2018 年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势

2019-08-26 11:45 | 作者: 中国生物工程杂志 | 标签: 2018

本文刊载‍于《中国生物工程杂志》2019年第8期,转载引用请注明:国际农业生物技术应用服务组织. 2018年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势[J]. 中国生物工程杂志, 2019, 39(8): 1-6.

1 前言

生物技术可以用于开发更耐旱与更有营养的作物品种,从而保护自然资源与人类健康。根据具体情况对每种生物技术/转基因作物进行具体评估,获准上市的商业化产品已经通过严格的科学审查。生物技术/转基因作物应视为一种提高作物产量的工具,其在食品安全方面无不良记录,为粮食产量得不到保证的农民带来更多收入。通过应用生物技术/转基因作物获得的这些经济效益、健康改善和社会效益应向全球社区公布,使农民和消费者能够分别理智地选择种植和消费哪种作物;使政策制定者和监管机构制定有关生物技术/转基因作物商业化和应用的生物安全指南;使科学传播者和媒体更有效地宣传这项技术的好处和潜力。
本文记载了有关这一主题的最新信息,其中包括自1996年(生物技术/转基因作物商业化的第一年)以来有关转基因作物应用和分布情况的全球数据、各国情况以及这项技术在世界各地的未来前景。
2 2018年转基因作物应用概况
● 2018年转基因作物继续保持高应用率,全球种植面积达1.917亿公顷

2018年是生物技术/转基因作物商业化的第23个年头, 26个国家种植了1.917亿公顷转基因作物,比2017年的1.898亿公顷增加了190万公顷(470万英亩),增幅比例为1%。除2015年的种植面积外,这是第22个增长年份。转基因作物种植面积自1996年以来增长了约113倍,累计达到25亿公顷,使生物技术成为全球应用最为迅速的作物技术。
● 转基因作物在五大转基因作物种植国家的应用率已经接近饱和

2018年,转基因作物在世界五大转基因作物种植国的平均应用率(大豆、玉米和油菜的平均应用率)不断增长,已经接近饱和,其中美国93.3%、巴西93%、阿根廷接近100%、加拿大92.5%、印度95%。今后这些国家转基因作物种植面积的扩大将通过随时批准和商业化新的转基因作物和性状来实现,这些新性状将解决气候变化和新出现的病虫害等问题。
● 总计70个国家/地区应用了转基因作物——26个国家种植转基因作物,另外44个国家进口转基因作物

26个国家/地区种植了1.917亿公顷的转基因作物,其中21个为发展中国家,5个为发达国家。发展中国家的转基因作物种植面积占全球种植面积的54%,而发达国家占46%。另外44个国家/地区(18个国家/地区+欧盟26国)进口转基因作物用于粮食、饲料和加工。因此,共有70个国家/地区应用了转基因作物。

● 2018年转基因作物为消费者提供了更加多样化的选择

转基因作物已经扩展到四大作物(玉米、大豆、棉花和油菜)之外,为全球消费者和食品生产商提供了更多选择。这些转基因作物均已上市销售,包括紫花苜蓿、甜菜、木瓜、南瓜、茄子、马铃薯和苹果。先后两代具有防挫伤、防褐变、低丙烯酰胺含量、抗晚疫病等性状的Innate®马铃薯,以及防褐变的Arctic®苹果已经在美国种植。巴西种植了第1批抗虫甘蔗;印度尼西亚种植了第1批耐旱甘蔗;澳大利亚种植了第1批用于前期研发和育种的高油酸红花。具有多种性状组合的转基因作物也获得批准,包括高油酸油菜、耐异恶唑草酮除草剂棉花、复合耐除草剂高油酸大豆、耐除草剂耐盐大豆、抗虫甘蔗、具有抗虫/耐除草剂复合性状的转基因玉米。另外,公共行业机构进行的转基因作物研究包括具有各种经济重要性和营养价值性状的水稻、香蕉、马铃薯、小麦、鹰嘴豆、木豆和芥菜,这些作物使发展中国家的粮食生产者和消费者均受益。

