李家洋農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展機(jī)遇與展望

新形勢(shì)下我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)

發(fā)展機(jī)遇與展望農(nóng)業(yè)部、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院2013.6.7北京李家洋一、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展形勢(shì)二、我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與問(wèn)題三、發(fā)展思路與重點(diǎn)任務(wù)報(bào)告提綱一、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展形勢(shì)（一）世界農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢(shì)

科技對(duì)產(chǎn)業(yè)的影響更加突出（1）科技型高產(chǎn)農(nóng)業(yè)（2）集約化高效農(nóng)業(yè)（3）智能型低碳農(nóng)業(yè)（4）工廠化基因農(nóng)業(yè)（5）生物質(zhì)能源農(nóng)業(yè)（6）都市型生態(tài)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)：暗能量、暗物質(zhì)、超導(dǎo)…能源：可再生能源（太陽(yáng)、風(fēng)、水、潮汐）

頁(yè)巖氣、頁(yè)巖油、聚變…信息：量子信息、物聯(lián)網(wǎng)、超高速泛在網(wǎng)…材料：納米科技、石墨烯、生物基材料…生物：各種組學(xué)、合成生命、3D生物打印…育種理論突破育種技術(shù)突破新興產(chǎn)業(yè)突破（二）世界科技前沿發(fā)展迅猛

農(nóng)業(yè)生物技術(shù)孕育新突破2011年美國(guó)的創(chuàng)新戰(zhàn)略歐洲2020高技術(shù)戰(zhàn)略印度和巴西等把農(nóng)業(yè)生物技術(shù)等前沿技術(shù)創(chuàng)新列入國(guó)家科技優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略2013年中國(guó)《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》1.從前沿領(lǐng)域到國(guó)家戰(zhàn)略：生物技術(shù)是支撐農(nóng)業(yè)

發(fā)展、引領(lǐng)農(nóng)業(yè)未來(lái)的前沿高技術(shù)（三）世界農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展迅猛

世界各國(guó)都把發(fā)展生物技術(shù)作為國(guó)家戰(zhàn)略的重要內(nèi)容組學(xué)研究：生物組學(xué)方興未艾，蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢(shì)，微小RNA組學(xué)、表觀修飾組學(xué)和相互作用組學(xué)研究成為新的科學(xué)前沿。后基因組時(shí)代：“一個(gè)基因一個(gè)產(chǎn)業(yè)”。抗蟲(chóng)/抗除草劑基因創(chuàng)造了第一代轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)輝煌；優(yōu)質(zhì)、抗逆或其它特殊功能基因應(yīng)用正孕育新的基因農(nóng)業(yè)革命。2.基因組學(xué)與基因農(nóng)業(yè)時(shí)代：利用生物基因,

改造

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的“基因農(nóng)業(yè)時(shí)代”初露端倪生物質(zhì)資源：全球上每年生產(chǎn)生物質(zhì)總量達(dá)1700億噸，能量相當(dāng)于世界主要燃料消耗量的10倍。能源微生物系統(tǒng)：沼氣微生物、白蟻腸道微生物和瘤胃微生物是分解轉(zhuǎn)化纖維素類(lèi)生物質(zhì)效率最高的復(fù)雜生物系統(tǒng)。工廠化的能源農(nóng)業(yè)3.生物質(zhì)資源與能源農(nóng)業(yè)：化石能源危機(jī)加劇，

生物技術(shù)在能源農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮蟮诙鸬绢?lèi)胡蘿卜素含量37μg/克胚乳4.生物反應(yīng)器與合成生物：使人類(lèi)智能設(shè)計(jì)高產(chǎn)

高抗高效等超級(jí)優(yōu)良品種成為可能動(dòng)植物生物反應(yīng)器：動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器；轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米和轉(zhuǎn)β胡蘿卜素合成基因的黃金大米等；合成生物育種技術(shù)：自主固氮的非豆科糧食作物、光合效率大幅提高的C-4型水稻等智能高效品種等；世界農(nóng)業(yè)的方向變革：從低效益、高污染、高資源依存型傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高效益、綠色低碳、高科技支撐型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。第一梯隊(duì)：美國(guó)占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，擁有世界上約一半的生物技術(shù)公司和一半的生物技術(shù)專(zhuān)利；第二梯隊(duì)：歐洲和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家；第三梯隊(duì)：巴西和印度等新興國(guó)家，積極發(fā)展農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)在第三梯隊(duì)中處于領(lǐng)先地位，某些領(lǐng)域的技術(shù)水平已超過(guò)第二梯隊(duì)。

