农业是现代生物技术最重要的应用领域之一。现代生物技术可以培育出优质、高产、抗病虫、抗逆的农作物以及畜禽、林木、鱼类等新品种;可以进行再生能源的利用,解决能源短缺问题;可以扩大饲料、药品等来源,满足人类日益增长的需要;可以进行无废物的良胜循环,减少环境污染,充分提高资源利用效能等;因此,现代生物技术在农业领域的应用愈发受到各国政府和企业界的关注,被认为是新世纪农业科技的先导部分。
欧盟作为科技发达国家和比较发达国家的联合体,其科技实力在世界占有显著地位。为成为世界上最具活力和竞争力的知识驱动型经济体,欧盟将现代生物技术视为其长期可持续发展的重要依托技术之一。特别是在疯牛病、口蹄疫等流行性疾病和食品安全问题频频出现的严峻形势下,欧盟意识到必须充分应用生物技术的研发成果,消除自身面临的粮食短缺、环境污染、疾病危害、资源匮乏、食品安全等方面的危机。因此,欧盟在大力倡导生命科学和生物技术战略的同时,将农业生物技术作为研发重点领域,加快农业生物技术产业化,努力提高其农业经济国际竞争力。欧盟农业生物技术重点应用在如下领域。
1.植物种植生物技术
欧盟目前用于植物繁殖的现代生物技术主要有分子标记、基因改造和微体繁殖,这些技术主要由提供园艺产品、植物幼苗的种子公司和专业实验室使用或应用。
分子标记方面,欧盟几乎所有植物相关行业研究(包括农作物、水果、林产)中都有应用。商业应用主要集中在农作物、尤其是在玉米和蔬菜培育中最为常见。在生物和农艺方面,玉米培育要比小麦、大麦和水稻培育更适宜采用分子标记辅助选择技术。目前,这种技术瞄准的是抗冻、抗旱、抗害虫等农艺应用以及蛋白质含量监测等。种子行业通常将分子标记技术作为一种工具。
农作物基因改造方面,转基因农作物在欧盟获得批准进行种植的数量与世界其它地区相比要少。目前欧盟农场主唯一可以种植的转基因农作物就是具有抗昆虫特性的转基因玉米,即通常所指苏芸金杆菌玉米。2002~2004年,种植苏芸金杆菌玉米的农民与种植普通玉米的农民相比,平均每公顷可多收入85欧元的毛利润,生长季节也相应增长。
值得注意的是,欧盟已经提出了标明和跟踪转基因作物及其产品的新制度框架和转基因与非转基因农业共存这一新概念问题,这也引发了欧盟农民采用转基因农作物程序及其经济平衡等一系列新问题。
欧盟农业和园艺领域的微体繁殖应用均取得了成功。商业应用在观赏植物(如花、阔叶植物、木质观赏植物等)中最高,其次是蔬菜和水果类植物。以兰花为例,微体繁殖技术可以在短时间内生产出大量且相同的植物群,使兰花的价格回落。由于近年来一些观赏植物需求量很大,只有采用微体繁殖技术才能使观赏植物的产量满足需求。因此,旺盛的消费需求强有力地推动了微体繁殖行业的发展。
2.家畜繁殖生物技术
牛(主要是奶牛)和猪是欧盟家畜的主要组成部分,在全球均占有重要地位。欧盟家畜交易额中有20%~30%是使用现代生物技术创造的,这主要包括分子标记繁殖和胚胎移植技术(ET),而基因改造家畜用于生产仍未达到商用水平。这两项技术的应用弥补了传统数量遗传学的缺陷,因此分子标记和胚胎移植技术的应用和推广意义重大。
以使用分子标记技术的猪繁殖为例。自20世纪90年代开始,在猪的繁殖中就使用了基因信息。拿猪繁殖分子标记目标特性来说,缺少氟烷基因会导致猪肉苍白、柔软、多汁和压力敏感性。其他基因信息的缺乏可能还会导致产仔数量减少和疾病抵抗力降低。
胚胎移植是一种可以充分发挥良种雌性动物繁殖潜力,成倍乃至几十倍增加良种动物繁殖数量的繁殖技术。由于成本高昂(胚胎移植在欧盟农场中的成本估计要比人工授精高约15倍),该技术的应用仅限于位于动物繁殖金字塔顶层的动物(如牛)。近年来,欧盟牛的数量在不断减少的同时,其产量却一直保持稳定或上升。特别是牛奶生产,欧盟15国中,奶牛数量在1994~2001年减少了约11%(瑞典除外),同一时期每头牛的平均奶产量却增加了17%。