2014年7月28日，世界资源研究所（World Resources Institute）发布了“创建可持续粮食未来”系列工作报告之七——《作物育种：更新全球承诺》^[1]，分析了传统育种、转基因育种、分子标记辅助选择等技术的研发进展及潜力 ，探讨了未来粮食增产以及可持续发展对作物育种提出的需求，并在此基础上提出了促进作物育种研发以满足未来粮食需求的主要行动建议。

一、现有作物育种技术的进展与潜力

1、转基因作物的利弊之争尚无定论，技术本身具有发展机遇

在过去几十年间，转基因作物一直受到公众的争议与讨论。转基因是指将不同物种的某个特征基因插入到目标植物的基因组中以获得优良性状，这种基因改良的方法不同于传统通过有性繁殖将两个近缘物种进行杂交而产生变异的杂交育种方法。尽管研究人员已培育出多种性状的转基因作物，但目前在市场上占主导地位的转基因作物性状有两种，一个是抗草甘膦（一种除草剂），另一个是抗苏云金芽孢杆菌（即“Bt”，一种杀虫剂）。目前全球种植面积最广的转基因作物包括玉米、大豆、油菜和棉花，每年的种植面积为1.9亿公顷，约占全球耕地面积的12%，主要种植国家有阿根廷、巴西、加拿大、中国、印度和美国。

转基因作物的利与弊引发了巨大的社会关注，目前主要集中在四方面的问题上：食品安全、毒性和害虫抗性、对粮食增产的作用以及大公司的垄断与控制。对于食品安全，科学界的共识是：尽管转基因作物需要经过安全审查，但食品安全不能成为彻底抛弃转基因技术的理由。转基因作物对环境以及对害虫和杂草抗性的影响，从短期和长远看，结论有所不同。转基因作物对粮食增产的现实作用目前尚不明确。报告指出，虽然转基因作物的是非曲直广受争议，但转基因技术本身能在粮食稳产和增产方面发挥作用，其中帮助作物抵御不能用其他途径解决的病害问题可能是当前的发展机会。

2、传统育种方式的地位不可取代

尽管转基因作物引起广泛关注，但传统育种方式的地位是不可取代的，在可预见的未来它仍是提高作物产量的主要手段。尽管有一些雄心勃勃的转基因研究项目试图改变错综复杂的基因结构与组合，但目前转基因技术主要用于由单个基因或少量基因控制的性状改良方面。由于大多数高产性状是由多个基因与环境因素相互作用的结果，因此育种人员利用传统育种技术可以影响或改变多个基因控制的性状。未来改进传统育种技术的策略包括增加试验培育季、利用双单倍体技术、信息技术等。

3、分子生物技术的最新进展为粮食增产提供了可能

分子生物学的快速发展改进了传统育种方式，一是分子标记辅助选择技术，该技术能在植物DNA中定位与某一优良性状相关的基因，实现对大量子代群体性状表现的快速筛选并最终确定基因改良组合，可以加速品种改良速度。另一项技术是全基因组选择育种，利用DNA测序技术和绘图技术绘制植物单个细胞完整的遗传图谱，可以揭示控制理想性状的多个基因的复杂组合和作用机理，帮助研究人员选择合适的植物和目标基因研究，进而节省时间。

4、“孤生作物”具有发展潜力

随着育种技术的不断发展，农业研究人员应更多地关注以前忽视的“孤生作物”，包括高粱、小米、土豆、豌豆等，这些作物具有较高的边际产量增产潜力。分子标记辅助选择和全基因组选择技术可以从两个方面较为容易地增加上述作物的产量，一是加快育种进程，二是已有的对大田作物的研究基础有助于人们对上述作物基因组合和作用机理的理解。

二、促进作物育种研发的行动建议

报告指出，在未来几十年，作物增产的巨大需求与新技术的不断发展为改进作物育种技术提供了强有力的基础。报告针对作物育种技术改进提出下列行动建议。

1、增加并稳定育种研发预算

虽然近年来投在农业研究上的公共资金不断增长，但每年仍只有300亿美元。在发达国家的帮助下，私营部门的研究开始增多，但市场状况同时也限制了私营部门对许多低利润作物（如“孤生作物”）或非经济作物的关注。为了更好地挖掘传统育种技术、分子育种技术以及“孤生作物”的发展潜力，需要更加稳定持续地进行研发投资。报告虽然没有对“农业研发应增加多少预算”进行全球范围的分析，但提议了一个初始目标：中低收入国家应把农业研发资金占农业生产总值的比例从目前的0.5%提高到1.0%，这意味每年增加约150亿美元的投入，这需要与高收入国家分担。

2、利用新技术

虽然目前对转基因作物仍存在很多争议，但不可否认该技术在帮助农作物抵御疾病威胁方面起到了很大作用。传统育种技术更为重要，可以更好地解决增产所依赖的复杂的多基因性状改良。目前基因定位和全基因组测序技术越来越快速和廉价，这些技术可以帮助改进传统育种方式，并能够被广大研究人员、政府、企业和社会公民所接受。

3、更多关注“孤生作物”

大学、政府农业部门、农业公司以及独立研究机构的研究人员均应在现有基础上扩大研究范围和领域，更多地关注“孤生作物”研究，以提高其产量。但这将需要研究机构和投资者投入额外的专项资金。

4、关注应对重要环境问题的作物性状研究

育种人员应努力培育一些能够高效利用氮肥、减少水分利用的粮食作物以提高作物产量，以及培育一些覆盖作物以预防水土流失且有利于碳吸存。投资者也应支持开展有利于应对重要环境问题如气候变化、水安全等的作物性状研究。

5、分享基因图谱数据

大学、农业公共研究中心以及私营企业应该在“共同利益”前提下更多地分享基因图谱数据和新方法。促使这些数据的共享将使更多的研究人员能够进行作物改良工作。                 

（董瑜 袁建霞 邢颖）