卢宝荣现在怎么样了（如何在基本生存问题上不被）

卢宝荣现在怎么样了（如何在基本生存问题上不被）我们今天熟悉的粮食、蔬菜，在被驯化以前是什么样的？小米（也称粟米）的祖先就是我们现在常见的狗尾巴草，属于禾本科。在驯化的过程中，狗尾巴草的体积增长了100多倍。它原先的种子很小，形状像梭子；现在的种子变得更大了，也更圆了。小米的祖先是狗尾巴草两百多万年前，人类的祖先依靠狩猎动物、采集野果来维持生存和繁衍。有意思的是，在大约一万年前，全世界各大洲不约而同地开始了一个非常重要的活动——植物驯化。人类开始对采集的植物进行种植，在人工和自然选择的作用下，把一些对于人类有利的性状——例如种子比较大、好吃、成熟后不会掉到土里等——进行了改良，逐渐发展出了一系列栽培植物的方法，这些栽培植物更适合人类食用、更富有营养。植物驯化的过程，不仅给我们创造了主粮，还给我们带来了各种各样好吃的食物，有水果、蔬菜、坚果，以及各种各样的调味品。一万年前的植物驯化，开启了农耕时代，也开启了人类文明的大门。人类在狩猎采集时

【编者按】“民以食为天”，悠悠万事，吃饭为大。如今我们餐桌上常见的粮食、蔬菜是怎么来的？复旦大学特聘教授、生物学家卢宝荣告诉我们，距今约一万年前，人类祖先开始通过植物驯化，将野生植物转变为栽培植物。这一过程获得了丰富的食物品种，也培育了基因的多样性。基因资源是科学家培育良种的重要基础，我们必须保护好丰富的基因资源，不断提升生物育种技术和能力，保障国家粮食安全，将中国人的饭碗牢牢端在自己手中。以下是他在复旦大学管理学院“悦·见”系列论坛上的演讲。

今天，我们一起来探讨“民以食为天”的话题，着重谈谈基因、生物技术和国家粮食安全。这些关键词，看似很高大上、让人望而生畏，实际上却非常贴近我们的日常生活。

植物驯化开启了人类文明的大门

今年4月10日，在海南省三亚市考察了崖州湾种子实验室，他指出：“只有用自己的手攥紧中国种子，才能端稳中国饭碗，才能实现粮食安全。”粮食安全是“国之大者”，只要老百姓手中有粮食，心中就不慌，就能够安居乐业。那么，如今我们餐桌上的这些粮食、蔬菜是怎么来的呢？故事要从远古时代说起。

两百多万年前，人类的祖先依靠狩猎动物、采集野果来维持生存和繁衍。有意思的是，在大约一万年前，全世界各大洲不约而同地开始了一个非常重要的活动——植物驯化。人类开始对采集的植物进行种植，在人工和自然选择的作用下，把一些对于人类有利的性状——例如种子比较大、好吃、成熟后不会掉到土里等——进行了改良，逐渐发展出了一系列栽培植物的方法，这些栽培植物更适合人类食用、更富有营养。植物驯化的过程，不仅给我们创造了主粮，还给我们带来了各种各样好吃的食物，有水果、蔬菜、坚果，以及各种各样的调味品。

一万年前的植物驯化，开启了农耕时代，也开启了人类文明的大门。人类在狩猎采集时代，永远是一个“小团队”追赶着动物，食物相对匮乏，生存艰难。当我们对植物进行驯化以后，人类从一种不断迁徙、居无定所的生活状态慢慢稳定下来，在自己种植的土地上守候收成，这对于文明的发展具有重要意义。我们有了足够的粮食，团队可以从十几个人、几十个人发展到几百人甚至更多，从一个小部落发展为一个大部落，进而发展为城市、城邦，多个城邦最后可以成为一个国家。在部落、城邦壮大的过程中，逐渐产生了社会分工、阶层分化、社会契约等现象。

可以说，如果没有植物的驯化，人类可能还停留在狩猎采集的时代。不同地域、不同时间对植物的驯化，也养育了不同的人类文明。比如，古巴比伦文明，就是由小麦和大麦支撑的；古玛雅文化，是由玉米支撑的；我们的华夏文明，则是由水稻、小米支撑养育的。