● 转基因大豆的种植面积占全球转基因作物种植面积的50%

四种主要转基因作物——大豆、玉米、棉花和油菜的种植面积有所下滑,但仍然是26个国家种植最多的转基因作物。转基因大豆以9590万公顷的种植面积居首,占全球转基因作物种植面积的50%,比2017年增长了2%。其次是玉米(5890万公顷)、棉花(2490万公顷)和油菜(1010万公顷)。从全球单一作物的种植面积来看,2018年转基因大豆的应用率为78%,转基因棉花的应用率为76%,转基因玉米的应用率为30%,转基因油菜的应用率为29%。

● 具有复合性状的转基因作物种植面积增长了4%,占全球转基因作物种植面积的42%

具有复合抗虫性状的转基因作物种植面积增加了4%,占全球种植面积的42%,这是农民遵循免耕、减少农药用量的智慧农业的证明。耐除草剂性状始终是大豆、油菜、玉米、苜蓿和棉花的主要性状,具有这种性状的转基因作物在2018年的种植面积占全球总种植面积的46%,比2017年下降了1%。

● 五大转基因作物种植国(美国、巴西、阿根廷、加拿大和印度)占全球1.917亿公顷转基因作物面积的91%

2018年,美国以7500万公顷的转基因作物种植面积居世界首位,其次是巴西(5130万公顷)、阿根廷(2390万公顷)、加拿大(1270万公顷)和印度(1160万公顷)(表1),总计1.745亿公顷,占全球种植面积的91%。生物技术使这五个国家的19.5亿人口(占当前全世界76亿人口的26%)受益。

美国对转基因大豆、玉米和棉花的平均应用率达到93%

2018年,美国转基因作物种植面积为7500万公顷,占全球转基因作物种植面积的39%,平均应用率为93%。种植的转基因作物包括大豆(3408万公顷)、玉米(3317万公顷)、棉花(506万公顷)、油菜(90万公顷)、甜菜(49.1万公顷)、紫花苜蓿(126万公顷),还有大约1000公顷的木瓜、南瓜、马铃薯和苹果。2018年春初的气候特征是4月寒冷、5月温暖,加州部分地区降水量过大,而美国西南部和中南部部分地区却出现干旱天气,因此导致产量下降。美国政府为生物技术提供大力支持,呼吁解除那些阻碍尖端技术发展的监管,使农民可以自由地进行创新,促进农业繁荣与增长。玉米、大豆和棉花这三种主要作物的生物技术应用率平均为93.3%,这可能意味着未来几年的应用率不可能有很大的增长。因此,转基因作物面积增长将依赖于其他转基因作物:油菜、苜蓿、甜菜、马铃薯和苹果。美国在转基因作物的发现、开发和商业化方面处于领先地位,美国政府大力支持生物技术,美国农业部与食品药品监督管理局(FDA)致力于制定现代化的《生物技术管理协调框架》,这反映了美国在接纳和认识生物技术的科学基础地位方面的领导能力。加速批准农业生物技术新产品不仅惠及美国,更使全球社区受益。2018年,新颁发的粮食/饲料和加工批文包括中国抗虫水稻和国际水稻研究所(IRRI)的黄金大米,新一代的耐除草剂棉花、高油酸油菜和低酚棉花被批准进行环境释放。

巴西转基因作物种植面积扩大到5130万公顷

巴西在2018年是全球第二大转基因作物种植国,种植面积为5130万公顷,与2017年的5020万公顷相比,增长了2%(100万公顷),占全球转基因作物种植面积的27%。该国种植的转基因作物包括3486万公顷大豆、1538万公顷玉米(夏冬两季)、100万公顷棉花以及400公顷甘蔗(这是巴西在全球种植的第1批转基因甘蔗)。大豆、玉米、棉花三种作物在巴西的总种植面积为5488万公顷,转基因作物(种植面积5130万公顷)的应用率为93%,比2017年减少了1%。在盈利能力、价格上涨、国内外市场需求高以及可用种子技术等因素的推动下,与2017年相比,2018年的转基因大豆和棉花种植面积显著增加。中国是巴西大豆和棉花的主要出口市场,在2018年,巴西80%的大豆出口到中国,出口总额预计达到8300万吨,创历史新高。向农民提供补贴信贷、大型农业基因公司提供外国投资,这些都成为支持动力,使农民在可预见的未来大规模种植转基因作物。此外,巴西法院作出了一项裁决,解除了该国对草甘膦的禁令,从而确保种植者能够继续使用草甘膦除草剂。在巴西执行的一项为期20年的转基因作物种植研究显示,每公顷土地的杀虫剂施用量大大减少,并且虫害导致的损失也显著减少。结果是,转基因作物的生产率和产量平均高于传统作物。

