国外农业科技发展现状与趋势

棉花面积
（百万公顷）
4.8 8.7 3.1 1.0 0.5 5.6 0.4 33.5
籽棉产量 （公斤/公顷）
1103 350 593
790 1658 635
棉花杀虫成本
地区
美元(百万）
亚洲
811
美国
340
非洲
194
澳大利亚
57
欧洲
5
全球
1719
美国转基因作物播种面积最多，占全 球作物播种面积的63％；阿根廷次之，占 23％；加拿大和中国分别占7％和1％。
农作物基因工程产业化的步伐正在加快，预 计在本世纪初期将成为许多国家经济的重要支 柱产业之一，并将在解决目前人类所面临的粮 食安全、环境恶化、资源匮乏、效益衰减等问 题上发挥巨大作用。
农业生物技术不仅从根本上改变了传统农作 物的培育和种植，也为农业生产带来了新一轮 的革命。
应用转基因技术将有特殊经济价值的基 因引入植物体内，从而获得高产、优质、抗 病虫害的转基因农作物新品种。
目标性状的研究重点将从目前的 “抗性”向“品质”转移。
品质改良内容包括：水果蔬菜的延熟保 鲜；有益于健康的植物油（如不饱和脂肪 酸）；增加营养价值（如维生素）；富含抗 癌蛋白质的大豆；高营养的饲料（如高赖氨 酸、表达植酸的玉米）等方面。
基因组的研究——将由“结构基因组”向“功能基 因组”转变。
随着植物分子生物学研究内容的不断深入和 研究方法的不断更新，80年代末出现了一个新的 研究领域——基因组学（Genomics）。基因组 研究被认为是20世纪最重大的科研计划之一。
植物生物反应器 将是未来基因工程发展的另一个重要
领域之一，利用植物生产口服疫苗、工 业用酶、脂肪酸等已成为人们关注的热 点和工作重心。
通过基因工程的方法可以用植物生产 生物塑料的底物多羟基丁酸，从而最终 避免目前所谓的“白色污染”问题。
（二）信息农业
“要把推进国民经济和社会信息化放在优先发 展的地位”、“大力推进国民经济和社会信息 化，是覆盖现代化全局的战略举措。以信息化 带动工业化，发挥后发优势，实现社会生产力 的跨越式发展。”
我国的两系法杂交水稻、亚种间杂交稻的选育 取得突破，实现了籼型、粳型品种间和籼/粳亚种 间杂交稻的类型配套，通过品种审定的新组合24 个。在南方各省大面积推广，累计种植5300万亩， 增产稻谷25亿公斤以上，增加社会产值25亿元以 上；繁殖、制种的直接收益达7.65亿元。
随着技术工程化水平的提高，优质高产的两系 杂交稻生产进入快速发展阶段。
市场存在的种子、化肥、农药、农 业机械、农用薄膜等各种生产资料 的供需矛盾。
——农产品市场信息化。 农产品市场问题直接关系到农民的
收入和一个地区的经济发展。为了使各 地农产品销路畅通、供销协调，建立以 计算机联网为基础的农产品市场信息网 络是一项关键性的措施。
——农业管理信息化。 农业管理信息化可使农业行政管理、
生物技术研发投资
从1997至2001，农业部受理转 基因管理生物申请695件
我国转基因生物种类
• 抗虫棉 • 延熟番茄 • 抗灾病甜椒 • 矮牵牛花 • 动物饲料添加剂 • 微生物杀虫剂
我国转基因Bt抗虫棉的成功应用
1995年进入大田试验； 1997年通过品种审定； 13个品种开发成功 12个省大面积推广，占 51%。
“3S”技术—— 遥感（RS）、地理信息 系统（GIS）、全球定位系统（GPS）
对农业生产的资源环境、生产状况、气 象和生物性灾害等进行有效测报，指导人 们根据各种变异情况实时实地采取相应的 农事操作，变过去凭经验进行农事操作为 实现智能化的科学管理，以提高农业的稳 定性和可控程度。
基因组学涉及的研究内容与生物技术直 接相关，对生物技术产业产生了巨大的推动 作用，以“基因”为核心的生物技术产业已 形成并正在迅速发展。
现在，谁先破解了基因的功能，谁就拥有 了该基因的知识产权，在基因大战中就会处 于主动地位，在市场上就会占据主导地位， 从而获得更多的利润。
美国来自百度文库植物基因组计划
1998年启动，包括水稻、玉米、 棉花、大豆、高粱、番茄等13种作物 基因测序，绘制基因图谱。旨在全面 获得功能性新基因并占有新基因的知 识产权。