小米的祖先是狗尾巴草

我们今天熟悉的粮食、蔬菜，在被驯化以前是什么样的？小米（也称粟米）的祖先就是我们现在常见的狗尾巴草，属于禾本科。在驯化的过程中，狗尾巴草的体积增长了100多倍。它原先的种子很小，形状像梭子；现在的种子变得更大了，也更圆了。

西红柿的前身是狼果，属于茄科，产自南美秘鲁。狼果身上有一股强烈的味道，个头非常小，一个只有几克重，而且有毒。16世纪，经过人类不断地驯化，这种果实变成了一种观赏植物进入欧洲。明朝时期，它被引入中国，明万历年间的《群芳谱》一书，记载了一种植物叫作“火伞火珠”，就是今天的西红柿。到了18世纪80年代，西红柿才被逐渐改良为接近今天的样子。可见，西红柿由野生的狼果变成一种美味可口、品种多样的农作物，与人类的驯化、改良是密不可分的。

在上海附近，有一个叫河姆渡的地方，这个地方产生了一种非常重要的农作物——水稻。水稻是禾本科大家族的一个成员，栽培水稻的祖先是普通野生稻，野生的植物有个特点，成熟以后它们的种子会落到土壤中去，这是因为这些野生植物要靠种子来完成自我繁衍。只有落下来、扎到土里面，才能够生根、萌芽、开花、结果，这个性状对植物本身来说是很重要的。但是对人类而言，种子成熟后全掉到土壤里去了，我们就没办法收获它。非常有意思的是，老天爷这个时候很眷顾人类，在几百万棵植株中，有那么一两棵发生了基因突变，变成了种子不能落下来的植株。于是，我们的祖先就把它们采集起来，带回去种在家附近。慢慢地，这样一个野生的物种就被驯化成了家养的栽培物种。最早的野生稻其实没有几颗种子，在驯化过程中才逐渐变成了今天这样硕果累累的水稻。

很多植物，需要经过人工的培育和改良，留下植物中优异的基因、淘汰不良的基因，才能达到一种非常优质的状态，从而更适合人类食用。在驯化过程中，人类创造和保留了各种各样的变异类型，包含了丰富的基因多样性，我们也称之为基因资源。

那么，什么是基因呢？基因也被称为遗传因子，它是生物细胞染色体上携带的一段具有遗传功能的片段，又被称为DNA片段。我们经常讲，你长得像爸爸还是像妈妈，是单眼皮还是双眼皮，个子高还是矮……这些性状都是由我们体内的DNA片段，也就是基因决定的。植物也一样，我们经常讲“种瓜得瓜，种豆得豆”，就是因为瓜有瓜的基因，豆有豆的基因，这是由它的遗传因素决定的。基因是一个基本的片段，它携带了决定表型性状的遗传信息，这个信息可以一代一代地往下传。

基因转移在自然界是普遍现象

搞清楚基因的基本概念以后，我们进一步来了解什么是转基因。简单来说，转基因就是基因从一个生物个体转移到另一个生物个体的过程。这种转移既可以发生在同一个物种之内，也可以发生在不同物种之间，前提是它们必须要有很近的亲缘关系。

基因转移在自然界非常普遍，一些天然的杂交或天然的交配，实际上就是转基因的过程。自然状态下的基因转移有很多媒介，一株水稻、杨柳树的花粉随风飘落到另一个植株上形成杂交——这是风媒传粉；蜜蜂、蝴蝶等在采蜜过程中，沾着花粉落到不同植株上——这是虫媒传粉。我们在市场上能看到各种颜色、甚至花色的玉米，这就是由于不同品种的玉米种植在一起，花粉在风的作用下自然传播，产生了天然的杂交或转基因现象。再比如说，我们所熟悉的骡子，就是驴和马天然杂交产生的后代。骡子的体格强壮、力气很大，是因为具有杂交优势。

自然界中天然的杂交过程，给了人类灵感。人们学习和效仿大自然，创造了人工杂交。到目前为止，人工杂交已经有大约200多年的历史，比如说红花和白花的植物杂交，就会出现开着不同颜色花的后代。农学家也学会了这种方法，将具有抗病、抗虫性或高产性状的品种与推广品种进行杂交，可以得到高产而不需施用化学农药的农作物品种。

