發(fā)布時(shí)間：2014-05-14所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 論文摘要：商業(yè)化轉(zhuǎn)基因油菜的分布主要集中在加拿大和美國,至少有11個(gè)品種已經(jīng)開始商業(yè)化生產(chǎn)。國外用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因油菜品種性狀主要集中在抗溴苯腈除草劑、高月桂酸含量、抗草甘膦除草劑、抗草胺膦除草劑和育性改變等幾大方面[8]。長期以來,商業(yè)化的
論文摘要：商業(yè)化轉(zhuǎn)基因油菜的分布主要集中在加拿大和美國,至少有11個(gè)品種已經(jīng)開始商業(yè)化生產(chǎn)。國外用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因油菜品種性狀主要集中在抗溴苯腈除草劑、高月桂酸含量、抗草甘膦除草劑、抗草胺膦除草劑和育性改變等幾大方面[8]。長期以來,商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因油菜品種一直是以對(duì)除草劑的耐性為最主要特性, 其次是復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因和抗蟲轉(zhuǎn)基因[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]轉(zhuǎn)基因油菜性狀抗除草劑占61%,復(fù)合性狀(抗除草劑和抗蟲)占22%,抗蟲占17%。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因油菜,研究進(jìn)展,專利,發(fā)展對(duì)策
1983年美國華盛頓大學(xué)將卡那霉素抗性基因?qū)霟煵菁?xì)胞和威斯康星大學(xué)將大豆基因轉(zhuǎn)入向日葵,標(biāo)志著作物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的誕生[1]。作物轉(zhuǎn)基因技術(shù)在緩解資源約束、解決糧食短缺、拓展農(nóng)業(yè)功能等方面顯現(xiàn)出巨大潛力[2]。1985年Ooms等利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法成功獲得了第一株轉(zhuǎn)基因油菜。2010年全球轉(zhuǎn)基因油菜種植面積已達(dá)700萬hm2,位居世界轉(zhuǎn)基因作物第四位,列于轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、棉花之后,分別占轉(zhuǎn)基因作物種植面積的4.7%和油菜種植面積的23%[1]。
中國目前食用油的一半以上來自油菜[3]。此外,油菜作為中國具有傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的重要油料作物,對(duì)于農(nóng)民增收、改善人民膳食結(jié)構(gòu)、提高人民生活水平以及保障食品安全都具有重要意義[4]。
本文通過對(duì)中國轉(zhuǎn)基因油菜的研究進(jìn)展、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等進(jìn)行多方位、多視角的分析,展示了中國轉(zhuǎn)基因油菜的發(fā)展態(tài)勢(shì),并針對(duì)性地提出了對(duì)策和建議,旨在為政府部門、科研院所、企事業(yè)單位及行業(yè)相關(guān)科研人員提供參考。
1 中國轉(zhuǎn)基因油菜研究進(jìn)展
轉(zhuǎn)基因油菜在于基因組中含有外源基因,這些外源基因可來自植物、動(dòng)物或微生物,它可以改變油菜的某些遺傳特性,從而培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗寒、抗旱、抗?jié)场⒖果}堿、抗蟲、抗病毒、抗除草劑等的新品種。據(jù)報(bào)道,國外將相關(guān)外源基因轉(zhuǎn)入油菜,已培育出了大量具備抗蟲、抗病、抗除草劑、抗逆、品質(zhì)改良和功能性狀優(yōu)良的新品種。
目前,轉(zhuǎn)基因油菜采用的基因轉(zhuǎn)化方法主要有農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法、電激法、顯微注射法、基因槍法、真空滲入遺傳轉(zhuǎn)化法、激光微束穿刺法、PEG法、花粉介導(dǎo)法等[5]。伴隨基因工程技術(shù)的發(fā)展,科研人員愈來愈傾向于采取基因工程的手段改良油菜的產(chǎn)量、品質(zhì)及抗逆性[6]。