育种技术的革命
• 常规育种技术，主要是依靠育种家的经验，在田 间对作物进行表型性状的选择和利用有限的种内 杂交优势。生物技术的伟大之处在于，可以对生 物的遗传信息进行实验室操作；可以在动物、植 物、微生物，即所有物种间作基因转移和重组； 可以作遗传改良的工程设计；可以注入和产出动 植物原来没有的某些新的特性，将动植物育种推 进到一个崭新的时期，这是生物科学和技术的一 次伟大的革命。
我国农业信息化水平明显落后于其他部门。但 是，没有农业信息化的高度发展，国民经济信息 化也不可能实现。
农业信息技术的应用最主要的将会通过充分合 理利用农业资源，提高农业生产的科学决策水平 和管理水平，提高农业科技创新能力，大幅度提 升农业劳动生产率，推动农业向可持续化方向不 断发展。
农业信息化是21世纪农业发展的重 要标志，又是农业现代化的重要组 成部分。
继美国之后，我国已成为世界上第二个研制 成功抗虫棉、并拥有自主知识产权的国家。
双价抗虫棉在国际上率先进入较大面积的示 范试种；抗虫棉已在9省推广，共累计种植550 万亩，产生的社会与经济效益达7．7亿元。
2001年转基因抗虫棉的推广面积将扩大到 1000万亩，使我国抗虫棉种植面积占棉花总面 积的1/6。
21世纪的农业生物技术的发展前景将非 常广阔。在全球范围内，1998年转基因农 作物的销售额为12亿-15亿美元，2000年 达到30亿美元，2005年将达到80亿美元， 2010年达到280亿美元。
产量性状的研究——从单基因转移向多 基因研究利用发展
产量属数量性状，由多基因控制。目前，科学 家们正在通过分子标记等技术寻找与产量相关的 QTLs，最终有可能通过育种程序将这些QTLs集中 起来加以利用，提高农作物产量。
国外农业生物技术发展 现状与趋势
江苏省农业科学院科技情报研究所 所长、研究员 戴起伟
农业生物技术
1、农业生物技术发展现状
近年来，农业生物技术在世界范围内取得了 飞速的发展，一批抗虫、抗病、耐除草剂和高 产优质的农作物新品种不断培育成功。
农业生物技术成果迅速产业化。克隆牛、克 隆羊、猪生长激素、牛生长激素、超级水稻、 动植物生物反应器、生物肥料、生物疫苗等生 物技术产品不断涌现。
• 全国近200个机 构，10000多名 高级研究人员从 事生物技术的教 育、研发活动；
• 生物技术企业近 500家，职工 50000多人。
中国棉花在世界上的地位
国家
中国 印度 巴基斯坦 西亚 东南亚 美国 澳大利亚 全世界
棉农人数 （百万）
11.00 4.00 1.50 0.13 0.25 0.03 0.001 20.00
植物基因组研究内容
• 结构基因组研究：研究基因组的结构和组 织
• 功能基因组组研究：研究基因组结构和组 织与植物功能在细胞、有机体和进化上的 关系。
• 基因组信息的开发利用：改良作物，开发 新型产品。
植物抗土壤营养逆境基因工程进展加快
某些转基因农作物将在21世纪初进入商 品化生产。转谷氨酸脱氢酶基因玉米可以 大大提高对氮肥的利用率，其产量提高了 10％，植物根表氮肥残留物降低50％，这 种转基因玉米将在未来的3-4年内上市。
科学家们也正在研究通过分子生物学技术对与 产量相关的某些生化过程进行改造从而达到农作物 增产的目的。
抗性的研究——从生物性抗逆研究转向非生物 性抗逆研究。
农作物非生物逆境包括干旱、盐渍、冷冻、 高温、营养贫瘠、重金属胁迫、水灾、紫外线 等。
克隆与非生物逆境信号传导相关的基因转入 植物将可能使转基因植物获得对非生物逆境的 抗性。
——农业资源、环境信息化。 土地、大气、水、农业生物品种等都是 农业的资源与环境，建立农业资源、环境信 息网络，可以正确、及时地了解农业资源和 环境变化，及时正确地制定相应的政策与对 策。
——农村社会、经济信息化。 农村的社会、经济状况直接关系到农
业的发展，农业发展的目标就是要促进农 村的富裕与进步。农业人口变化，教育、 科技普及程度、农民收入水平，农村道路、 能源、卫生情况等都是农村社会、经济信 息化的内容。