阿根廷转基因作物的应用率接近100%

2018年,阿根廷在十大转基因作物种植国家中排名第三,转基因作物的种植面积总计达到2390万公顷,占全球1.917亿公顷种植总面积的12%,比2017年种植的2360万公顷增加了30.954万公顷(增长了1.3%),上述面积包括1800万公顷转基因大豆、550万公顷转基因玉米和37万公顷转基因棉花,转基因作物的应用率接近100%。由于夏季农忙月份发生的严重干旱使转基因大豆种植面积缩减,导致阿根廷数十年来首次从美国进口大豆。2015年,农民开始在7万公顷的土地上种植具有复合性状的大豆IntactaTM,到2018年,这种大豆的种植面积已经比2017年的308万公顷增长了40.2% —— 这表明农民应用了一项可以降低成本、提高利润的技术。阿根廷前几年的批准数量很低,到了2018年,阿根廷政府通过阿根廷国家农业生物技术咨询委员会(CONABIA)批准了8项生物技术应用:包括4个抗虫和耐除草剂复合玉米转化体,2个耐除草剂大豆和1个苜蓿转化体,外加1个仅用于粮食、饲料和加工的大豆转化体。

加拿大的应用率达到92.5%

2018年,加拿大种植了6种转基因作物,种植总面积为1275万公顷,较2017年的1312万公顷减少了约3%。这1275万公顷占全球转基因作物种植面积的7%,其中包括240万公顷大豆、160万公顷玉米、870万公顷油菜、1.5万公顷甜菜、4000公顷紫花苜蓿和65公顷马铃薯。由于大豆、玉米和油菜种植面积减少,致使转基因作物种植面积略有下降,其他转基因作物比如紫花苜蓿、甜菜和马铃薯的种植面积较小,但较之2017年仍然略有增加。平均应用率为92.5%,比2017年增长了2%。加拿大政府已经发放了几项批文,批准三个品种的转基因苹果(Arctic®Golden Delicious、Arctic®Granny Smith和Arctic®Fuji) 进行饲料和粮食用途的商业化种植。加拿大卫生部已经向含有维生素A原转化体GR2E的转基因黄金大米发放了批文,该决定符合澳新食品标准局(FSANZ)在2018年发放的批文。加拿大卫生部还批准了抗虫甘蔗,并做出以下决定:使用抗虫甘蔗生产的糖与传统甘蔗制糖具有同等安全性。2018年,总部位于美国的AquaBounty Technologies公司已经在加拿大出售了7吨转基因三文鱼片。

印度:抗虫(Bt)棉花种植面积增加到95%

2017~2018年度,印度的棉花种植总面积为1224万公顷,其中官方批准的转基因抗虫棉种植面积占95%。由于成功抑制了未批准的抗虫(Bt)/ 耐除草剂棉花的扩张,在2018~2019年度,印度官方批准的抗虫棉种植面积增加到1160万公顷,比2017~2018年度增加了20万公顷,种植农户超过600万。应用率在2016年创下96%的历史新高,2017年下降到93%,这是由于印度报告称:在大约76万公顷的土地上种植了大约350万株未获批准的抗虫(Bt)/ 耐除草剂棉花,因此,2018年转基因棉花应用率重新恢复到95%,种植面积增加了6%,这表示农民恢复了对Bt棉花技术的信心,也意味着对批准下一代转基因棉花技术(包括具有抗虫、耐除草剂复合性状的棉花)的需求。全国范围内的红铃虫治理活动于2018年在种植棉花的各邦开展,此活动的重点关注对象是Maharashtra邦耕种旱地的农民。通过持续开展各种活动,包括农民教育计划以及有重大利益相关方参与的研讨会、意识教育计划和培训计划使农民的认识得到提高,在2018年夏秋收获季,棉花的红铃虫发病率得到显著控制。然而,来自印度不同玉米种植邦的报告显示:草地贪夜蛾对玉米造成毁灭性侵害,导致印度南部玉米种植邦在早春收获季和夏秋收获季均遭受重大损失。印度目前正在全面开展各种活动来提高防治草地贪夜蛾的意识,这有可能推动抗虫玉米在印度的种植。

