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A Chinese renaissance:中国生命科学的新千年

A Chinese renaissance:中国生命科学的新千年

投稿 丨 行业洞察

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2017-05-26

星河融快

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大家好,我是张岩。


近几日,崔永元的网上商城璞谷塘引发热议。网站打着“让大家吃上放心安全的食品”的旗号以数倍高价出售农产品,从牛排到橄榄油。这不由地让人想起他轰轰烈烈的反转基因事业,如今他将事业正式变成了生意。


在转基因这个问题上,作为媒体人的崔永元投入了巨大的精力和时间,不惜代价的和方舟子等支持转基因的人士进行了一场场波澜壮阔的撕逼大战,也几次把转基因话题推向舆论的制高点,这一次他更是成功的挤掉鹿晗,把自己送上了微博热搜。


我们在上一章《帝国根基:从430亿美金最大跨国并购案看四千年农耕文明之“种”》中指出,在转基因这个问题上,中国官方和科学界的长期缺位,最终发展成大量公众对于转基因的恐惧,进而影响中国官方的态度,再进而影响到科学家对于生物技术的基础研究本身。


跨国农业巨头的商业化育种体系都是由常规育种和生物育种两部分组成,以常规育种为基础,生物技术提供新方法和新产品。美国先锋公司原以常规育种见长,培育了世界上第一个玉米杂交种,具有近百年的常规育种积累,尽管如此还是需要借助生物技术,进一步强化育种研发。虽然近年来关于转基因技术有所争议,但不可否认转基因技术为首的生物育种技术代表了人类科学史上最先进的生产力,是未来发展的趋势所在。


今天农业发展所面临的挑战与千年前无异:更加贫瘠的土地和更加不平等的资源配置,如整个非洲和部分资源匮乏的亚洲地区。他们正在面临着因饥饿、营养不良和贫困而引起的动荡。虽然困难重重,但我们仍有理由充满希望。


2017年2月7日,Nature 旗下子刊Nature plant发表在线评述《A Chinese renaissance》,高度评价了近年来中国在农业生命科学领域取得的巨大进步以及对世界的突出贡献,中国科学家的敬业精神和对科学研究的探索与进取让中国在生命科学研究领域重新走在世界科学的最前沿。今天我们就与你分享张岩编译的这篇文章,一起展望未来,向不断克服挑战的中国科学家们致敬。


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以下,供你参考。




在中国古代的象形文字中,“年”是一个背着农作物的人的形象,这表明春节曾是对丰收的庆祝。农作物是中国文化的重要组成元素,支撑着中国这个古老文明的兴起和繁荣。从古至今中国对世界农业科学的研究历史有着不容忽视的巨大影响。


年.jpeg


考古学证据显示8000多年前中国农民在学会了种植谷物,最初在长江流域被广泛种植的水稻是我国最早栽培的作物之一。然而,根据基因组数据的证据显示,从中东引入的旱稻和小麦在很大程度上促进了中国古代人口的迅速扩张。


在中国关于作物科学最早的文字记录可追溯到秦前期(公元前221年),如关子。从汉朝(公元前202年 - 公元220年)到明朝(公元1368-公元1644年),如《氾胜之书》和《齐民要术》这类百科全书系统地记录了中国农民的农业生产实践。这些书涵盖了农业技术,包括嫁接、灌溉、耕种和除草技术,也有根据不同作物种类的种子选择和育种方面的讨论。这些书也传播到其他国家,如日本,并在那里产生了深远影响。


19世纪末,这些理论被引进到欧洲,查尔斯·达尔文将其称为“物种起源的中国古代百科全书”。


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药用植物是中国对世界农业知识的另一个重要贡献。许多中草药可有效治疗疾病的事实表明,这些植物中含有有效的活性成分。东晋时期(公元317 - 公元420年)的“紧急情况处方手册”,也就是《肘后备急方》就有关于青蒿治疗疟疾的记载。


1972年,屠呦呦领导的中国科学家从这种植物中成功分离出青蒿素。屠呦呦使用青蒿素治疗疟疾,拯救了发展中国家数百万的生命,由于这一突出贡献,屠呦呦于2015年被授予诺贝尔医学奖。 