——《国民经济和社会发展第十个五年计划》
人类文明历史表明，技术革命必然引发一 场产业革命，而产业革命又将是促进新经济形 态的形成和发展，进而成为社会进步的巨大推 动力。
目前人类正在进入一次以信息技术革命为先 导的新的产业革命。经济全球化的发展从根本 上来说得益于当代信息技术的应用与普及。
人们越来越认识到，谁先掌握了信 息技术的主动权，谁就将获得未来经济 发展的优势。正因如此，发达国家正在 力图抢占当代信息科学技术的制高点， 发展中国家也在制定本国的信息化战略， 力图在若干重要领域占领信息科学技术 的前沿。
1999-2000年度，全世界转基因谷物播种面 积达到4420万公顷（6.6亿亩），比上年度的 3990万公顷增加11％。
目前，全世界进入田间试验的转基因植物已 超过500多种，转基因植物研究开发取得了重 大突破。
亚洲转基因种类与分布
全球转基因作物种类和面积（百万公顷）
生物转基因产品正在被广泛接受
业科技信息网络，加快科技成果的交流
与推广应用。
江苏省农业信息网 江苏现代农业信息网
——农业教育信息化。 21世纪的农业教育，将出现的一个新
的变化，就是农业教育的信息化。一大部 分生活在农村的农民与农技员可以通过计 算机、多媒体学习各种农业知识，以加快 农业科技的普及，提高农民科技和文化素 质。
——农业生产资料市场信息化。 农业生产资料信息化，可以减少
农业生产管理、农业科技管理、农业 企业管理提高到一个新水平，从而加 速农业的发展。
农业信息技术应用： 数字农业
数字农业又叫精细农业或信息 农业。是指在地学空间和信息技 术支撑下的集约化和信息化的农 业技术。
数字农业技术系统是以大田耕作为基础， 对农业生产和管理的全过程实现自动化、数字 化、网络化和智能化， 形成一个包括对农作物、 土地和土壤从宏观到微观的监测预测、农作物 生产发育状况以及环境要素的现状和动态分析、 诊断、预测、耕作措施和管理方案的决策支持 在内的信息农业技术系统。
如生物技术研究人员将苏云金芽孢杆菌 Bt毒素基因导入植物体内，获得了抗虫棉花、 玉米、马铃薯等农作物新品种，并已进入大 田试验，显示出良好的应用推广前景。
基因引入改良品种，不仅可以培育出抗 病虫害的新品种，还可以培育出经济价值较 高的品种。
转基因植物育种的潜在商业价值十分巨 大，仅转基因小麦一项，估计世界年产值就 可达数十亿美元。
针对小麦生产中的三大病害，采用生物技术 与常规育种技术相结合，建立有效的分子标记 育种体系，现已育成并审定了7种抗黄矮病、 白粉病和赤霉病的抗病小麦新品种；已累计推 广种植抗病小麦1448万亩。
我国还获得了抗稻瘟病转基因水稻以及转有 抗菌肽基因的马铃薯等转基因植株。
2、新世纪农业生物技术的发展趋势
——农业生产信息化
农作物品种与栽培技术，特别是每时每 刻都在变化着的天气与病害，形成了农业生 产的不稳定性，农业生产常因对天气与病虫 的变化了解不及时，掌握不准确，或不能采 取正确对策，而造成重大损失。
——农业科技信息化。
当前，国外农业科技发展相当迅速，
但由于信息交流不畅，严重影响了科技
的进步。因此必须借助计算机，建立农
生物技术的目标
增加产量 降低成本和农产品价格 改进营养
如美国已在13000家企业从事生物技术的 研究开发工作，抗虫棉花、特种玉米、大豆、 马铃薯、生物农药等产品已投入生产使用。如 把生物技术应用于牛奶的生产（给奶牛注入一 定的激素）后，仅增加6％的饲料就能使高品 质的牛奶产量提高30％。
在1999-2000年度，阿根廷转基因大豆 播种面积达873万公顷，其产量占本国大豆 总产量的80％-85％。
我国的农业基因工程研究于80年代初期后开 始启动。并于80年代中期开始将生物技术列入 国家高技术发展计划，即‘863’计划。
我国正在研究的转基因植物种类达47种，涉 及各类基因103个。目前在我国有6种转基因植 物被批准进行商品化生产。包括：转基因耐贮藏 番茄，转查尔酮合成酶基因矮牵牛抗病毒甜椒、 抗病毒番茄，抗虫棉花等。