● 拉美10国种植了8193万公顷转基因作物

2018年,拉美10国的转基因作物种植面积总计达到8193万公顷,比2017年的7940万公顷增长了2.4%,占全球总种植面积的42.7%,包括:巴西(5130万公顷)、阿根廷(2390万公顷)、巴拉圭(380万公顷)、乌拉圭(130万公顷)、玻利维亚(130万公顷)、墨西哥(21.8万公顷)、哥伦比亚(8.8万公顷)、洪都拉斯(3.55万公顷)、智利(10454公顷)、哥斯达黎加(139公顷)。2018年拉美几国在种植面积和百分比绝对增长值方面都创造了新的记录,巴西以110万公顷(2%)的增长居榜首,其次是巴拉圭(80万公顷,27%)、阿根廷(30万公顷,1%)、乌拉圭(20万公顷,18%)、墨西哥(10万公顷,100%),最后是洪都拉斯(4000公顷,10%)。由于大多数拉美国家增加了转基因作物种植面积,因此弥补了2017年爆发的大面积干旱导致的损失。此外,由于盈利能力增强,价格提升,国内外市场需求旺盛,大豆和棉花种子技术的可获得性,农民在获得补贴信贷的同时还可获得来自业界的外国投资,再加上气候适宜,以及通过有效施肥改进农业耕种方式等等,这些因素鼓励了巴西、阿根廷、巴拉圭、乌拉圭和洪都拉斯的农民种植转基因作物。在墨西哥,农民需要经过一年轮作之后才能重新种植玉米,加上当地气候适合种植棉花,并且受棉花价格因素刺激,该国的棉花种植面积增长了100%。
由于更多技术带来不同品种的作物和不同的特性,使拉丁美洲有望扩大转基因作物种植面积。 巴西首次在400公顷土地上种植了抗虫甘蔗。阿根廷政府批准了耐除草剂的低木质素转基因紫花苜蓿商业化(紧随美国和加拿大之后,成为世界上第三个做出批准的国家),还批准了耐旱小麦、耐旱大豆和新一代耐除草剂大豆以及不褐变苹果的田间试验。随着巴西和阿根廷的生产能力增强,以及对生物技术认识的提高,很可能成为其他拉美国家仿效的榜样。
● 亚太地区9个国家种植1913万公顷转基因作物

