美国是全球转基因作物技术最为先进的国家,也是转基因作物商业化应用最为广泛的国家。美国转基因作物推广非常迅速,其发展历程可划分为实验室研究、田间测试及商业化种植三个阶段。
美国之所以转基因作物迅速发展,主要是基于美国国家战略的考虑、企业利润增长的需要、农作物种植收益提高的诉求及美国食品药品管理局对转基因食品安全性的研究论证等四方面原因。在这四大因素作用下,美国转基因作物商业化种植之路得以阔步向前。同时,在美国转基因作物推广的浪潮中,涌现出了以孟山都为代表的一批领先的转基因种子生产商。从孟山都的视角看美国转基因的发展,我们发现企业的育繁推一体化商业模式和优质的产品使得美国转基因之路越走越远。
美国转基因作物推广历程三步走美国是转基因植物研发、田间试验和商业化应用最早和最多的国家,其转基因技术研究与应用一直处于国际领先地位。纵观美国转基因种子与作物的发展历程,可以分为三个阶段:
1)实验室阶段。美国转基因作物的研究始于20 世纪70 年代初期。1983 年,全球第一例转基因作物——抗除草剂转基因烟草研制成功。此后多项转基因作物在实验室培植成功。
2)田间测试阶段。1985 年美国农业部动植物卫生检验检疫局(APHIS)批准第一批抗病毒、抗虫害及抗细菌病的4 种转基因植物进入田间试验。截止2013 年9 月,共有17328 种转基因作物进入田间测试。
3)美国转基因作物规模化商业化种植阶段。1994 年美国农业部批准晚熟西红柿进入商业化生产,1996 年美国转基因作物进入规模化商业化阶段。截止2013 年,全美转基因作物达10.5 亿亩,占全美农作物种植比例的50% 。
美国转基因种子与作物推广的历程
时间 | 事件 |
1970s | 密歇根大学、北达科他州立大学和美国农业部的实验室最早进行了转基因土豆的研究, |
1974 年 | 科恩将抗青霉素基因转到大肠杆菌体内,揭开了转基因技术应用的序幕 |
1983 年 | 全球第一例转基因植物——有抗生素药类抗体的烟草研制成功 |
1985 年 | 美国动植物检疫局首次批准4 种转基因作物进入田间测试阶段 |
1986 年 | 美国美国环保署允许世界第一例转基因作物——含抗生素烟草进行种植 |
1994 年 | 美国第一种转基因食品——转基因晚熟西红柿获得商业许可 |
1996 年 | 美国转基因作物全面进入商业化种植阶段 |
2000 年 | 美国转基因大豆面积首次超过普通大豆 |
2013 年 | 美国转基因作物种子面积达10.5亿亩,占全美作物种植比例的50% |
资料来源:智研咨询整理
一、实验室阶段——美国转基因序幕拉开
20 世纪70 年代,科学家们在实验室里实现了基因的编辑重组,甚至可以让来自于不同物种的基因片段进行传递,这项技术可以将基因从一个生物体引入另一个生物体内,从而改变生物的生命特性,培育出人们所期望的新性状。1983 年,世界上第一例转基因植物—一种含有抗生素药类抗体的烟草在美国成功培植。此后,马铃薯、番茄、拟南芥等多个植物品种研制成功。研究者们还在实验中探索出了许多转基因方法,目前,大多数转基因植物是通过农杆菌介导法和基因枪法这两种方法获得的。这些都标志着转基因作物的实验室技术已趋于成熟,自此,美国转基因技术在农业生产上的序幕拉开。
实验室常用转基因方法
转基因方法分类 | 转基因方法 | 转基因技术简介 |
第一类 | 农杆菌介导法包括共培养法、叶圆盘法和活体接种法 | 以植物的分生组织和生殖器官作为外源基因导入的受体,通过真空渗透法、浸蘸法及注射法等方法使农杆菌与受体材料接触, 以完成可遗传细胞的转化 |
第二类 | DNA 直接导入法包括圆球体法、脂质体法、聚乙二醇法、电激法、显微注射法、激光微束法、基因枪法、离子束介导法和超声波法 | 将外源目的基因通过显微注射等方法直接导入受体细胞 |
第三类 | 花粉管通道法 | 授粉后向子房注射含目的基因的DNA 溶液,利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道,将外源DNA 导入受精卵细胞,并进一步地被整合到受体细胞的基因组中,随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。 |
第四类 | 植物病毒介导法 | 主要是DNA 植物病毒作为植物基因工程的载体,将目的基因转移到受体细胞中。 |
资料来源:智研咨询整理
二、田间测试阶段:美国转基因的前奏
1986 年美国农业部的APHIS(动植物卫生检验检疫局)首次批准4 种转基因植物进入田间试验,自此,转基因田间测试品种数量逐步增多。2002 年达到高峰期(该年测试品种数量约1200 个),此后每年的批准的数量平均维持在800 个左右。在批准的田间测试的转基因的性状中,以耐除草剂、产品特性(口味、营养等)、农艺特性(抗旱等)、抗虫、抗病毒性状为主。另外,美国动植物检疫局批准的转基因田间测试的站点和基因结构位点也呈逐步上升的趋势。从田间测试的结果来看,导入了目的基因的作物品种比常规品种的产量更高、剧毒性除草剂使用量更少(试验证明:草甘膦属于低毒性除草剂)。
三、商业推广阶段:美国转基因正式开演
1996 年,美国转基因作物开始大面积商业化推广。此后,转基因作物的种植进入持续增长期, 2013 年美国转基因作物种植面积达到10.5 亿亩,占全美全部作物种植面积的50%。美国转基因作物商业化推广有以下四个特征:(1)美国转基因商业化种植面积持续上升。(2)美国转基因作物商业化推广的主要作物种类中以玉米、大豆和棉花的转基因种植面积最大、种植比例最高。(3)美国转基因作物商业化推广的主要是以抗除草剂和抗虫性状为代表的第一代转基因作物。
商业化种植面积持续上升
1996 年,美国转基因作物开始进入大面积商业化推广阶段,当年种植面积即为2400万亩。17 年间,美国转基因作物种植面积持续增加,并且一直是全球第一转基因作物种植大国。截止2013 年,美国转基因作物种植面积达到10.5 亿亩,占全美农作物种植面积的50%。
2013 年美国转基因作物种植面积达到10.5 亿亩
三大作物转基因种植比例较高
美国农业部批准的可商业化销售的转基因种子中以玉米、棉花、大豆最多,美国转基因作物以这三类作物为主。1996 年玉米、棉花、大豆转基因品种占同类作物种植面积的比例分别为4%、17%、5%,到2013 年这三类转基因作物的种植比例高达90%、90%、93%。
2024-2030年中国转基因作物行业市场全景调研及前景战略研判报告
《2024-2030年中国转基因作物行业市场全景调研及前景战略研判报告》共九章,包含我国转基因作物安全评价与管理现状分析,2024-2030年中国转基因作物行业发展趋势与前景展望,2024-2030年中国转基因作物行业投资战略部署等内容。
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