20世纪60年代前中期，人口增长非常快，粮食供应一下就遇到了瓶颈。粮食增长跟不上人口增长，就会出现大面积的饥荒。在这个时候，以诺曼·博洛格为代表的科学家就想到了一个办法。大家可能不一定了解，以前的作物都长得很高，能够收获的种子则很少。这群科学家给作物引入了一个“矮秆基因”，把植物变成“矮子”。把作物变成矮子有什么好处呢？第一，作物的抗倒伏能力得到增强；第二，可以增加它的收获指数，即植物的种子多了，草的比例占得少了。由于这样一个小小基因的改良作用，水稻、小麦和玉米等作物品种的产量得到了极大的提高，引起了一场轰动全世界的绿色革命，解决了全世界十几亿人口的吃饭问题。诺曼·博洛格也因为这个重要贡献，获得了诺贝尔和平奖。

我国著名的杂交水稻之父袁隆平，也是通过人工杂交，将野生稻的雄性不育基因转移到了栽培水稻，创造出了举世闻名的杂交水稻，它可以提高20%-40%的产量，为解决中国粮食问题作出巨大贡献。还有很多类似的例子，都是利用人工杂交方法，将野生近缘种或者同一个物种的基因，转移到另一个物种或品种中，获得拥有高产、优质、抗病等性状的优良品种。

我们将这一类利用天然杂交和人工杂交实现基因转移，创造遗传变异、培育优良品种的传统方法，都称为“转基因的前世”。它更多的还是人工模拟自然环境中的有性生殖过程，在有性杂交可能实现的前提下来进行基因转移。

从传统育种到生物技术育种

由此可见，基因资源特别重要，它是科学家培育优良种子的基础。没有基因，我们就无法把优良性状转移到农作物中，达到品种改良的目的。然而，有性杂交是有前提的，它的父本和母本必须要有非常近的亲缘关系，比如水稻、小麦的不同品种之间，水稻和野生稻等。在更多的场景中，人工杂交面临物种之间生殖隔离的难题。比如，如果要培养抗旱的一种稻，沙漠里胡杨树的抗旱基因就不可能通过杂交转移到水稻里。还有些微生物包含有益的基因（例如抗虫基因），我们希望通过人工杂交将抗虫基因转移到棉花，就不可能实现。

于是，人类需要利用新的技术方法，从传统育种进入到生物技术育种，让作物的生产效能更高、育种效果更好。

什么是生物技术呢？简单地说，它指的是应用生物科学研究的成果，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。比如生物发酵，我们吃的酸奶、奶酪、味精、酒，实际上就是用生物技术进行发酵生产的。随着技术的发展，我们甚至可以通过生物技术的方法来合成胰岛素这样一些药物。未来，生物技术在人类的生产生活中将起到越来越重要的作用。

转基因生物技术，就是在传统方法的基础上，利用现代生物技术，将生物体的单个或几个优良基因进行分离、克隆、搬运，转移到另一个不具有亲缘关系的生物体上，以此来改变农作物的一些抗性、性状，如抗病虫性和提高营养价值等。

通俗地解释，如果我们在微生物、动物或亲缘关系很远的植物中发现了一个非常有用的基因，就可以利用生物技术把基因从这些生物中分离克隆出来，再找一辆“车（质粒）”，把这个基因装载和固定在“车”上。科学家可以用这个“车”来感染一种微生物，让它不断繁殖生产出许多基因的拷贝，再通过这个微生物把基因送到宿主——希望改良的植物细胞中。这个时候，来源不同的某个基因（比如抗虫、抗病、高产和优质基因）就可以转移到目标植物细胞的染色体中。随后我们再把这些携带有优良基因的细胞或组织培养成小苗，每一棵小苗里面都包含了优良基因，待小苗长成以后就形成了转基因植物。这便是现代生物技术转基因的方法，尽管过程与杂交不一样，但目标都是为了改良农作物的性状，培育优良品种。

从前我们依靠天然杂交和人工杂交来改良品种，都有碰运气的情况。如果运气好，有用的基因就转移到了目标品种中，运气不好就不一定成功，不一定能培育出可高产、优质的品种。但是利用转基因生物技术，我们就可以非常精准地掌握、控制和转移基因，达到高效改良农作物品种的目的。

