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全球生物产业进入2.0时代 商业化在望

发布时间: 2012年08月15日 08:30 | 进入复兴论坛 | 来源: 经济参考报

  

  生态办公室。资料照片

  “勤奋基因”、高油酸大豆、含胡萝卜素的“金米”……这些不是科学家们的奇思妙想,而是正在逐渐变为现实,并可能带来生物产业的革命性变化。随着新一代生物技术的发展,资源环境以及农民、消费者的利益受到更多的重视,全球生物产业进入了2.0时代。

  《经济参考报》记者就全球生物技术的发展前沿专访植保(中国)协会、孟山都、杜邦等跨国机构和企业负责人,力求为读者尽可能详细地描述一幅生物产业的蓝图。

  各国竞争生物技术制高点

  “尽管时常听到对转基因有不同的声音,但现在不管是欧美发达国家还是发展中国家,都将生物技术的研发放在非常重要的位置,作为战略制高点。”孟山都中国生物技术研发中心总经理张蓓接受《经济参考报》记者采访时说。

  国际农业生物技术应用服务组织(ISA A A )2011年的报告显示,1996年转基因作物的种植面积为170万公顷,2011年已达到1.6亿公顷,增长94倍,这一增长使得转基因技术成为现代农业史上应用最为迅速的作物技术。

  美国是转基因作物的主要种植国,其种植面积为6900万公顷(占全球43%)。2011年美国转基因玉米和棉花增长尤为迅速,且重新开始种植抗除草剂苜蓿。2011年12月1日,美国的抗病毒番木瓜正式获批在日本被作为新鲜水果/食品上市销售。

  欧盟转基因抗虫BT玉米种植面积达到11.45万公顷,比2010年增加了26%即2.33万公顷。如获审批,一种抗晚疫病马铃薯“Fortuna”将在2014年上市,这可能成为一种重要产品,以满足欧盟政策及环境需求,并且可以通过大量减少杀菌剂应用和降低生产损失来实现马铃薯的可持续生产。

  巴西成为转基因作物的增长引擎。该国首次批准了抗虫和耐除草剂复合性状大豆,并将于2012年 商 业 化 。 年 预 算 为1 0亿 美 元 的 公 共 机 构E M BR A PA,获批商业化生产拥有自主知识产权的转基因抗病毒大豆(水稻和大豆为拉丁美洲的主要产品)。

  张蓓介绍说,目前全球农业方面的大公司,对生物技术的研发正朝着更多的方向发展,比如孟山都开始做转基因小麦,先正达和杜邦有转基因水稻。

  据植保(中国)协会介绍,公共和私人部门的合作正为发展中国家带来机遇。比如蔬菜是高价值的作物,但由于种植面积较小,往往不是跨国公司的关注对象。但对于公共研究机构和本地公司来说确是一个好机会,可以研发出适于本地和区域市场的产品,其中一个成功的例子是印度M ahyco公司研发的抗虫Bt茄子。

  生物农业迈向第二代技术

  农业领域的生物技术主要应用于育种方面,包括转基因技术、分子育种技术等。杜邦中国先锋种子事务部产业与业务事务总监张孟玉告诉《经济参考报》记者,“高产、优质、多抗,一直是作物育种的目标,而生物技术是实现这个目标的最好、最快的技术”。

  “高产”是发展生物农业最重要的任务之一。张蓓认为,怎么能从成千上万的基因中真正找到提高产量的基因,这本身就是非常具有挑战性的。孟山都正在研究一种“勤奋基因”,它能够调节大豆的生物钟。大豆一般要在早上7、8点后才开始生长活动,转入这种基因后6点钟就可以开始了,更多地利用白天时间,生长周期也更长。

  先锋公司则从制种环节入手,原创了一种玉米种子生产技术(SPT技术),不仅能够提高种子产量,降低制种成本,而且能够使种子纯度更好,质量更高,从而有利于产量的提升。

  提升作物抗逆性是产量的重要保障,这方面国际上已经取得了不少新进展。比如,玉米是非洲大陆广泛种植的主粮作物,而玉米又非常容易受到频繁的干旱天气的影响,抗旱作物被认为是整个作物改良项目中最重要的目标。非洲农业技术基因会(A A T F )领导了一项公共-私人合作的伙伴项目———非洲抗旱玉米项目(WE M A )。该项目通过常规育种、分子标记育种和生物技术等工具开发抗旱玉米。

  张蓓介绍说,孟山都的第一代抗旱基因是从微生物里分离出来的,能够更好应对环境变化。把这种基因转入玉米,将帮助植物在干旱的情况下更好地渡过难关。

  为了应对病虫产生抗药性等问题,复合性状日益成为转基因作物的一个重要的特色。国际农业生物技术应用服务组织的报告称,2011年,12个国家种植了两种或更多性状复合的转基因作物,其种植面积占到了全球1.6亿转基因作物种植面积的四分之一。

  张蓓说,孟山都的转基因大豆最初是抗除草剂的,后来叠加两种性状,现在则可以做到8个基因、6种性状叠加。比如抗虫有两套基因,具有不同的机制,大大降低抗性产生的可能性。

