转基因作物发展概况
发布日期:2020-06-19 信息来源:善植智库 作者:柏睿咨询

 

       基因工程是现代农业生物技术重要的组成部分之一。1982年首例基因工程番茄问世,1985年美国农业部正式批准4例基因编辑生物的田间释放测试,1996年转基因作物开始进行大规模商业化种植。

       据ISAAA(国际农业生物技术应用服务组织)发布的《2018年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势》的报告,至2018年全球转基因作物种植面积比1996年增长了约113倍,累计达到25亿公顷。

       美国作为基因工程技术的领头羊,无论是在早期研发领域还是在商业化应用推广领域都处在世界的前沿。本文将通过数据对转基因作物在美国及世界上主要种植国家的发展现状进行梳理。

美国转基因作物田间释放

田间测试是在种子被批准用于商业化之前至为关键的环节。据美国农业部2014年发布的研究报告《美国的基因编辑作物》统计,2013年由美国农业部动植物健康检查服务(APHIS)批准的田间释放超过17,000例。相关田间释放批准所涉及的前10大作物如图1所示。

* 数据截至2013924

SourceGenetically Engineered Crops in the United States, ERR-162, Economic Research Service/USDA

       相关田间释放按照所涉及的基因性状划分入图2

* 数据截至2013924

SourceGenetically engineered Crops in the United States, ERR-162, Economic Research Service/USDA

       按作物来看,截至2013年,前十大基因工程作物共占全部田间释放事件的约86%。其中玉米作为全球最重要的粮食作物和饲料作物,已成为基因工程研究领域中的主阵地,占全部田间释放批准事件的近45%。此外,我们可以看出近年来基因工程技术也在更多种作物上进行投入和研究,既有小麦、水稻等主粮作物,也有马铃薯、番茄、苜蓿等经济作物。

       从性状来看,耐除草剂性状仍然排在首位。值得注意的是,截至2013年与农艺性状(如抗低温、抗旱等)相关的田间释放与2005年相比增长至原来的5倍,由2005年的1,043件增长至2013年的5,190件,成为近些年来的研究热点之一。

美国种植户对于转基因作物的接受程度

       当种植户选择一项新技术时,人们通常期望这项技术能够为他们带来可衡量的好处,比如净收入增加、节省时间、减少投入或降低化学品的暴露程度。

       自1996年起美国就成为了全世界转基因作物商业化种植面积最大的国家。根据ISAAA发布的数据,2018年美国转基因作物种植面积达到7,500万公顷,占全球转基因作物种植面积的39%,涉及的作物有玉米、大豆、棉花、油菜、甜菜、苜蓿、木瓜、南瓜、苹果及马铃薯。

       根据美国农业部2014年发布的研究报告《美国的基因编辑作物》统计,20002013年三大主要转基因作物的种植面积占比如图3

* SourceGenetically engineered Crops in the United States, ERR-162, Economic Research Service/USDA

       据美国农业资源管理调查(AMRS),美国种植户选择转基因玉米、大豆、棉花的最主要原因是作物产量的提升,此外还有一些其他原因,如:节省田间管理时间,有助于其他农事操作(如,作物轮作及保护性耕作),降低农药成本。具体结果如图4

* SourceGenetically engineered Crops in the United States, ERR-162, Economic Research Service/USDA

全球超过90%的转基因作物来自于前五大种植国家

       据ISAAA报道,2018年转基因作物在全球26个主要种植国家的种植面积达到1.917亿公顷,同比上年增加190万公顷。前五大国家(美国、巴西、阿根廷、加拿大及印度)的转基因作物种植面积达1.745亿公顷,约占全球总种植面积的91%。前五大转基因作物种植国家的平均占比率已接近饱和,美国93.3%(大豆、玉米、油菜的平均值),巴西93%,阿根廷接近100%,加拿大92.5%,印度95%

* SourceFive Countries Produce More than 90% of the World's Biotech CropsISAAA

3.1  美国

       2018年美国的转基因作物种植面积达7,500万公顷,占全球转基因作物总面积的39%,位居全球首位。

玉米:2018面美国转基因玉米种植面积达3,317万公顷,占玉米总面积的92%。其中72.1万公顷为IR(抗虫)品种,361万公顷为HT(耐除草剂)品种,2,885万公顷为为IR/HT堆叠性状品种。

       大豆:2018年美国大豆种植面积为3,626万公顷,其中94%3,408万公顷)都是HT大豆。

       苜蓿:2018年美国转基因苜蓿种植面积达到126万公顷,占苜蓿总面积的15%。其中114万公顷是HT品种。

       棉花:2018年美国94%的棉花是转基因品种,其种植面积大豆510万公顷。其中16.1万公顷是IR品种,48.4万公顷为HT品种,440万公顷为IR/HT堆叠性状品种。

