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參考答案:提要
从1983年转基因植物诞生以来，植物基因工程发展势头始终不减，现已跃入大规模商业化生产阶段，并成不发展最快、应用潜力最大的生物技术领域之一。本文仅就国内外转基因植物的产业化发展现状，以及今后发展趋势与对策作一简单综述。
1 国外转基因植物产业化现状
植物转基因技术是指把从动物、植物或微生物中分离到的目的基因，通过各种方法转移到植物的基因组中，使之稳定遗传并赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。随着现代生物技术的迅速发展，植物转基因技术方兴未艾。自从1983年首次获得转基因植物后，至今已有35科120多种植物转基因获得成功。1986年首批转基因植物被批准进入田间试验，至今国际上已有30个国家批准数千例转基因植物进入田间试验，涉及的植物种类有40多种。
目前，农作物生物技术育种的研究已经不再处于实验室阶段，而是进入了实际应用，走到了商业化阶段。近年来，转基因植物在全球的种植面积增长迅速，种植转基因植物的国家从1992年的1个增长到1996年的6个，1998年9个，1999年进一步扩大到12个国家。全球转基因植物的种植面积1996年仅为170万hm2，1997年为1100万hm2，1998年增长到2780万hm2，1999年又比1998年增长44%，达到3990万hm2。
美国转基因植物的商业化速度进展很快，其推广应用走在其它国家的前列。1994年美国Calgene公司研制的转基因延熟番茄首次进入商业化生产，到1998年底就有30多例转基因植物被批准进行商业化生产。1999年全球转基因植物种植面积中，美国就占72％，达2870万hm2；其次是阿根廷670万hm2；占17％；加拿大400万hm2，占10％；我国名列第4位，1999年种植面积达30万hm 2，占1％，其他国家的种植面积都小于1％。
种植的转基因植物种类主要有：大豆（占54％），玉米（占28％），棉花（占9％），Canola油菜（占9％），马铃薯、西葫芦和木瓜的比例都小于1％。按转基因植物的性状划分，抗除草剂占71％，如抗除草剂的大豆（54％）、Canola油菜（9％）、玉米（4％）和棉花（4％）：抗虫转基因植物占22％，主要是抗虫玉米（19％）和抗虫棉（3％）；抗虫兼抗除草剂占7％，主要是抗虫兼抗除草剂的玉米（5％）和棉花（2％）；抗病毒和其它性状转基因植物的比例小于1％。
转基因植物的产业化，尤其是转基因农作物的产业化，由于提高产量、减少除草剂、杀虫剂等农药使用量和节约大量劳力，而带来巨大的经济效益和社会效益。近5年来，全球转基因植物的销售额成倍增长，1995年仅7500万美元，1996年增加了3倍达2.35亿美元，1997年和1998年继续增长，到1999年达到21∽23亿美元。
2 国内转基因植物研究与产业化发展
在国家”863”高新技术研究与发展计划及国家科技攻关计划的资助下，我国转基因植物的研究和开发取得了显著的进展，有些研究已经达到国际先进水平。据1996年国生物技术学会统计，我国投入研究和开发的转基因植物达47种，涉及各类基因103种。近年来有近20种转基因植物进入了田间试验或环境释放阶段。至1999年，农业部批准可进行商业化生产的国内研制的转基因植物有5种，它们分别是：抗虫棉花、改变花色的矮牵牛、延熟番茄、抗病毒的甜椒和番茄。
2．1 植物抗虫基因工程
