独家专访孟山都CTO:农业的未来不只属于转基因

作者: 科研圈记者 张士超

来源: 科研圈

发布日期: 2016-11-15

孟山都CTO罗伯特·傅瑞磊讨论了农业技术的未来,包括精准农业、基因编辑和RNAi技术,以及这些技术如何应对粮食安全和气候变化等全球性问题。他还强调了科学沟通的重要性,以克服公众对新技术的疑虑。

谈起孟山都,很多人首先会想到的是转基因、草甘膦、剪不断理还乱的争议。但你无法否认的是,孟山都在农业科学领域几乎一直是标杆一般的存在。从过去的转基因、RNA 干扰,到时下火热的大数据、基因编辑,在其手中无不以惊人的速度转化为看得见摸得着的农业产品。2050年世界人口将膨胀至100亿,为保证粮食安全,人类需要更绿色、更高效的农业技术。然而新技术面临的不只是科学难题,还有公众的质疑和误解。

面对科技带来的巨大的变革,将信将疑者有之、埋头回避者有之、闭门造车者有之、强制推行者亦有之。农业的未来究竟在何方,技术又应该如何面对争议?

孟山都现任执行副总裁兼首席技术官罗伯特·傅瑞磊(Robert Fraley)出身于美国伊利诺伊州的一个家庭农场。

他于上世纪80年代带领团队进行了世界上首次转基因农作物的大田试验,并于1996年推出了抗草甘膦的转基因大豆和转 Bt 基因的抗虫棉,获得了包括世界粮食奖(被誉为“农业诺贝尔奖”)在内的诸多奖项。身为科学家的傅瑞磊始终相信,我们要做的不仅是科研,还有真诚的沟通。沟通的过程或许漫长而曲折,但人们终将拥抱科技引领的美好未来。

精准农业于信息时代的风口起飞。

在您看来,哪项技术可以被评为2016年农业领域最大成就呢?挺难回答的问题。这就像让我从孩子中选出一个最喜欢的来。事实上当今的农业领域有很多不错的新技术。一定要选一个的话,我想应该是精准农业——信息技术正在涌入农业领域,我们可以通过卫星拍照、传感器监测等手段为农民提供更详细的土壤信息,今年我们的数字化产品已经推广到全美一半的玉米和大豆种植地。这是一项很令人兴奋的成就。

另外基因编辑这项强有力的技术会推动医疗和农业的进步,我们也非常看好。

精准农业集成了多项技术,也意在解决多个问题。农民在耕种过程中需要做出许多决定:哪块地要先种,种什么作物?选哪种型号的种子、化肥、农药?施肥、灌溉的频率如何把握?诸多决定林林总总有四五十项之多。现在,每一项决定都能通过电脑得到分析,更棒的是这些分析结果可以直接发送到他们农机上的电脑或手头的智能手机。

这样一来,农民可以及时掌握田间变量信息,分析种子生长表现,高效做出农田管理决策,判断化肥和杀虫剂的使用量和施用时机,提高效率避免浪费,从而实现增产。另外很重要的一点是不论在美国、中国还是非洲,只要你有智能手机或对应的农机就可以从中受益。

基因编辑是新一代生物技术中的明珠。转基因技术使我们可以引入几种基因,而掌握基因编辑技术后,我们将能改进所有基因,这为作物改良提供了无限可能。

但要注意的是,这项技术的应用也基于我们的育种技术,只有培育出优秀的种质资源,转基因和基因编辑技术才能发挥作用,农民才能获得更好的种子。近年来,我们尝试过许多基因编辑工具。从 TALEN、锌指核酸酶到 CRISPR,再到下一代基因编辑技术等,它们都有各自的优缺点。

