李家洋農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展機遇與展望

新形勢下我國農(nóng)業(yè)生物技術

發(fā)展機遇與展望農(nóng)業(yè)部、中國農(nóng)業(yè)科學院2013.6.7北京李家洋一、農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展形勢二、我國農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展現(xiàn)狀與問題三、發(fā)展思路與重點任務報告提綱一、農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展形勢（一）世界農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢

科技對產(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：暗能量、暗物質(zhì)、超導…能源：可再生能源（太陽、風、水、潮汐）

頁巖氣、頁巖油、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、合成生命、3D生物打印…育種理論突破育種技術突破新興產(chǎn)業(yè)突破（二）世界科技前沿發(fā)展迅猛

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

發(fā)展、引領農(nóng)業(yè)未來的前沿高技術（三）世界農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展迅猛

世界各國都把發(fā)展生物技術作為國家戰(zhàn)略的重要內(nèi)容組學研究：生物組學方興未艾，蛋白組學和代謝組學呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢，微小RNA組學、表觀修飾組學和相互作用組學研究成為新的科學前沿。后基因組時代：“一個基因一個產(chǎn)業(yè)”?？瓜x/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用正孕育新的基因農(nóng)業(yè)革命。2.基因組學與基因農(nóng)業(yè)時代：利用生物基因,

改造

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的“基因農(nóng)業(yè)時代”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1700億噸，能量相當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)化纖維素類生物質(zhì)效率最高的復雜生物系統(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)：化石能源危機加劇，

生物技術在能源農(nóng)業(yè)領域發(fā)展?jié)摿薮蟮诙鸬绢惡}卜素含量37μg/克胚乳4.生物反應器與合成生物：使人類智能設計高產(chǎn)

高抗高效等超級優(yōu)良品種成為可能動植物生物反應器：動物乳腺生物反應器；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：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：美國占據(jù)了絕對優(yōu)勢，擁有世界上約一半的生物技術公司和一半的生物技術專利；第二梯隊：歐洲和日本等發(fā)達國家；第三梯隊：巴西和印度等新興國家，積極發(fā)展農(nóng)業(yè)生物技術，參與國際競爭。中國在第三梯隊中處于領先地位，某些領域的技術水平已超過第二梯隊。

目前，我國農(nóng)業(yè)生物技術及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處在一個關鍵的戰(zhàn)略機遇期。（四）全球發(fā)展的基本格局二、我國農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展現(xiàn)狀與問題

我國農(nóng)業(yè)生物技術的整體水平在發(fā)展中國家處于領先地位，在水稻組學、超級稻和抗蟲棉等領域已經(jīng)進入國際先進行列。（一）發(fā)展現(xiàn)狀獨立完成了秈稻的全基因組測序，水稻成為第一個完成全基因組測序的模式農(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)處于國際先進水平；水稻基因組和雜交水稻研究世界領先：抗蟲水稻2009年獲得安全證書；轉(zhuǎn)基因玉米品種培育處于國際先進水平：飼料用植酸酶玉米2009年獲得安全證書；轉(zhuǎn)基因小麥、大豆與油菜研發(fā)薄弱，亟待技術突破。

2.轉(zhuǎn)基因技術進展顯著、產(chǎn)業(yè)蓄勢待發(fā)

3.動物體細胞克隆和轉(zhuǎn)基因技術日臻完善世界首例轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)溶菌酶基因、肌抑制素基因敲除豬進入生產(chǎn)性試驗階段轉(zhuǎn)ω-3脂肪酸去飽和酶基因豬進入環(huán)境釋放階段轉(zhuǎn)人乳鐵蛋白、乳清蛋白基因牛進入生產(chǎn)性試驗階段世界首例轉(zhuǎn)人巖藻糖轉(zhuǎn)移酶基因的克隆?？共∞D(zhuǎn)基因豬生物肥料：我國生物肥料企業(yè)超過800個，年產(chǎn)生物肥料800萬噸，使用面積1億畝/年，年產(chǎn)值500多億元；生物農(nóng)藥：我國生物農(nóng)藥年產(chǎn)量近13萬噸（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，預計2015年產(chǎn)值將超過100億美元。4.生物肥料、農(nóng)藥和飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好

