世界生命科学大会现场直击 | 聊聊农业圈中的未来“新星”

来源: 孟山都公司

闪光灯、红地毯、巨幕、媒体…… 这是奥斯卡颁奖典礼吗?不是,这里是2016世界生命科学大会现场,是中国规模最大、规格最高的生命科学领域学术盛会。59位中外院士、10位诺贝尔奖得主、4位世界粮食奖和沃尔夫农业奖得主、近4000名科技工作者参会,可谓群星闪耀。

健康、农业、环境

2016年11月1-3日,以“健康、农业、环境”为主题的2016世界生命科学大会在北京隆重召开,大会由中国科学技术协会和中国生命科学学会联合体共同举办,大会主席、1975年诺贝尔生理学或医学奖获得者大卫·巴尔的摩教授在开幕式上致辞。

近年来中国生命科学领域飞速发展,国际影响力日益增大。作为人口大国,中国的农业与食品安全的进展受到广泛关注。2016年以来,中国在中央1号文件、全国两会以及中国农业部4月份召开的新闻发布会中,多次提出支持转基因发展。7月,新华社报道,中国国务院印发“十三五”国家科技创新规划,包括转基因在内的一系列国家重大科技专项将加快实施。另据《科技日报》报道,仅中国在农业转基因技术方面便已累计投入200亿元人民币。

为交流和促进农业领域的基础研究、科技进展和科学普及,2013年世界粮食奖(Food World Prize)获得者、孟山都公司执行副总裁兼首席技术官傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)受邀作为大会特邀嘉宾出席。会上,傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)以从事多年研发工作的经历出发,与大会上的各界科技大咖同场交流。

傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)在世界生命科学大会上发言

图片来源:孟山都公司

现代农业:技术、资本密集的朝阳产业

农业是人类历史上最古老的行业之一,人类农耕历史走过2万多年。时至今日,农业早已从面朝黄土背朝天的劳动密集型产业,蜕变转型为信息化、机械化、生物技术、育种等多重技术集于一身的技术密集型产业。从播种前的计划期,到作物收获,农民一年中需要做出40~50项重要决策。过去,农民依靠自身经验判断。今天,每一项决策的背后,都有数十家、甚至数百家科技企业为农民提供技术支持,提高农民的决策效率。

傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)在2016世界生命科学大会上的报告

图片来源:傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)在2016世界生命科学大会上的报告(孟山都公司版权所有,未经孟山都书面许可,不得转载、摘编或以其他形式使用)

在不断涌现的农业技术背后,是朝气蓬勃的农业初创企业和看好农业新技术前景的投资人。2015年,全球农业投资达到前所未有的100亿美元(约650亿元),对农业技术的风险投资高达46亿美元(约300亿元),创历年新高。密集涌入的资金为农业领域带来了崭新的技术,加快了农业技术创新的步伐。不断有新技术,例如人工智能(AI),被运用到农业领域当中。而在已开发的技术领域中,例如农业生物技术,也吸引了更多企业和研究者的加入。

傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)在2016世界生命科学大会上的报告

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未来农业技术“新星”: 精准育种、微生物、大数据

技术和资金的投入加快了现代农业技术进步的步伐,综观整个行业,有三项技术 — 精准育种、微生物和大数据 – 的进步格外引人注目。

种子是农作物的基础,培育出产量更稳定、抗逆性更强的优秀种子是历代育种家不懈努力的目标。然而,传统的作物育种是一项耗时耗力的工作,往往需要7到8年才能完成。将来,CRISPR为首的基因编辑等精准育种技术让作物育种变得更快、更准

基因编辑技术的兴起为作物培育新品种带来了更多的可能性。对于一些农作物来说,拥有抗旱、抗虫、抗病等特性变得切实可行;对于另外一些作物,基因编辑技术能够使它们更好地满足消费者的需求。

傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)在2016世界生命科学大会上的报告

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除精准育种技术外,小小微生物对农业也有大用途。世界上没有比微生物世界更加神奇的地方了。这些肉眼很难观察到的微生物存在于世界的各个角落。每一捧土壤里,就蕴含着500亿个微生物。科学家的进一步发现表明,微生物可以变成农民手中有用的工具;它们不仅可以与传统化学制剂相辅相成,有时还可以完全替代化学产品,这使得农民在生产足够多的粮食的同时,减少环境影响,一举两得。

为了挖掘微生物在农业中的潜力,孟山都公司与诺维信公司(Novozymes)结成“生物农业联盟”(BioAg™ Alliance),共同寻找能够帮助作物的微生物解决方案。截至目前进展喜人,在已经进行的实验中,科学家们发现了能够帮助作物更好地提取营养以及帮助作物根系更健康地发育等不同类型的微生物种群。在大田实验中,这些微生物能够帮助玉米每亩增产16.7公斤,大豆每亩增产6.7公斤。

傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)在2016世界生命科学大会上的报告

图片来源:傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)在2016世界生命科学大会上的报告(孟山都公司版权所有,未经孟山都书面许可,不得转载、摘编或以其他形式使用)

今天的网络,几乎可以满足人们的所有需求。你能想象不久的未来,专业的农业服务也将出现在你的“购物车”里吗?显然,这并非只是一种“想法”,而是已经触发了农业公司的关注。2016年8月,孟山都公司宣布,基于旗下气候公司(The Climate Corporation)的Climate FieldView™ 农业数据平台(以下简称FieldView)搭建一套农业服务平台,截至2016年美国已有近1亿英亩(约6亿亩)农田在该平台注册,农民用户通过App挑选和购买所需的数据服务,如同网络购物,尽在咫尺,私人订制。

FieldView平台里的应用软件众多,其中一种叫做Nitrogen Advisor”(以下简称氮顾问)的软件通过分析过往的氮肥数据预测农田未来的氮需求。氮顾问能通过用户自定义的用量来预测未来氮肥消耗趋势。在大数据的支持和辅助下,农民可以施用适量的氮肥,最大限度地降低肥料匮乏和浪费的风险。

可不要小看氮顾问,氮不但是玉米最需要的肥料之一,也是主要的温室气体排放和土壤污染源泉。如何在保证产量和减少环境危害之间找到平衡是困扰现代农民的一大问题。氮顾问是帮助农民解决问题的方案之一,在众多全新解决方案背后,是海量与精准的数据采集与分析,农业的未来将是数据科学施展才华的天空。

滋养产业“新星”,需要多一些传播

在傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)看来,科学传播与科技创新同等重要。

作物生长需要阳光和雨露,科技创新也需要传播和交流。一些技术虽然早已扎根于大众的生活,但它们的贡献却鲜为人知。仍然处在争论中的转基因技术,其实早在1976年人类便已第一次将外源基因转入大肠杆菌并成功表达,至今已有40年的历史。从应用来说,转基因技术远非局限在农业上,而是早已大规模应用于药物生产、环境修复以及燃料生产等领域,基因重组微生物生产的产品如氨基酸、有机酸、维生素、酶制剂、激素、抗生素等食品和药品,已经进入我们生活的各个角落。

在大众生活之外,像转基因这样的技术也有着不同寻常的用处。在美国,科学家们就利用农业新技术保护当地蜜蜂种群的健康。蜜蜂是重要的传粉媒介,如果没有它们的辛勤工作,我们将无法享受大部分的水果和坚果。面对因蜂螨(一种寄生在蜜蜂体内的害虫)等原因引起的蜜蜂健康问题,小孟家的科学家们开发新技术,利用RNA干扰(RNAi)控制蜜蜂体内蜂螨的扩散,保护蜜蜂种群免受害虫的困扰。

RNA干扰(RNAi)控制蜜蜂体内蜂螨的扩散

图片来源:孟山都公司

在农业加速科技进程的同时,科学传播与公众沟通的作用越发突出。傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)呼吁:“科学家们正在积极探索满足2050年全球100亿人口的粮食需求的科学方法,但这些方法需要被大众和监管机构所接受才能得到普及。希望科技界的同仁们能够在科研之外,积极参与科学传播,加快新技术的普及和应用。”

傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)出生于美国伊利诺伊州的一个家庭农场,被誉为“农业生物技术之父”,于80年代开发出全球第一代抗虫抗除草剂转基因作物。傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)对农业生物技术的贡献获得过多项荣誉,包括:2013年被授予“世界粮食奖”(World Food Prize );1998年获得美国克林顿总统颁发的“国家技术奖章” (National Medal of Technology from President Clinton);2008年获得美国国家科学院“科学产业应用奖’(National Academy of Science Award for the Industrial Application of Science)等。傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)于1981年加入孟山都公司至今。

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参考资料:

[1] 世界生命科学大会开幕在即 13位诺奖得主将出席,人民网-科技频道,2016年10月27日
http://scitech.people.com.cn/n1/2016/1027/c1007-28813910.html

[2] 国家科技创新规划明确推动转基因透露哪些信号,新华社,2016年8月9日
http://news.xinhuanet.com/2016-08/09/c_1119363197.htm

[3] 转基因产业化为何总差“临门一脚” 产业推进缺“主角”,科技日报,2016年5月9日
http://h.wokeji.com/kbjh/zxbd_10031/201605/t20160509_2500244.shtml

[4] “Accelerating the Future of Agriculture”(加速未来农业进程) ,傅瑞磊博士(Dr. Robert Fraley)在2016世界生命科学大会上的发言,2016年11月2日

[5] 随处可见的转基因生物制品,科学世界,2016年1月27日
http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MTM0MTEwMA==&mid=401643661&idx=1&sn=8715c05fa2112afe7a4a73cbfa5cb1b5&mpshare=1&scene=5&srcid=1103mUWrFj9PtbT8dJFWEw5P#rd

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