亚太地区种植转基因作物面积最大的国家是印度(1160万公顷棉花),其次是中国(290万公顷棉花和木瓜)、巴基斯坦(280万公顷棉花)、澳大利亚(79.3万公顷棉花和油菜)、菲律宾(63万公顷玉米)、缅甸(31万公顷棉花)、越南(4.9万公顷玉米)、孟加拉国(2975公顷茄子)和一个重新种植转基因作物的国家 ——印度尼西亚(1342.59公顷耐旱甘蔗)。亚太地区2018年的转基因作物种植面积总计为1913万公顷(与2017年相同),占全球1.917亿公顷转基因作物种植总面积的10%。
各国的转基因作物种植面积均有增长,其中印度增长了20万公顷(2%)、中国增长了10万公顷(4%)、越南增长了4000公顷(9%)、孟加拉国增长了2975公顷(24%)。全球棉花价格上扬对印度和中国的转基因棉花应用率产生了积极影响。在孟加拉国,转基因茄子以清洁、无危害生产获得公众接受,激励了更多农民种植转基因茄子。在越南,由于进口玉米的价格较低,从玉米向其他高附加值作物转移成为总体生产趋势,这使转基因玉米种植面积增长甚微。同时,巴基斯坦(减少20万公顷,约7%)、澳大利亚(减少10万公顷,约11%)、菲律宾(减少 1.2万公顷,约2%)和缅甸(减少1万公顷,约3%)的转基因作物面积减少。
印度尼西亚是一个重新应用转基因技术的国家,该国种植了一个转基因耐旱甘蔗新品种,在干旱条件下的产量可比亲本品种高出20%~30%。种植转基因耐旱甘蔗是为了缩小国内的糖类供需差距——印度尼西亚是世界上最大的糖进口国。由于气候变化,降雨量似乎将会更少,干旱天气也会更加频繁出现,而这种耐旱特性将使农民在低降雨量时期也能种植甘蔗。
目前有许多新品种的转基因作物和性状正在准备投入商业化生产,包括:主要作物黄金大米、抗晚疫病马铃薯、不同转基因性状的小麦、抗虫(Bt)茄子,用作畜禽饲料的转基因大豆和玉米,以及含有抗虫(IR)和耐除草剂(HT)复合性状的棉花品种。
亚太地区面临的一个最重要问题就是中国、越南和菲律宾迟迟未批准新的转基因作物和性状。这些国家实施监管准则并有效管理转基因产品的时间已有十余年,但是,政策环境的变化和强烈的批评意见成为转基因作物贸易和商业化的强大障碍。
● 埃斯瓦蒂尼王国(前斯威士兰)是非洲新兴的第三大转基因棉花种植国

非洲大陆仍然是最有潜力从现代化农业生物技术带来的好处中受益的地区。在2018年,非洲大陆实现了破记录的增长,其中南非种植了270万公顷转基因作物,继续保持其在过去20年里 “十大转基因作物种植国”中的排名;另外,尼日利亚成为全球第一个批准转基因豇豆的国家,使全球的转基因作物菜篮子里又增加了一种新的转基因作物;一个新出现的国家——埃斯瓦蒂尼王国(前斯威士兰)开始在原有的250公顷土地上商业化种植抗虫(Bt)棉花,这使目前种植转基因作物的非洲国家重新达到3个。这三个国家分别是南非(270万公顷)、苏丹(24.3万公顷抗虫棉花)和埃斯瓦蒂尼,总种植面积达到314万公顷。另外,埃塞俄比亚与尼日利亚这两个国家发放了环境释放批文,其中,埃塞俄比亚为Bt棉花发放批文,尼日利亚发放了棉花和豇豆批文。在此之前,肯尼亚和马拉维也曾发放环境释放批文,并努力在短期内实现转基因棉花商业化。
● 两个欧盟国家继续在12.1万公顷的土地上种植转基因玉米

由于预见到欧洲玉米螟带来的虫害,西班牙和葡萄牙这两个欧盟国家始终在坚持种植转基因抗虫玉米(含有转化体MON810,这是欧盟唯一批准商业化种植的转基因转化体),总种植面积为120 990公顷,比2017年的131 535公顷减少了8%。西班牙种植面积为115 246公顷,占131 535公顷转基因玉米总种植面积的95%;葡萄牙的种植面积为5 733公顷。提高欧盟对转基因作物的接受程度仍然任重道远。由于欧盟市场更偏爱非转基因原料,因此在欧盟国家种植转基因玉米的动力不足。从阿根廷、巴西和美国进口的原料主要是转基因作物,包括大豆制品3000万吨,玉米1000万至1500万吨,油菜籽或油菜250万至450万吨。由于欧盟监管条例未做修改,而且目前仍未签发种植批文,并且抵制转基因作物的情绪仍然高涨,因此,这种情况预计还将持续下去。在2018年年初,有6种转基因作物获准进入欧盟市场用于粮食和饲料加工,其中包括4个大豆转化体、1个油菜转化体和1个玉米转化体批文更新。2018年年终之前,2个玉米新品种和3个现有的玉米及甜菜批文更新已经获准用于粮食和饲料用途。