目前,中國雖然還沒有轉(zhuǎn)基因油菜的商業(yè)化種植,但是對(duì)轉(zhuǎn)基因油菜理論的研究卻相當(dāng)活躍。2004年山西農(nóng)業(yè)大學(xué)利用花粉介導(dǎo)法將GUS基因轉(zhuǎn)入油菜中,其轉(zhuǎn)化頻率為2.8%[6]。2005年中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所利用油菜油體表達(dá)體系生產(chǎn)鮭魚降鈣素,表達(dá)水平達(dá)種子總蛋白的6.47%[7]。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所的盧長明等[8]對(duì)轉(zhuǎn)基因油菜基因擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)以及對(duì)生物多樣性影響等環(huán)境安全問題進(jìn)行了深入研究。
研究轉(zhuǎn)基因油菜所采用的目的基因也趨于多樣化。人們已獲得了多種目的基因。其中,抗蟲基因有蘇云金桿菌殺蟲蛋白基因、幾丁質(zhì)酶基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因、昆蟲特異性神經(jīng)毒素基因等;抗除草劑基因有抗溴苯腈基因、澳苯腈基因bxn、抗溴苯腈與雄性不育基因等;抗病毒基因有葡聚糖酶及幾丁質(zhì)酶基因、蕪青花葉病毒外殼基因、商陸抗病毒蛋白(PAP)cDNA、蕪菁花葉病毒的CP基因(Tu MV-CP)等。這些目的基因大多已被導(dǎo)入油菜并得到了廣泛的應(yīng)用[9]。中國轉(zhuǎn)基因油菜理論研究概況參見表1。
從中國轉(zhuǎn)基因油菜理論研究情況來看,中國在各項(xiàng)技術(shù)上基本和國外保持跟進(jìn)。研究成果涵蓋面較廣泛,但真正具有明顯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景的成果很少見。亟須加大投入力度,繼續(xù)深入研究,搶占核心技術(shù)。
2 中國轉(zhuǎn)基因油菜知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析
在市場競爭激烈的當(dāng)今社會(huì),專利是信息技術(shù)最有效的載體,它反映了技術(shù)研究方向和市場發(fā)展動(dòng)向,甚至還可以推斷出該領(lǐng)域的整體專利戰(zhàn)略發(fā)展趨勢(shì)。
2.1 專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)檢索來源
本文轉(zhuǎn)基因油菜專利檢索,采取轉(zhuǎn)基因油菜專利檢索相關(guān)關(guān)鍵詞(轉(zhuǎn)基因油菜、油菜、轉(zhuǎn)基因、基因、位點(diǎn)、標(biāo)記、克隆、遺傳、轉(zhuǎn)化)及其組合的邏輯式,利用IPGet(2.0.0.1版本)檢索軟件,在中國國家專利局專利數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行相關(guān)專利檢索。檢索起始時(shí)間為1985年9月10日,截止時(shí)間為2012年3月21日。在中國國家專利局專利數(shù)據(jù)庫中初檢出專利365件,剔除重復(fù)、非相關(guān)項(xiàng),經(jīng)人工篩選后建成轉(zhuǎn)基因油菜技術(shù)專利數(shù)據(jù)庫,包含專利268件。
2.2 轉(zhuǎn)基因油菜專利申請(qǐng)年度分布情況
通常專利申請(qǐng)的數(shù)量在很大程度上反映了該項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)狀況和技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)。據(jù)檢索,中國自1985年以來,轉(zhuǎn)基因油菜技術(shù)領(lǐng)域總共公布相關(guān)專利268件,圖1顯示了轉(zhuǎn)基因油菜專利的歷年申請(qǐng)情況。
從該領(lǐng)域技術(shù)的總體發(fā)展進(jìn)程來看,相關(guān)技術(shù)的歷年專利申請(qǐng)數(shù)量呈上升趨勢(shì),表現(xiàn)出該領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展速度逐漸加快態(tài)勢(shì)。在2009年后專利的申請(qǐng)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)的主要原因?yàn)閷＠纳暾?qǐng)和公布需要一定的時(shí)間,該階段申請(qǐng)的專利部分尚未公布。從歷年專利申請(qǐng)量的具體信息而言,該技術(shù)的發(fā)展大致可分為3個(gè)階段:1985~1998年為初級(jí)發(fā)展階段,1999~2002年為平穩(wěn)發(fā)展階段,2003年至今為迅速發(fā)展階段。
2.3 轉(zhuǎn)基因油菜專利申請(qǐng)地區(qū)分布情況