目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處在一個(gè)關(guān)鍵的戰(zhàn)略機(jī)遇期。（四）全球發(fā)展的基本格局二、我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與問(wèn)題

我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的整體水平在發(fā)展中國(guó)家處于領(lǐng)先地位，在水稻組學(xué)、超級(jí)稻和抗蟲(chóng)棉等領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。（一）發(fā)展現(xiàn)狀獨(dú)立完成了秈稻的全基因組測(cè)序，水稻成為第一個(gè)完成全基因組測(cè)序的模式農(nóng)作物；完成了家蠶基因組工作框架圖的繪制，構(gòu)建了世界第一張鱗翅目昆蟲(chóng)基因組框架圖；完成了小麥、黃瓜、棉花、番茄和馬鈴薯、毛竹等重要農(nóng)作物的全基因組序列分析。

1.農(nóng)業(yè)基因組研究取得一系列重大突破

轉(zhuǎn)基因棉花研發(fā)處于國(guó)際先進(jìn)水平；水稻基因組和雜交水稻研究世界領(lǐng)先：抗蟲(chóng)水稻2009年獲得安全證書(shū)；轉(zhuǎn)基因玉米品種培育處于國(guó)際先進(jìn)水平：飼料用植酸酶玉米2009年獲得安全證書(shū)；轉(zhuǎn)基因小麥、大豆與油菜研發(fā)薄弱，亟待技術(shù)突破。

2.轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)展顯著、產(chǎn)業(yè)蓄勢(shì)待發(fā)

3.動(dòng)物體細(xì)胞克隆和轉(zhuǎn)基因技術(shù)日臻完善世界首例轉(zhuǎn)基因魚(yú)轉(zhuǎn)溶菌酶基因、肌抑制素基因敲除豬進(jìn)入生產(chǎn)性試驗(yàn)階段轉(zhuǎn)ω-3脂肪酸去飽和酶基因豬進(jìn)入環(huán)境釋放階段轉(zhuǎn)人乳鐵蛋白、乳清蛋白基因牛進(jìn)入生產(chǎn)性試驗(yàn)階段世界首例轉(zhuǎn)人巖藻糖轉(zhuǎn)移酶基因的克隆?？共∞D(zhuǎn)基因豬生物肥料：我國(guó)生物肥料企業(yè)超過(guò)800個(gè)，年產(chǎn)生物肥料800萬(wàn)噸，使用面積1億畝/年，年產(chǎn)值500多億元；生物農(nóng)藥：我國(guó)生物農(nóng)藥年產(chǎn)量近13萬(wàn)噸（制劑），年產(chǎn)值約30億元人民幣；生物飼料：以年均20%的速度遞增，預(yù)計(jì)2015年產(chǎn)值將超過(guò)100億美元。4.生物肥料、農(nóng)藥和飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好

第一個(gè)商品化基因工程疫苗：仔豬腹瀉大腸桿菌K88/K99二價(jià)基因工程疫苗；國(guó)際領(lǐng)先：豬瘟兔化弱毒疫苗、馬傳染性貧血疫苗、H5N1禽流感疫苗、布氏桿菌豬二號(hào)活疫苗和豬喘氣病兔化弱毒活疫苗等；即將產(chǎn)業(yè)化疫苗：偽狂犬病毒三基因缺失和雙基因缺失疫苗、抗禽流感重組雞痘病毒疫苗、口蹄疫重組亞單位疫苗、抗豬繁殖與呼吸綜合癥重組疫苗等。5.動(dòng)物疫苗有效控制了重大疫情發(fā)生

農(nóng)業(yè)生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、農(nóng)產(chǎn)品加工和生物質(zhì)高效利用中應(yīng)用，創(chuàng)制新一代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品，發(fā)展?jié)摿薮蟆ＹY源綜合利用農(nóng)業(yè)面源污染治理農(nóng)產(chǎn)品加工農(nóng)業(yè)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化