我们与博德研究所展开 CRISPR 上的合作,与陶氏(Dow)签订了锌指核酸酶技术的协议,另外我们自己的实验室也在开发新一代的基因编辑技术。

基因编辑给我们带来更多机会,但并不代表它可以取代转基因或传统育种技术。事实上这些技术相辅相成,作物的几万个基因我们只会去编辑几个,剩下的大部分基因依然要靠传统育种来筛选。当然,基因编辑是一种精确度极高的技术,我们可以用它来修饰特定的基因,从而获得特定的性状。我们会利用这项技术改良作物,提高产量、营养成分含量、抗病虫害能力和恶劣环境的生存能力。

我们在利用 RNAi 技术开发新的抗虫害产品,比如: 我们在研究玉米根甲,这是一种生活在土壤中以玉米根部为食的害虫。将 RNAi 技术引入玉米中,这种害虫取食后其特定基因就会被沉默。美国的监管部门正在审批这项技术,预计几年内就可以应用。另外一个激动人心的例子是将 RNAi 技术用于保护蜂群。有一种名为瓦螨的寄生虫会对蜜蜂造成威胁。如果直接喷洒杀虫剂,如何保证蜜蜂本身无恙呢?

我们对蜜蜂和瓦螨的基因进行测序,设计了可以沉默瓦螨基因的 RNA 片段,再让蜜蜂进食这种 RNA。RNAi 使得特异性杀灭昆虫寄生虫成为了可能。

我很高兴。这是一项基于科学原则的标识法案。转基因作物已安全商业化20年,但为消费者提供选择,其实没什么不好。过去美国各个州的标识法案不同,会造成消费者的困扰,抬高食品价格,并扰乱州际商品流通。

从这个意义上讲,全美统一标识其实是一种进步,能促进更透明的信息公开方式,同时也防止各州法案带来的经济影响。美国农业部(USDA)会在接下来两年内制定具体的标识法规,食品生产商有几种标识方案可选:直接标注“含转基因成分”,或放一个图标,或放一个二维码。二维码是最棒的方式,有了二维码,我们可以为消费者提供原产地、品种、加工方式等等大量信息。

食品标识满足消费者的选择权和知情权,而该法案的通过,能够平息以往的争论,使人们把精力投入到更重要的事情上去。

当今很多人并没有意识到粮食危机,而实际上,到2050年全球人口将达到100亿,我们须要将粮食产量翻倍才能满足持续增长的人口需求。政府和监管部门要更加重视科技在农业中的应用。在基因编辑、RNAi、土壤微生物研究、大数据等等技术的帮助下我们可以应对未来的粮食问题。

鉴于粮食安全的重要性,我认为目前世界各国对农业科技开发的投入还远远不够。作为一个乐观主义者,我认为最大的问题并不在技术上,而在于沟通和交流,以及将技术投入使用。

其实孟山都出售转基因种子,也出售用于有机农业的种子。确实有许多消费者热衷有机产品。有不同的选择未尝不是一件好事。另外值得一提的是,有机农业与先进技术并不是对立关系。有机农业同样可以从分子育种、精准农业、土壤微生物等技术中获益。

在美国,有机农业并不会完全不用化学品。区别只是在于,一般农民使用美国环境署(EPA)批准的农药,有机农业用“有机食品生产法案”中批准使用的农药。事实上如果你仔细比较下,它们的相同点比不同点还要多。有机农业关注的土壤健康、覆盖作物,传统农业和转基因农业也在学习。在我看来有机农业很大程度上是一种生活方式,一种营销,并没有研究显示有机农业产品在品质和成分上有何不同。

但愿不会,但我们必须得为此做好准备。

在转基因上的经验告诉我,关于科学的沟通交流非常重要。交流对象不仅是公众,还要包括决策者、政策制定者等等。民众也许不会像接受智能手机中的科技一样那么容易接受农业中的科技,但他们终会接受,监管部门也会做出正确的决策。我们需要好科学,同样需要好科普。我坚信,人类需要伟大的科学研究,诞生出卓越的产品。但还有一点很重要:人们也容易止步于对陌生事物的恐惧,所以我们传播科学的任务就尤为重要。

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