通過對(duì)此次專利檢索的數(shù)據(jù)整理發(fā)現(xiàn),國內(nèi)共有21個(gè)省市申請(qǐng)了轉(zhuǎn)基因油菜專利,此外還有美國、法國、德國等8個(gè)國家在中國申請(qǐng)了轉(zhuǎn)基因油菜專利。在專利申請(qǐng)總量上,湖北、北京、江蘇和上海的專利申請(qǐng)量位居全國前列,其中湖北省申請(qǐng)專利78件占轉(zhuǎn)基因油菜領(lǐng)域?qū)＠偭康?9.1%。圖2顯示了轉(zhuǎn)基因油菜專利在1985~2011年間專利申請(qǐng)的地區(qū)分布情況(前10位)。
2.4 轉(zhuǎn)基因油菜專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)分布情況
從申請(qǐng)人組成來看,中國的轉(zhuǎn)基因油菜專利申請(qǐng)人主要是科研院所和高校,大多數(shù)專利為科研院所和高校所申請(qǐng),公司和個(gè)人的申請(qǐng)數(shù)量只占到很小一部分。這表明在中國科研院所和高校積聚著轉(zhuǎn)基因油菜方面的絕對(duì)科研力量,而公司在科研水平和技術(shù)儲(chǔ)備以及創(chuàng)新能力上依然較為落后。1985~2011年,轉(zhuǎn)基因油菜技術(shù)領(lǐng)域申請(qǐng)數(shù)量排行前10位的機(jī)構(gòu)(申請(qǐng)人)情況如表2。
2.5 轉(zhuǎn)基因油菜專利申請(qǐng)技術(shù)分布情況
從專利技術(shù)要素上看(圖3),國內(nèi)轉(zhuǎn)基因油菜在特異性啟動(dòng)因子基因、生理生長基因、不育基因、分子標(biāo)記等方面申請(qǐng)的專利較多。研發(fā)力量則主要集中在抗逆基因、抗病基因和油菜種子品質(zhì)性狀改良上;在抗蟲基因申請(qǐng)和抗除草劑基因的專利件數(shù)則較少,分別只有3件和1件,而國外公司產(chǎn)業(yè)化推廣的基本都是抗除草劑品種。
分析以上情況可見:①轉(zhuǎn)基因油菜專利申請(qǐng)數(shù)量整體偏少。截至2012年3月,轉(zhuǎn)基因油菜專利申請(qǐng)僅268件,相比其他領(lǐng)域數(shù)量明顯偏少,這與相關(guān)技術(shù)的自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)和專利保護(hù)意識(shí)薄弱有極大關(guān)系,也可能與對(duì)轉(zhuǎn)基因植物的審查持謹(jǐn)慎態(tài)度有關(guān)。同時(shí)警示國內(nèi)在轉(zhuǎn)基因油菜育種產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。②科研院所和高校的專利申請(qǐng)量和專利持有量占有較大比例,顯示出其在科研成果產(chǎn)業(yè)化方面存在著巨大潛力,但企業(yè)作為產(chǎn)業(yè)化推廣的主體卻在資源配置沒跟上,科研體制成為了制約瓶頸。③轉(zhuǎn)基因油菜專利申請(qǐng)多以應(yīng)用專利為主,核心領(lǐng)域的研發(fā)深度較淺甚至并未涉及。不利于中國在轉(zhuǎn)基因油菜領(lǐng)域的技術(shù)儲(chǔ)備研發(fā),也不利于科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)合作聯(lián)盟,難以拓展中國企業(yè)的發(fā)展空間,制約中國轉(zhuǎn)基因油菜的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
3 中國轉(zhuǎn)基因油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 轉(zhuǎn)基因油菜產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀
商業(yè)化轉(zhuǎn)基因油菜的分布主要集中在加拿大和美國,至少有11個(gè)品種已經(jīng)開始商業(yè)化生產(chǎn)。國外用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因油菜品種性狀主要集中在抗溴苯腈除草劑、高月桂酸含量、抗草甘膦除草劑、抗草胺膦除草劑和育性改變等幾大方面[8]。長期以來,商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因油菜品種一直是以對(duì)除草劑的耐性為最主要特性, 其次是復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因和抗蟲轉(zhuǎn)基因[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]轉(zhuǎn)基因油菜性狀抗除草劑占61%,復(fù)合性狀(抗除草劑和抗蟲)占22%,抗蟲占17%。