苏云金芽孢杆菌Bt晶体毒素蛋白基因是最早被利用的杀虫基因。自从1987年我国首次获得转Bt基因的烟草和番茄以来，相继获得了转Bt基因的棉花、水稻、玉米等。为了解决我国棉花生产受棉铃虫严重危害的问题，在国家”863”计划的支持下，中国农业科学院生物技术研究所成功地人工合成和改造了Bt基因，并与江苏省农科院和山西省农科院等单位合作将Bt基因转入到我国长江、黄河流域的棉花主栽品种，获得了高抗棉铃虫的转基因棉花品种和品系。抗虫棉的总体抗虫能力达80％以上，丰产性、适应性与当地主栽品种相当。目前已经有4个抗虫棉品种通过审定并进行推广。农业部基因工程安全委员会已批准在安徽、山东、河北、河南、江苏、新疆、辽宁等省区分别进行转Bt基因抗虫棉商业化生产。至1999年，抗虫棉累计种植面积已经超过13.3万hm2。中国农业科学院棉花所与生技术研究所合作也育成中12、中13、中17、中16、中19的转Bt基因抗虫棉新品系。此外，中国农业科学院棉花所、南京农业大学和山西省农科院棉花所等单位还以转基因抗虫棉为亲本，育成了一批抗虫能力在80％以上，单产比主栽品种高15％以上的转基因抗虫杂交棉组合。拥有我国自主知识产权的抗虫棉花的育成和大面积推广应用，标志着我国转基因植物研究开始进入产业化发展阶段。
成功育成单价基因抗虫棉花的基础上，中国农业科学院生物技术研究所又与棉花所和石家庄市农科院等单位合作将Bt+CPTI（胰蛋白酶抑制剂基因）双价基因导入棉花，获得一系列转双价基因抗虫棉品系并获准在河北、山东、安徽、山西四省进行商业化生产。
将具有不同杀虫机理的两个基因同时导入植物能有效地延缓棉铃虫抗性的形成，因而能增强抗虫棉的持久抗虫性。这一成果进一步显示了我国抗虫棉研究的特色，具有更为广阔的应用前景。
为了有效控制水稻害虫的危害，中国农业科学院生物技术研究所和华中农业大学合作成功地获得了转Bt基因杂交水稻，对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟的毒杀效果达到95％。浙江农业大学（现已并入浙江大学）也成功地将Bt基因导入水稻早稻品种。目前转Bt基因抗螟虫水稻已进入环境释放阶段。中国科学院遗传所研制成功的转CpTI基因抗虫水稻也分别获准在北京、福建和山西进入中间试验和环境释放。此外，中国农业大学研制的转基因抗玉米螟玉米、复旦大学遗传所研制的转基因抗褐习虱水稻、中国科学院微生物研究所和中国林业科学院林研所研制的抗虫转基因杨树也都进入环境释放阶段。
2．2 抗病基因工程
中国农业科学院生物技术研究所已成功地人工合成和改造了来自天蚕蛾的抗菌肽基因，并导入我国马铃薯主栽品种米拉，获得抗病性提高I∽Ⅲ级的抗青枯病的转基因株系，现已经农业部批准在四川省进行环境释放。目前抗菌肽基因已经供给国内10多家研究单位，进行抗水稻白叶枯病、马铃薯软腐病、花生和番茄的青枯病、大白菜软腐病、柑桔细菌性溃疡病、桑树和桉树青枯病、樱桃根肿病等抗细菌病基因工程研究。
白叶枯病也是危害水稻生产的最为严重的病害之一。中国农业科学院生物技术研究所与国外合作研制成功的转Xa21基因抗白叶枯病水稻明恢63株系已分别在安徽省和海南省进行环境释放；华中农业大学和中国科学院遗传所研制的转Xa21基因抗白叶枯病水稻也分别进入中试阶段。
真菌病也是严重影响农作物生产的一类病害。中国农业科学院生物技术研究所与中国科学院上海植物生理研究所等单位合作，成功地克隆和修饰了植物来源的几丁质酶基因和葡萄糖氧化酶基因，通过花粉管通道法分别将这两个基因导入棉花，获得了抗黄萎病和枯萎病和枯萎的转基因棉花，这些株系在病圃中表现良好，现已进入中试阶段。
在抗病毒的基因工程方面，国内也取得了很好进展。北京大学克隆了烟草花叶病毒TMV、黄瓜花叶病毒CMV、马铃薯X病毒等中国株系以及水稻矮缩病毒的外壳蛋白基因，研制成功的抗黄瓜花叶病毒甜椒和番茄都已经分别在云南和福建进入中试或环境释放。中国农业科学院油料研究所研制的转基因抗条纹病毒花生、北京市农林科学院蔬菜研究中心育成的抗芜菁花叶病毒白菜和新疆农科院核技术生物技术所获得的抗黄瓜花叶病毒转基因甜瓜都已分别进入中试。此外，国内一些研究单位还获得了抗环斑病毒（PRSV）的番木瓜，抗黄矮病和黄花叶病毒的小麦等抗病毒病的基因工程植株。
2．3 植物抗逆基因工程
我国在抗盐基因工程上已取得了一些进展，先后克隆了脯氨酸合成酶（proA），山菠菜碱脱氢酶（BADH），磷酸甘露醇脱氢酶（mtl）及磷酸山梨醇脱氢酶（gutD）等与耐盐相关基因，通过遗传转化获得了而1％NACL的苜蓿、耐0.8％NACL的草莓及耐2％NACL的烟草，这些转基因植物已进入田间试验阶段。中国科学院遗传所将BADH基因导入水稻，获得的转基因水稻有交较高的耐盐性，并能在盐田中结实。