6.新一代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展?jié)摿薮?/p>

持續(xù)保障農(nóng)產(chǎn)品有效供給、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、提高農(nóng)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力必須實(shí)現(xiàn)重大科技的新突破。農(nóng)產(chǎn)品總需求剛性增長(zhǎng)資源環(huán)境剛性約束加劇生態(tài)食品安全壓力劇增國(guó)際農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈1、當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)處于關(guān)鍵轉(zhuǎn)型時(shí)期，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)

發(fā)展面臨新挑戰(zhàn)（二）存在問(wèn)題重要功能基因缺乏：我國(guó)基因?qū)＠麛?shù)不足美國(guó)的1/10。關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)不足：新型載體、受體、時(shí)空表達(dá)調(diào)控元件、葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化、定點(diǎn)整合等基本上被美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷。企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力與市場(chǎng)占用率低：我國(guó)種子企業(yè)規(guī)模小，研發(fā)能力弱，前20強(qiáng)銷(xiāo)售總額僅為孟山都公司的22%。2、我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)原始創(chuàng)新能力不足，整體水平

差距明顯三、發(fā)展思路與重點(diǎn)任務(wù)

按照“引領(lǐng)”、“追趕”和“培育”思路，著力強(qiáng)化一批引領(lǐng)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)特色技術(shù)、追趕一批發(fā)展迅猛的前沿關(guān)鍵技術(shù)、培育一批搶占制高點(diǎn)的戰(zhàn)略新興技術(shù)，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生物技術(shù)原始與集成創(chuàng)新體系，為我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐，力爭(zhēng)5-10年內(nèi)，我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)水平整體進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列，某些領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位。（一）發(fā)展思路自主創(chuàng)新與知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略：堅(jiān)持自主創(chuàng)新，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，把握生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)；新興產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代企業(yè)戰(zhàn)略：大力發(fā)展生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，培育一批國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的創(chuàng)新型企業(yè)集團(tuán)。高端人才與高效團(tuán)隊(duì)?wèi)?zhàn)略：引進(jìn)和培養(yǎng)一批農(nóng)業(yè)生物技術(shù)高端人才、開(kāi)拓型企業(yè)家，打造高效協(xié)同創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)團(tuán)隊(duì)。（二）發(fā)展戰(zhàn)略圍繞農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大科學(xué)問(wèn)題，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)基礎(chǔ)研究；重點(diǎn)發(fā)展組學(xué)技術(shù)、合成生物技術(shù)、生物信息技術(shù)、動(dòng)植物品種設(shè)計(jì)技術(shù)和生物安全關(guān)鍵技術(shù)等。1、加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的基礎(chǔ)性研究，重點(diǎn)突破一批

核心關(guān)鍵技術(shù)（三）重點(diǎn)任務(wù)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗逆高效IIIIII

新型分子標(biāo)記飽和遺傳圖譜芯片技術(shù)雙向電泳及蛋白質(zhì)測(cè)序高壓液相色譜細(xì)菌人工染色體庫(kù)全長(zhǎng)cDNA文庫(kù)Tilling突變基因發(fā)現(xiàn)技術(shù)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、抗病蟲(chóng)、抗逆及特殊功能基因轉(zhuǎn)錄組學(xué)蛋白組學(xué)代謝組學(xué)表型組學(xué)基因組學(xué)大規(guī)模篩選高通量鑒定技術(shù)平臺(tái)2、建立規(guī)?；蛸Y源高效利用平臺(tái)，突破生物

技術(shù)育種的關(guān)鍵瓶頸計(jì)算生物學(xué)系統(tǒng)生物學(xué)生物組學(xué)基因轉(zhuǎn)化技術(shù)基因調(diào)控技術(shù)基因表達(dá)技術(shù)食用安全評(píng)價(jià)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估檢測(cè)與監(jiān)控技術(shù)基因功能研究技術(shù)基因加工與產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)生物安全評(píng)價(jià)技術(shù)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)集成創(chuàng)新平臺(tái)新一代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品（超級(jí)優(yōu)良品種、新型藥物、功能性食品、生物質(zhì)能源等）3、建立農(nóng)業(yè)生物技術(shù)集成創(chuàng)新平臺(tái)，創(chuàng)制新一代

農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品上游下游中游新產(chǎn)品創(chuàng)制工藝與中試示范產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用理論與技術(shù)創(chuàng)新基因發(fā)掘機(jī)制創(chuàng)新建立以企業(yè)為主體，上中下游結(jié)合的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新機(jī)制，加快生物農(nóng)