國內(nèi)轉(zhuǎn)基因油菜的研發(fā)比其他轉(zhuǎn)基因作物更為滯后, 目前中國轉(zhuǎn)基因油菜僅處于批準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)階段。迄今尚未見到有明顯應(yīng)用前景的產(chǎn)品可作為產(chǎn)業(yè)化的首選,與國外相比中國轉(zhuǎn)基因油菜的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,還處于明顯的劣勢(shì)地位[10]。
3.2 轉(zhuǎn)基因油菜進(jìn)口現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)部于1999年頒布了《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法》。經(jīng)過專家們科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龊驮囼?yàn),2004年3月美國種業(yè)巨頭孟山都遠(yuǎn)東有限公司和拜耳作物科學(xué)公司在中國通過安全評(píng)估并分別獲得了由中國農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的7個(gè)轉(zhuǎn)基因油菜品種的進(jìn)口安全許可證書[3]。包括孟山都公司的抗農(nóng)達(dá)(草胺膦)品種GT73/RT73和拜耳公司的另外6個(gè)抗除草劑(T45、Oxy-235、Ms8Rf3、Topas19/2、Ms1Rf1和Ms1Rf2)品種[8]。表3給出了中國2009~2011年進(jìn)口用作加工原料的轉(zhuǎn)基因油菜審批情況。
中國平均每年進(jìn)口油菜子100多萬t,最多時(shí)達(dá)300萬t,并且有60%以上的是轉(zhuǎn)基因油菜。但是這些進(jìn)口到中國的轉(zhuǎn)基因油菜只能用作加工原料,禁止在中國種植[8]。
4 中國轉(zhuǎn)基因油菜發(fā)展對(duì)策探討
4.1 重視轉(zhuǎn)基因油菜的專利申請(qǐng)和利用
當(dāng)今知識(shí)產(chǎn)權(quán)已成為國際合作與競爭的重要籌碼。阿根廷不具有轉(zhuǎn)基因技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),所有的種子和技術(shù)均來自美國,孟山都公司最初免費(fèi)派送種子,在成功占領(lǐng)99%市場份額之后又開始收取高額專利費(fèi)。導(dǎo)致阿根廷幾乎都是以悲情的反面教材形象出現(xiàn),淪為“全球第一個(gè)轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)品”。
中國擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基因偏少,而且轉(zhuǎn)基因油菜申請(qǐng)的專利還僅局限于應(yīng)用方面,很少甚至并未涉及核心專利,導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因油菜研發(fā)缺乏后勁。中國科學(xué)院植物研究所首席專家蔣高明曾指出“將來沒有核心專利,恐怕吃糧食也得交專利費(fèi)”。據(jù)序列分析的結(jié)果預(yù)測農(nóng)作物基因組中含有4萬~8萬個(gè)基因,在今后的8~10年內(nèi),這些基因都將逐漸被分離克隆,注冊(cè)為知識(shí)產(chǎn)權(quán)[7]。因此,建議設(shè)立“國家油菜功能基因組研究重大科技專項(xiàng)”加大力度搶占先機(jī),持有核心專利。
專利利用方面,對(duì)于國外申請(qǐng)人在中國獲授權(quán)專利技術(shù),育種者可以通過專利法的交叉許可制度或與專利持有人簽訂合同等方式對(duì)這方面的技術(shù)加以利用;對(duì)于無法通過上述方法獲得使用許可而在轉(zhuǎn)基因油菜產(chǎn)業(yè)化中不可避免地要運(yùn)用的專利技術(shù),國家應(yīng)適當(dāng)運(yùn)用知識(shí)產(chǎn)權(quán)的強(qiáng)制許可制度,以保障中國轉(zhuǎn)基因油菜產(chǎn)業(yè)化的順利進(jìn)行。
4.2 加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因油菜的創(chuàng)新能力建設(shè)