生物技术有望带来更多粮食保障

当今世界，粮食安全问题已成为一个全球性的严峻挑战。全球人口正在快速增长，与此同时，耕地面积不断减少，自然资源逐渐匮乏、化学农药的使用又给自然环境带来许多伤害。如何养活不断增长的人口？这是所有国家都面临的重大问题。

中国以不足世界7%的耕地，养活了全球20%以上的人口，这是让世界瞩目的伟大壮举。“国以民为本，民以食为天”，在国际形势风云变幻的当下，粮食安全更凸显其重要性，我们必须居安思危。有数据显示，近年来我国每年从国外进口粮食超过1.4亿吨，包括大豆、玉米、油菜和牧草等。这是什么概念？我计算了一下，相当于每一个中国人每年要消费200斤进口粮食。如果哪一天人家不让我们进口了，怎么办？我国的粮食安全将会面临非常大的挑战。

随着生活水平的不断提高，人们的饮食结构、对食物的需求也日益多元。曾经指出，现在讲粮食安全，实际上是食物安全。老百姓的食物需求更加多样化了，这就要求我们转变观念，树立大农业观、大食物观，向耕地草原森林海洋、向植物动物微生物要热量、要蛋白，全方位多途径开发食物资源。

因此，提高单位面积农作物的产量，挖掘动物、植物、微生物等生物种质资源，在有限空间内生产更多食物，是我们面临的重要任务。然而，无论是扩大耕地面积，还是使用更多化肥农药，在我国似乎都不是最佳方案。早在20世纪80年代，邓小平同志就提出：“将来农业问题的出路，最终要由生物工程来解决，要靠尖端技术。”当时说的生物工程就是指生物技术。

生物技术在我国未来的粮食安全战略部署中非常重要。世界上一些大型跨国公司，往往在技术研发上投入雄厚的资金，把持着良种的知识产权。中央经济工作会议指出，要加强种质资源保护和利用，加强种子库建设；要尊重科学、严格监管，有序推进生物育种产业化应用；要开展种源“卡脖子”技术攻关，立志打一场种业翻身仗。我国要在吃饭这一基本生存问题上不让别人“卡住我们的脖子”，就必须发展高新生物技术，培育更多优质、安全、高产的产品，推动单位面积粮食产量的突破。

关于生物技术在农业生产中的运用，我再举一个例子。历史上，由于棉铃虫产生了极强的抗药性，依靠喷洒化学农药已经没法控制住害虫，即便一个星期喷洒两三次化学农药都不起效果，严重影响了棉花产业的发展。后来，科学家从一种微生物中把抗虫基因转移到棉花中，培育出了抗虫转基因棉花，过去需要通过大规模喷洒农药解决的害虫问题，依靠生物技术和一个基因就解决了。从生产成本、环境保护的角度来说，转基因抗虫棉花的产业化都具有极为重要的价值和深远的意义。

在严格的生物安全评价和监管体系下，通过生物技术提高作物产量和质量，具有高效、精准的优势。传统的育种方法可能要花费十年、甚至更长时间才能培育出一个优良品种，运用生物技术则可以大幅缩短培育时间。同时，生物技术的目标性很强，可以打破物种间的生殖隔离，更精准地改良作物性状。20世纪60年代，以杂交育种为基础的绿色革命，挽救了成千上万人的生命。未来，以生物技术为基础的“基因革命”，有望在保持绿色环境的前提下，给我们带来更多的粮食保障。

【思想者小传】

卢宝荣，复旦大学特聘教授、希德书院院长，国务院学位委员会第六届、第七届学科评议组成员，国家生物安全委员会委员，中国农学会遗传资源分会副理事长，中国农业生物技术学会常务理事，中国植物学会常务理事，上海植物学会副理事长，上海市科普作家协会常务理事。多年从事植物系统与进化生物学、种群遗传学、保护遗传学和进化生态学研究。主持国家科技部、自然科学基金项目以及上海市科研项目20多项。独立撰写英文专著1部，参加编写中英文专著20余部，发表论文300余篇，其中170余篇被SCI期刊收录，论文被引用12000余次。获国家发明专利10余项。获国家和省部级奖项10余项。入围全球2%顶尖科学家榜单。

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栏目主编：王珍 文字编辑：周丹旎 题图来源：新华社 图片编辑：曹立媛

来源：作者：卢宝荣