2．4 植物品质改良的基因工程
北京大学已将编码必需氨基酸的基因转入马铃薯，获得含高必需氨基酸的马铃薯品系，这些品系已在内蒙试种，正准备进入中试开发。中国农业大学成功地将高赖氨酸基因导入玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸含量比对照提高10％。
在控制植物发育的基因工程中，较为成熟的技术延迟成熟番茄的研究。华中农业大学和中国科学院植物所分别获得了这种转基因番，贮存时间可延长1∽2个月，有的可达80多天。1997年农业部基因工程安全委员会已批准这种耐储存番茄进行商业化生产。中国农业大学利用反义基因技术培育的耐储存番茄新品种已进行环境释放。
北京大学成功地将与植物花青素代谢有关的查而酮合酶基因导入花卉植物矮牵牛，转基因矮牵牛的花色呈现自然界没有的变异，提高了花卉的观赏价值。转基因兰花和转基因非洲菊的研究工作正在进行中。
2．5 植物叶绿体基因工程
中国农业科学院生物技术研究所在国内较早开始进行植物叶绿体遗传转化研究。1996年建立了烟草叶绿体遗传转化体系，并成功地将Bt基因导入烟草叶绿体中，转基因植物杀虫效果显著]。他们还将固氮酶基因（nifH和nifM）、抗剂基因（bar基因）和绿色荧光蛋白（GFP）基因导入了烟草叶绿体。
2．6 植物生物反应器
利用转基因植物作为生物反应器生产药用蛋白的研究逐渐受到各国的重视，研究探索的热点之一是利用转基因植物生产口服疫苗。中国农业科学院生物技术研究所的科研人员将乙型肝炎病毒表面抗原基因导入马铃薯和蕃茄，饲喂小鼠试验检测到较高的保护性抗体，浓度足以对人类产生保护作用。该所还进行了利用植物叶绿体作为生物反应器生产药用蛋白的探索，目前已将丙肝病毒（HCV）抗原基因导入衣藻叶绿体。利用转基因植物生产口服疫苗可以大大降低疫苗的生产成本，在发展中国家更有良好的发展前景。
3 植物转基因技术的未来发展与对策
根据国际农业生物技术应用研究所的预测，转基因植物的未来销售还将继续增长，预计2000年可达到30亿美元，2005年将达到80亿美元，2010年将进一步增长到250亿美元[1]。
21世纪植物转基因技术对于我国农业的可持续发展和16亿人中的食物安全将发挥重要的作用。面对某些发达国家对重要植物基因资源进行掠夺性、垄断性开发，并激烈争夺我国转基因农作物市场的竞争态势，我国作为一个农业大国，如果不加快生物技术发展，就难以在21世纪国际高技术产业化竞争中占有一席之地，我国的农业将会陷入受制于人的被动局面。
虽然国内外转基因植物研究与产业化已取得突破性的进展，但也应看到，由于受到技术发展的限制，目前植物基因产品应用范围还不是很宽阔。总的来看，抗虫、抗除草剂基因工程产品开发较快，抗病基因工程的研究开发需要进一步深入，抗逆、品质改良、生长发育等基因工程还有待基础研究的新的突破。还要看到，我国植物基因工程技术体系已经初步建立，并取得可喜的令人瞩目的进展。然而，总体研究水平，特别是基础研究与创新能力，以及加快我国转基因植物研究与产业化的发展，建议近期重点抓好以下几方面的工作：
① 续增加国家对转基因植物基础研究与产业化的投入，积极鼓励和引导企业投资生物技术研究，拓宽国内外技术合作的渠道。
② 加强国家农业生物技术研究计划的统一管理，制定和完善有利于人才培养引进和研究成果转化的一系列政策，尽快组建国家级转基因植物研究与产业化基地，逐步建立适合我国国情的研究开发与产业化发展体制。
③ 对技术相对比较成熟的转基因植物产品，如抗虫棉花、抗虫玉米、抗虫水稻和抗除草剂农作物等，要加大力度尽快实现产业化。
④ 当前要特别重视基因组学、生物信息学等基础研究，集中力量保护开发我国生物基因资源，分离克隆一批具有自主知识产权的、可供植物基因工程利用的新基因。
⑤在努力完善转基因植物安全管理体系的同时，建立健全基因安全评价的技术体系，特别是尽快制定和实施转基因食品安全性检测与管理办法。一方面要加强立法，将部分颁布的条例升级为国家法规，另一方面也要作好公众宣传和舆论导向，以科学的态度对待农业生物安全问题，积极引导我国转基因植物产业化快速和健康的发