理論研究方面,突出國家政策的引導(dǎo)作用,在科研立項(xiàng)資助時(shí),明確提出獲取自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的導(dǎo)向性要求,集中資源投入到重要研究方向上。目前油菜基因工程研究重點(diǎn)應(yīng)放在轉(zhuǎn)化目的基因,篩選標(biāo)記、再生體系的建立和遺傳轉(zhuǎn)化的方法上[11],主要改良油菜的產(chǎn)量、品質(zhì)及抗逆性[6]。采取各種措施促進(jìn)高校、科研院所與公司、企業(yè)的結(jié)盟,將科研機(jī)構(gòu)較強(qiáng)的理論水平與公司、企業(yè)較為完善的生產(chǎn)、管理和推廣體系結(jié)合在一起,發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),促進(jìn)國內(nèi)轉(zhuǎn)基因油菜科研的長足發(fā)展與理論成果的及時(shí)轉(zhuǎn)化,防止研發(fā)資源的浪費(fèi)。
4.3 確保轉(zhuǎn)基因油菜的環(huán)境和食用安全
轉(zhuǎn)基因油菜的環(huán)境安全需要考慮:轉(zhuǎn)基因油菜本身是否會(huì)演變成有害植物,如有毒、過敏源、難以控制的雜草等;外源基因是否會(huì)流散到其他物種造成食用安全和環(huán)境安全隱患,是否會(huì)影響其他生物的生存,影響生物多樣性等[8]。而轉(zhuǎn)基因油菜的食用安全需要考慮的面則相當(dāng)廣泛,如是否產(chǎn)生過敏反應(yīng),抗生素標(biāo)記基因能否使人和動(dòng)物產(chǎn)生抗藥性,可能具有毒性等。當(dāng)前人們擔(dān)心對(duì)生物、植物生命進(jìn)行的“任意修改”,創(chuàng)造出的新型遺傳基因和生物可能會(huì)危害人類。
針對(duì)公眾關(guān)心的轉(zhuǎn)基因油菜可能會(huì)帶來潛在的環(huán)境安全和食用安全問題,建議開展專項(xiàng)課題研究,強(qiáng)化科研攻關(guān),將轉(zhuǎn)基因作物一系列不確定的問題研究透徹,如食品安全問題、生物富集問題、藥食關(guān)系問題、生態(tài)影響問題、基因污染問題、全球監(jiān)管問題等。繼續(xù)探索降低轉(zhuǎn)基因油菜潛在風(fēng)險(xiǎn)的根本途徑[12]。
4.4 推進(jìn)轉(zhuǎn)基因油菜的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
21世紀(jì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)將進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段,預(yù)計(jì)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將占世界收入的10%以上[13]。對(duì)于轉(zhuǎn)基因油菜而言,利用新品系含油量高、抗除草劑、抗病、抗蟲等特點(diǎn),發(fā)揮新品系菜子油低成本、高品質(zhì)的競爭優(yōu)勢(shì),加快產(chǎn)業(yè)化步伐。嚴(yán)把轉(zhuǎn)基因油菜商品化生產(chǎn)質(zhì)量和安全關(guān), 必須進(jìn)行中間試驗(yàn)、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗(yàn)等一系列田間試驗(yàn)環(huán)節(jié)[12]。
建議利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)造多樣化的超高油油菜種質(zhì)資源,改良其蛋白質(zhì)品質(zhì)和脂肪酸組成,進(jìn)一步拓展產(chǎn)業(yè)化的空間。研究新品系與其他油菜生產(chǎn)新技術(shù)的結(jié)合,確保產(chǎn)業(yè)化的穩(wěn)步推進(jìn)。注重與轉(zhuǎn)基因大國及跨國生物公司建立起堅(jiān)實(shí)的伙伴關(guān)系,從而提高中國轉(zhuǎn)基因油菜的國際產(chǎn)業(yè)競爭力。
5 展望
現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因油菜主要是抗除草劑、抗病、抗蟲。這類性狀稱之為“輸入性狀”,目的基因的功能是改良農(nóng)藝性狀,得益者是農(nóng)民和開發(fā)商。未來轉(zhuǎn)基因油菜將不斷開發(fā)“輸出性狀”,重點(diǎn)在改良品質(zhì),增加營養(yǎng),具備醫(yī)療保健功能,或用作環(huán)保和工業(yè)原料, 從而大幅度提高農(nóng)副產(chǎn)品附加值, 并使消費(fèi)者直接受益, 預(yù)計(jì)必將更加受到消費(fèi)者的歡迎。
未來還可用轉(zhuǎn)基因油菜生產(chǎn)外源基因的表達(dá)產(chǎn)物,如人的干擾素、生長素、胰島素、表皮生長因子、白介素、乙型肝炎疫苗等。再次用事實(shí)戰(zhàn)勝雄辯,著實(shí)提升公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的科學(xué)認(rèn)識(shí), 讓轉(zhuǎn)基因油菜造福于人類。
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