
我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)經(jīng)過20年發(fā)展,已經(jīng)躍居世界先進(jìn)水平,增強(qiáng)了我國農(nóng)業(yè)新興生物產(chǎn)業(yè)的國際競爭能力,對我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新技術(shù)的研究與應(yīng)用發(fā)揮了重要的示范帶頭作用。
20世紀(jì)80年代,以生物技術(shù)等高技術(shù)為中心的科技革命浪潮席卷全球,在國際經(jīng)濟(jì)、社會、文化、政治、軍事等各方面引起了深刻的變革,生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)已成為國際競爭的焦點(diǎn)。1986年,農(nóng)業(yè)部黨組、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院黨組高瞻遠(yuǎn)矚,決定整合當(dāng)時設(shè)在中國農(nóng)科院相關(guān)研究所的研究力量,由范云六、賈士榮等杰出科學(xué)家領(lǐng)銜,成立了我國第一個專門從事農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究的“中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心”。1999年經(jīng)中央機(jī)構(gòu)編制委員會批準(zhǔn)正式更名為“中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所”。
20年來,研究所始終緊緊圍繞高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的國家重大需求,瞄準(zhǔn)國際生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展前沿,以“農(nóng)業(yè)生物資源重要功能基因的篩選利用、重要性狀形成的分子機(jī)理和新型優(yōu)良品種的分子設(shè)計”為重點(diǎn)研究領(lǐng)域,在“植物基因工程與分子育種、植物代謝工程與生物反應(yīng)器、特殊微生物資源與酶工程產(chǎn)品、轉(zhuǎn)基因生物安全性評價技術(shù)平臺”等研究方向系統(tǒng)開展前沿基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作,取得一系列重要創(chuàng)新性的研究成果。
轉(zhuǎn)抗蟲基因三系雜交棉分子育種技術(shù)獲重大突破,攻克了三系雜交棉恢復(fù)系狹窄、抗蟲性缺乏、可育性不穩(wěn)、以及雜種優(yōu)勢不明顯等一系列重大難題,率先在世界上實(shí)現(xiàn)了雜交棉花的三系配套,研究水平躍居國際領(lǐng)先。
轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米取得重大突破性進(jìn)展,獲得了高效表達(dá)植酸酶的轉(zhuǎn)基因玉米,表達(dá)的植酸酶活性完全能夠滿足飼料生產(chǎn)的需要,是新一代的植酸酶產(chǎn)品,標(biāo)志著飼料添加劑研究進(jìn)入第二代環(huán)保型產(chǎn)品研制的新階段。
在轉(zhuǎn)基因油菜種子的油體中高水平表達(dá)有生物學(xué)功能的鮭魚降鈣素蛋白,表達(dá)量可以達(dá)到種子總蛋白的6.47 %,目標(biāo)蛋白分離純化過程明顯簡化,整體水平國際領(lǐng)先,為今后利用植物生物反應(yīng)器大規(guī)模生產(chǎn)降鈣素等醫(yī)用蛋白提供了技術(shù)平臺。
轉(zhuǎn)Xa21基因抗病水稻已完成安全性評價,平均增產(chǎn)6.8-10.8%、抗病性穩(wěn)定、品質(zhì)達(dá)2級優(yōu)質(zhì)米標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)基因水稻的一旦應(yīng)用將是繼雜交水稻后中國對人類的又一重大貢獻(xiàn)。
分離了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高抗草甘膦EPSP合酶基因和N-乙酰轉(zhuǎn)移酶基因,已獲得抗草甘膦轉(zhuǎn)基因油菜、玉米、小麥和棉花,其中棉花和油菜已進(jìn)入中間實(shí)驗(yàn)。抗草甘膦基因工程將推動繼抗蟲棉之后我國又一大轉(zhuǎn)基因作物新產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展。
創(chuàng)建了國內(nèi)最大的水稻T-DNA標(biāo)簽突變體庫(10萬份),獲得了重要農(nóng)藝性狀的突變體5000余份、插入位點(diǎn)側(cè)翼序列5000余條,克隆了一批包括抗逆基因、早熟基因、矮稈基因、光合作用相關(guān)等重要功能基因。
篩選分離到一種高效、穩(wěn)定、廣譜的新型乳糖酶及其基因, 并成功地實(shí)現(xiàn)了高效表達(dá),革新了乳糖酶傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法和工藝,開創(chuàng)了乳糖酶廉價生產(chǎn)的新道路。乳糖酶廉價生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)對于推動“國家奶業(yè)振興計劃”、開辟食品深加工新領(lǐng)域具有重要的技術(shù)示范作用。
篩選出了能夠降解多種有機(jī)磷農(nóng)藥的細(xì)菌,構(gòu)建了高效表達(dá)有機(jī)磷降解酶的工程菌株,建立了有機(jī)磷降解酶的穩(wěn)定發(fā)酵生產(chǎn)工藝,在我國食品安全和生態(tài)環(huán)境保護(hù)中具有重要的應(yīng)用前景。
開發(fā)了轉(zhuǎn)基因作物復(fù)合PCR檢測試劑盒,研制了聯(lián)檢EPSPS和BT蛋白的免疫檢測試劑盒,完成了大豆及其加工高靈敏度轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品DNA檢測技術(shù)。農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物及產(chǎn)品的安全性評價研究為我國轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。
20年來,該所共申請國家發(fā)明專利77項(xiàng),已獲專利授權(quán)14項(xiàng),其中轉(zhuǎn)基因抗蟲棉核心技術(shù)“編碼殺蟲蛋白質(zhì)融合基因和表達(dá)載體及其應(yīng)用”獲世界知識產(chǎn)權(quán)組織和國家知識產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的中國專利金獎?!皟煞N編碼殺蟲蛋白質(zhì)基因和雙價融合表達(dá)載體及其應(yīng)用”獲中國專利優(yōu)秀獎。
截止2006年10月,該所已轉(zhuǎn)讓發(fā)明專利7項(xiàng),轉(zhuǎn)讓費(fèi)總金額為4235萬元,平均每個專利的轉(zhuǎn)讓費(fèi)為605萬元。以轉(zhuǎn)讓的發(fā)明專利為核心技術(shù)而組建的公司有6家,注冊資金超過1億元,總資產(chǎn)超過2億元。特別是“編碼殺蟲蛋白質(zhì)融合基因和表達(dá)載體及其應(yīng)用”發(fā)明專利使我國成為世界上第二個擁有抗蟲基因知識產(chǎn)權(quán)的國家。
利用“編碼殺蟲蛋白質(zhì)融合基因和表達(dá)載體及其應(yīng)用”發(fā)明專利和“兩種編碼殺蟲蛋白質(zhì)基因和雙價融合表達(dá)載體及其應(yīng)用”發(fā)明專利,我國已培育出64種適應(yīng)不同棉區(qū)需要的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種。2006年,國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的種植面積已占全國抗蟲棉種植面積的75%,已完全打破國外抗蟲棉種子的壟斷。
目前,河北、山東、河南、安徽等棉花主產(chǎn)省的國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種植率達(dá)到100%。1999-2006年間,全國累計推廣國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉1.56億畝,為國家和棉農(nóng)增收節(jié)支近400億元人民幣。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的產(chǎn)業(yè)化縮短了我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)與國際先進(jìn)水平的技術(shù)差距,提升了我國農(nóng)業(yè)科技實(shí)力的國際地位。