第一個商品化基因工程疫苗：仔豬腹瀉大腸桿菌K88/K99二價基因工程疫苗；國際領先：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.動物疫苗有效控制了重大疫情發(fā)生

農(nóng)業(yè)生物技術在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護、農(nóng)產(chǎn)品加工和生物質(zhì)高效利用中應用，創(chuàng)制新一代農(nóng)業(yè)生物技術產(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、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、提高農(nóng)業(yè)國際競爭力必須實現(xiàn)重大科技的新突破。農(nóng)產(chǎn)品總需求剛性增長資源環(huán)境剛性約束加劇生態(tài)食品安全壓力劇增國際農(nóng)業(yè)競爭愈演愈烈1、當前我國農(nóng)業(yè)處于關鍵轉(zhuǎn)型時期，農(nóng)業(yè)生物技術

發(fā)展面臨新挑戰(zhàn)（二）存在問題重要功能基因缺乏：我國基因?qū)＠麛?shù)不足美國的1/10。關鍵技術研發(fā)不足：新型載體、受體、時空表達調(diào)控元件、葉綠體遺傳轉(zhuǎn)化、定點整合等基本上被美國等發(fā)達國家壟斷。企業(yè)競爭實力與市場占用率低：我國種子企業(yè)規(guī)模小，研發(fā)能力弱，前20強銷售總額僅為孟山都公司的22%。2、我國農(nóng)業(yè)生物技術原始創(chuàng)新能力不足，整體水平

差距明顯三、發(fā)展思路與重點任務

按照“引領”、“追趕”和“培育”思路，著力強化一批引領發(fā)展的優(yōu)勢特色技術、追趕一批發(fā)展迅猛的前沿關鍵技術、培育一批搶占制高點的戰(zhàn)略新興技術，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生物技術原始與集成創(chuàng)新體系，為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術支撐，力爭5-10年內(nèi)，我國農(nóng)業(yè)生物技術水平整體進入國際先進行列，某些領域處于國際領先地位。（一）發(fā)展思路自主創(chuàng)新與知識產(chǎn)權戰(zhàn)略：堅持自主創(chuàng)新，加強知識產(chǎn)權保護，把握生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動權；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)，培育一批國際競爭力強的創(chuàng)新型企業(yè)集團。高端人才與高效團隊戰(zhàn)略：引進和培養(yǎng)一批農(nóng)業(yè)生物技術高端人才、開拓型企業(yè)家，打造高效協(xié)同創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢團隊。（二）發(fā)展戰(zhàn)略圍繞農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大科學問題，加強農(nóng)業(yè)生物技術基礎研究；重點發(fā)展組學技術、合成生物技術、生物信息技術、動植物品種設計技術和生物安全關鍵技術等。1、加強農(nóng)業(yè)生物技術的基礎性研究，重點突破一批

核心關鍵技術（三）重點任務高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗逆高效IIIIII

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

技術育種的關鍵瓶頸計算生物學系統(tǒng)生物學生物組學基因轉(zhuǎn)化技術基因調(diào)控技術基因表達技術食用安全評價環(huán)境風險評估檢測與監(jiān)控技術基因功能研究技術基因加工與產(chǎn)品設計技術生物安全評價技術農(nóng)業(yè)生物技術集成創(chuàng)新平臺新一代農(nóng)業(yè)生物技術產(chǎn)品（超級優(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)生物技術集成創(chuàng)新平臺，創(chuàng)制新一代

農(nóng)業(yè)生物技術產(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)化應用理論與技術創(chuàng)新基因發(fā)掘機制創(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)新機制，加快生物農(nóng)