  “第一代生物技术作物实现了产量的大量增长。”国际农业生物技术应用服务组织的报告称,与之相比,第二代生物技术作物还可以提高产品产量,将为农民提供更多新的惊喜。例如,富含维生素A的大米,不含反式脂肪、饱和脂肪含量减少、O m ega-3含量丰富的大豆等优质特性将更加普及,可提供更多吸引消费者的混合特性。

  杜邦中国先锋种子事业部生物技术与法规事务总监王琴芳接受《经济参考报》记者采访时说,2010年杜邦先锋利用大豆自身的基因研制成功了转基因高油酸大豆,生产出的豆油中的油酸成分达到75%,不容易被氧化,存放时间更长;成分相当于橄榄油,更有利于消费者的健康。

  在一些营养匮乏地区,儿童由于缺乏胡萝卜素而容易失明。据了解,2011年,菲律宾水稻研究所对带有“金米”性状(含有较高水平的β-胡萝卜素)的品种展开限制性田间试验,其结果和合规试验结果将于2013年被提交给菲律宾当局,预计“金米”将于2013/2014年在菲律宾首次进入市场。

  生物能源:二代技术商业化在望

  “随着能源需求的增长,农业生物技术也可以在满足能源增长方面发挥作用。”植保(中国)协会介绍说,比如乙醇来自玉米、甘蔗和其他作物,生物柴油则来自大豆和其他油籽作物的产物。与此同时,研究人员正在开发新的生物燃料。

  据了解,针对生物燃料应用专门设计的生物技术作物包括,在2011年在美国通过法规审批并允许流通和种植的α-淀粉玉米,通过该玉米生产的α-淀粉酶使淀粉转化更加有效,消耗的能源更少,生产的乙醇也更便宜、更环保。

  不过,如果玉米作为能源作物,毕竟存在着“与粮争地、与人争粮”的问题。研究人员将更多的目光放在了包括纤维素乙醇在内的第二代生物乙醇技术,或者在盐碱地上种植改良过的甜高粱、纤维素高粱等能源作物。

  杜邦工业应用生物科技事业部生物燃料亚太区业务总监王建平告诉记者,第二代纤维素乙醇技术是把含有纤维素和半纤维素的秸秆等农林废弃物拿来,通过生物化工的技术让其转化成糖,然后发酵变成酒精,再与汽油混合成为生物燃料。按照吉林省的玉米种植面积,如果把玉米秸秆的50%拿来生产纤维素乙醇,可以建设25个年产75000吨的纤维素乙醇工厂。如果通过先进的种子技术将玉米亩产再提高20%,或可以再额外建设10个工厂。

  “纤维素乙醇的研发和商业化取得了很大的突破。”王建平说,杜邦两年前在美国建造了年产758吨的示范工厂,并希望在今年下半年建设全球第一个商业化工厂,纤维素乙醇年产将达到82000吨。其他公司在美国、巴西、意大利等国都在推进纤维素乙醇商业化,美国大概有三到四家商业化纤维素乙醇工厂正在建设,到2013年底或者2014年这些工厂都会正式投产。

  王建平说,杜邦已经在与国内一些企业就纤维素乙醇商业化项目进行谈判,预计到2015年,中国应该也会有1至3家生产纤维素乙醇的商业化工厂。

  王建平同时认为,生物燃料应该多样化发展,比如1.5代乙醇、纤维素乙醇需要并存,还可能发展第3代海藻生物乙醇技术,生物丁醇也是未来很好的发展方向。

  以需求为导向的商业模式

  事实上,生物产业的创新不仅是技术创新,更是商业模式的创新。对于孟山都、杜邦等跨国公司来说,“需求和价值”是其构建研发体系和商业模式的核心取向。

  张蓓介绍说,孟山都的研发体系以“发现”为起点,即对数以万计的基因进行高通量的测试,来筛选需要的性状,比如是否能够提高生长速度,是否能够增加叶绿素含量,是否能够抗旱等。

  一旦找到“有前途”的基因,就进入概念认证期,孟山都的研发线上每年有上千的基因在作物里进行测试,一般一个基因至少要测试两三年,才能知道是否有商业价值。

  接下来是商业化的早期开发期,在大量的转基因材料中筛选出最佳的转化事件,然后将其整合到不同种质资源中,看基因表达是不是同样高效,是不是有稳定的性状,同时进行安全评价,并在全球范围内申请批准。最后,经过营销准备,产品投放市场。

  张孟玉说,像IPhone这样的电子产品在全球范围内都可以使用,而农作物品种必须根据不同地区的气候、土壤等环境因素来进行培育。只有以客户为导向,以当地农民需求为导向,才能培育出最好的品种。

  此外,生物技术的安全性是公众最为关注和担忧的问题,这就要求生物技术的商业化必须坚持科学谨慎的原则。

  张蓓特别强调说,孟山都的常规育种和生物育种属于两个不同的“平行线”,一旦发现商业价值便会很快结合起来,进行产品的测试和开发。但科研和商业化之间有着严格的“防火墙”,保证产品在获得政府批准之前不得流入市场。

  王琴芳说,为了保证转基因作物对环境和人类的安全,杜邦先锋在转基因产品的合规和安全监管方面投入了大量的人力物力,现在对所有的转基因材料和育种材料进行全程跟踪,每一步都有人监管并执行最严格的标准。

 

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