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《本草纲目》无疑是中国乃至世界上最有影响力的中草药著作。由明代伟大的药用植物生物学家李时珍花了30年才完成,并在死后才得发表。该著作总结和分类了1,892种中草药,也包括一种创新的科学分类方法:根据草药的形态、生态和功能特征将草药分类。出版后,这本书迅速传播到许多国家,如日本、韩国和欧洲,并被翻译成多种语言。科学史学家约瑟夫·约翰逊说它是明朝最伟大的科学成就。


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18世纪,清朝政府实行闭关锁国政策,导致中国在社会和科学方面落后于世界,直到20世纪中华人民共和国成立,1978年邓小平的改革开放政策促进了经济增长,重新振兴了科学。在过去40年中,中国政府加大在作物科学研究方面的投入,以满足中国这个世界上人口最多的国家粮食安全的需求。


自2013年以来,中国在基础科研的投入占中国国内生产总值比例超过2%。粮食安全的重要性得到了主要资金来源的大力支持,其中包括国家自然科学基金、中国科学技术部、农业部和中国科学院。中国科学技术指数中的农业科学出版物的比例从2006年的7.1%(排在美国和巴西的第三位)上升到2016年的17.7%(排名第一)。高质量的研究也急剧增加。 2006年,中国在著名期刊上发表论文数量占6.3%,但到2016年,这一占比已上升到20.6%(仅次于美国)。


中国人才输入与输出的平衡也被打破了。在20世纪80年代和90年代初期,优秀的中国科学家倾向于在西方国家寻求工作机会,但自20世纪90年代中期以来,各种人才计划推动海外科学家回国就业。


在许多发展迅速的生命科学子领域中,水稻生物学和作物基因组学是中国对其产生重要影响的两个领域。中国育种家培育的杂交水稻在许多国家大大提高了水稻产量。中国研究人员在克隆水稻功能基因的多个农艺性状,如植物结构、粒度和抗性等做出了突出贡献。此外,由中国科学家领导的群体基因组研究有利于更深入的了解基本问题,如水稻驯化和杂种优势。


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得益于新一代测序技术的发展,以及作为世界上最大的测序中心之一的北京基因组研究所的成立与壮大,中国在作物基因组研究中占据了世界领先的地位。很多重要作物的基因组,如水稻、小麦、黄瓜、卷心菜、棉花、柑橘和西瓜等的测序工作已经完成或正在由中国科学家共同完成。


转基因育种仍然大有可为


中国的生命科学研究处于世界先进水平,但商业化研发进展缓慢。


农业生命科技是中国在现代科技中为数不多的与世界同步甚至领先的领域之一,因此国家也非常重视这个领域,尤其是转基因技术的研究。“十一五”期间投入上百亿元进行转基因生物育种重大专项的研究,并且列入了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》。但现在国内的生物育种技术研究主要在科研单位和大学,大部分处于基础研究阶段,应用研究较少。


目前世界种业巨头已经进入中国生物育种研究领域,其中先正达在北京建立了全球研发中心,进行前中期的商业育种研究,孟山都和先锋也有独资或合资的研发业务。国内企业中大北农集团和中种集团分别在北京和武汉建立了生物技术中心,从事商业化生物育种研究,其他上市公司如隆平、登海、荃银和奥瑞金(纳斯达克上市)也有开展生物育种,但规模都不大。


转基因技术为未来育种技术发展的重要方向,国内的转基因政策若要放开,政府必然首先要扶持一批有实力的企业做大做强,在国际市场上有较强的竞争力,因此即使短期内实现商业化的可能性不大,转基因育种研发在中国仍然大有可为。


新的科学技术有可能帮助世界上的穷人解决粮食安全问题。在分子水平上对基因组的深入了解帮助我们更加理解我们赖以生存的自然环境,基于基因组学的方法使育种家可以更精确地选择和转移基因,这不仅减少了剔除不良基因所需的时间,而且也使育种家能够从远缘的物种中获得有用的基因。从基础研究成果到重要应用的道路无比漫长,但这是一条最终能节省时间和金钱的道路。


参考链接:https://www.nature.com/articles/nplants20176


【本文来自投稿,文中观点不代表Xtecher立场。】


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