3 用于粮食、饲料、加工和耕种用途的转基因作物转化体批准状况

总计70个国家/地区(42国家/地区 + 欧盟28国)为那些用作人类粮食、动物饲料以及商业耕种用途的生物技术/转基因作物颁发了监管批文(表2)。自1992年以来,这70个国家/地区的监管当局已经批准了4349项批文,涉及27个转基因作物(不包括康乃馨、玫瑰和牵牛花)的387个生物技术转化体。

在这些批文中,2063项涉及粮食(直接使用或加工)、1461项涉及饲料(直接使用或加工),825项涉及环境释放或耕种。美国批准的转基因转化体最多,其次是墨西哥、日本、加拿大、韩国、中国台湾、澳大利亚、新西兰、菲律宾、欧盟、哥伦比亚和巴西。玉米仍然是转化体获批数量最多的作物(35个国家/地区批准了137个转化体),其次是棉花(27个国家/地区批准了63个转化体)、马铃薯(13个国家/地区批准了49个转化体)、大豆(31个国家/地区批准了38个转化体)和油菜(15个国家/地区批准了37个转化体)。

耐除草剂玉米转化体NK603获得的批文数量仍是最多的(在28个国家/地区+欧盟28国获得61个批文),其次是耐除草剂大豆GTS 40-3-2(在28个国家/地区+欧盟28国获得57个批文)、抗虫玉米MON810(在26个国家/地区+欧盟28国获得55个批文)、耐除草剂和抗虫玉米Bt11(在25个国家/地区+欧盟28国获得54个批文)、耐除草剂和抗虫玉米TC1507(在25个国家/地区+欧盟28国获得53个批文)、抗虫玉米MON89034(在24个国家/地区 +欧盟28国获得51个批文)、耐除草剂玉米GA21(在23个国家/地区+欧盟28国获得50个批文)、耐除草剂大豆MON89788(在25个国家/地区+欧盟28国获得45个批文)、耐除草剂大豆A2704-12(在24个国家/地区+欧盟28国获得45个批文)、耐除草剂和抗虫玉米MON88017(在23个国家/地区+欧盟28国获得45个批文)、抗虫棉花MON531(在20个国家/地区+欧盟28国获得44个批文)、抗虫玉米MIR162(在23个国家/地区+欧盟28国获得43个批文)、耐除草剂玉米T25(在20个国家/地区+ 欧盟28国获得43个批文)。

4 结论

《2017年全球粮食不安全性报告》显示:联合国千年发展目标(UN-MDG)在2015年结束时并未实现。在2016年以来受粮食危机影响的48个国家中,仍有1.08亿人口面临危险或严峻的粮食不安全风险(粮农组织,2017年7月23日)。此外,联合国2018年发布的《2018年世界粮食安全和营养状况报告》显示:全球饥饿人口连续三年(自2016年以来)持续上升,目前的饥饿水平已重回10年前。该报告还强调:在应对儿童发育迟缓和成人肥胖等多种营养不良问题方面,由于进展速度非常缓慢,使数亿人口面临健康风险。这些研究发现可以总结为一条明确的警告:必须加快行动速度,在2030年之前实现零饥饿的可持续发展目标。

重申一下,在全球转基因作物商业化种植的第23个年头,全球对转基因作物应用(用作粮食、饲料和加工用途的耕种和进口)的增长可以证明:转基因作物不仅在农业、社会经济和环境方面均产生良好收益,而且提高了食品安全水平、改善了营养水平,使1700万多农民(其中小农户和消费者占95%)感到满意。转基因作物种植面积持续增加,这可能有助于减轻全球饥饿和营养不良问题。为确保转基因作物带来的效益不仅仅满足当前需求,还能够持续下去、符合未来利益,我们需要以科学为基础,采取谨慎的、前瞻性的监管措施,批判性地看待效益而不是风险,从环境保护和可持续发展的角度关注农业生产力。最重要的是,应考虑数百万挣扎在饥饿和贫困线的人口,他们急需各种资源。

来源:中国生物工程杂志

相关文章