和可预期性。建议参考国际经验,建立科学、高效、透明的审批制度,明确各阶段的时间节点和资料要求;加强品种权执法,严厉打击非法转基因种子和侵权行为;建立转基因品种退出机制,及时淘汰表现不佳的品种。中国工程院院士万建民建议系统设计与整体布局知识产权保护全球化战略,构建企业、高校、科研院所相互支撑的知识产权保护联盟。
建立科学传播与社会共治体系有助于改善舆论环境。转基因技术在中国面临严重的信任危机,需要科学家、政府、媒体和公众的良性互动。许智宏院士指出,科研人员应积极向公众普及转基因知识。可借鉴中国科学院在世界植物日举办科普活动的经验,开展多种形式的科学传播;建立转基因信息权威发布平台,及时回应社会关切;鼓励第三方机构参与转基因食品检测和监督,增强公信力;尊重消费者选择权,通过标识制度保障知情权。只有形成科学理性的讨论氛围,才能为转基因技术推广创造良好社会环境。
培育具有国际竞争力的种业龙头企业是市场发展的关键。中国种业企业整体呈现"小散弱"格局,难以支撑高投入的转基因育种研究。国务院发展研究中心建议在农业生物技术研发领域坚持自主技术为主的道路。应支持头部种子企业整合育种材料、技术和人才资源,扩大商业化育种规模;引导科研单位建立技术转移中心,加速公共研发成果向企业转化;鼓励企业开展国际合作,引进先进技术和管理经验。华泰证券研究显示,领军企业通过技术优势和资源投入,可以实现规模和市占率的大幅提升。
实施差异化区域推广策略有助于稳步扩大应用。中国幅员辽阔,各地农业生态条件和接受程度差异很大,不宜采取统一的推广政策。可根据试点经验,先在转基因品种表现优异、农户接受度高的区域重点推广;对于生态条件特殊或顾虑较多的地区,则采取更为谨慎的策略。农业农村部已从2021年开始在河北、内蒙古、吉林、四川、云南5个省区20个县开展转基因玉米产业化试点,并在甘肃安排制种。这种渐进式、差异化的推广策略可以降低风险,积累经验。
结论与展望
转基因玉米在中国的缓慢推广进程反映了技术创新、市场环境和制度框架之间的复杂互动。深入分析表明,当前困境并非源于单一因素,而是品种表现、经济效益、政策环境和公众认知等多重障碍共同作用的结果。美国、巴西等国的成功经验显示,转基因作物一旦在某个国家开始推广,其渗透率大多能提升至90%以上的高位,但中国必须找到适合自身国情的发展路径。
解决这一系统性难题需要全产业链的协同创新。在技术层面,应推动转基因与基因编辑、智能设计育种等前沿技术融合,开发性状更优、适应性更强的新品种;在生产和市场层面,需完善配套栽培技术,建立全产业链价值分配机制;在政策环境层面,要健全监管框架和知识产权保护,加强科学传播和社会共治。中国农业科学院院长吴孔明强调,发展生物育种对建设农业强国具有重要引擎作用,这一战略定位要求我们以更加系统、科学的视角推进转基因技术应用。
未来3-5年是转基因玉米商业化推广的关键窗口期。随着全球生物技术竞争加剧和国内粮食安全需求增长,中国需要加快生物育种产业化步伐。一方面要加大基础研究投入,突破关键核心技术;另一方面要优化政策环境,激发企业创新活力。通过技术创新、制度创新和商业模式创新的有机结合,中国有望走出一条具有特色的转基因作物发展道路,为保障国家粮食安全和农业可持续发展提供有力支撑。
来源: 植物新品种保护