       油菜:自2017年起,美国油菜种植100%为转基因品种。2018年美国转基因油菜面积为89.8万公顷,同比上年增加2.5%

       甜菜:201849.1万公顷转基因甜菜,全部都为HT品种。

3.2  巴西

       2018年巴西转基因作物种植面积达5,130万公顷,仅次于美国位居全球第二。2018年巴西大豆、玉米、棉花总种植面积为5,488万公顷,其中转基因作物占到93.5%

       大豆:2018年巴西96%的大豆为转基因大豆,种植面积达3,486万公顷,同比上年增加3.4%。其中约1,460万公顷为HT品种,约2,020万公顷为堆叠性状IR/HT品种。

       玉米:2018年巴西89%的玉米为转基因玉米,种植面积为1,540万公顷。其中440万公顷为IR品种,64.6万公顷为HT品种,1,030万公顷为堆叠性状IR/HT品种。

       棉花:2018年巴西84%的棉花为转基因品种,种植面积达102.5万公顷,同比上年增长19%。其中9.8万公顷为IR品种,17.3万公顷为HT品种,75.4万公顷为堆叠性状IR/HT品种。

       甘蔗:2018年巴西首次商业化种植转基因甘蔗(Bt)。该品种由Centro de Technologica Canavieira开发,共种植400公顷。

       巴西是世界上主要的转基因大豆、玉米、棉花的出口国。中国是巴西大豆和棉花最主要的出口目的地。2018年巴西80%的大豆都出口到中国,达8,300万吨。

3.3  阿根廷

       2018年阿根廷转基因作物种植面积达到2,390万公顷,同比上年增长1.3%

       大豆:2018年阿根廷大豆种植面积约1,800万公顷,100%大为转基因品种。其中1,368万公顷种植耐除草剂(HT)品种,另有430万公顷为IR/HT堆叠性状品种。

       玉米:2018年阿根廷转基因玉米种植面积达550万公顷,2017540万公顷,2016年为490万公顷。

       棉花:2018年阿根廷转基因棉花37万公顷,同比上年增加60%,占棉花总面积的93%,且全部为堆叠性状(IR/HT)品种。

       由于中国是阿根廷农产品的最重要市场,阿根廷政府在每一项最终批准的转基因事件中都会声明,该事件在商业化之前须在中国获得批准。

3.4  加拿大

       2018年加拿大转基因作物种植总面积达1,275万公顷,占全球转基因作物种植面积的7%。前六大转基因作物为油菜、玉米、大豆、甜菜、苜蓿和马铃薯。

       油菜:加拿大是世界上第一个种植转基因HT油菜的国家(1996年)。到2018年,加拿大转基因HT油菜种植面积874万公顷,占油菜总面积的95%。其产品只有10%供本地市场消费,其余90%的产品全部出口到世界其他国家。

       大豆:2018年加拿大95%大豆为转基因品种,其种植面积达240万公顷。与2017年相比,虽然种植面积下降了3.2%,但其份额从86%提升到95%

       玉米:加拿大于1996年首次种植转基因抗虫玉米,1999年首次种植转基因耐除草剂玉米。2018年几乎所有157万公顷玉米都是转基因品种,其中26.7万公顷HT品种,130万公顷为IR/HT性状堆叠品种。

       甜菜:2008年加拿大转基因甜菜上市,至2018年转基因甜菜种植面积约有1.5万公顷。

       苜蓿:2016年首款转基因苜蓿HarvXtra™在加拿大上市,至2018年改品种的种植面积增长了5倍,达到4,000公顷。

       马铃薯:2018年,加拿大4Innate®转基因马铃薯的种植面积增加至65公顷。

3.5  印度

       自2015年起,印度成为全球最大的棉花生产国,全球有超过1/4的棉花产自印度。2018年,印度10个主要棉花种植州共种植转基因Bt1,160万公顷,占有率为95%

       棉花:2017年,在Kharif中部和南部地区的重要棉花种植区,大量棉农种植了未经授权的堆叠性状IRBt/HT棉花。为了遏制未经批准转基因棉花的扩散,印度总理办公室下令展开调查。这项为期6个月的调查锁定了非法转基因棉花的参与者,并遏制了20182019棉花生产季的非法贸易活动。

       信息来源:

       1 USDA (U.S. Department of Agriculture), https://www.usda.gov/

       2 ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Application), http://www.isaaa.org/

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