大农化
随着时代的进步，生物科技在农业生产领域的应用已迈入全新阶段。经过近半个世纪的持续发展，转基因农作物技术已在全球范围内广泛普及，且自今年起，在中国也迈开了推广的步伐。那么，我们应如何认识转基因技术的价值，以及如何评判一个技术的优劣呢？
在农业生产领域，转基因技术的应用主要聚焦于提升作物的抗虫性、抗病性，以及增强其对除草剂、盐碱和干旱的耐受能力。其中，抗虫和耐除草剂技术发展最早、最为成熟，应用范围也最为广泛。
1 抗虫技术
通过导入特定基因，转基因作物具备抵御特定害虫侵害的能力，从而减少对化学农药的依赖。此举不仅有效降低了农业生产的成本，还显著减轻了农药对自然环境造成的污染负担。该技术的广泛应用，提升了农作物的产量和质量，保障了粮食安全，意义重大。
在评判抗虫技术的优劣时，主要考量其抗虫谱是否广泛、杀虫是否彻底，是否针对关键害虫部署了两种不同机制的抗虫基因以增强杀虫效果并延缓靶标害虫抗性发展，以及导入该性状后是否引发不利农艺性状的连锁反应，如花粉活力和结实率是否受影响等。
根据2023年玉米病虫害防控效果及植保贡献率评价专题报告，当前市场上推广的技术在防治玉米上的棉铃虫、玉米螟、桃蛀螟等害虫方面表现良好。然而，在控制草地贪夜蛾方面，除了KVIP3技术外，其他技术的效果并不理想。
国际研究显示，生物技术的应用显著降低了农作物的虫害和霉变问题，例如转基因Bt玉米能有效减少黄曲霉毒素含量，降幅可达80%以上，从而大幅提高食品安全性。
常规大豆
清原抗虫大豆
2 耐除草剂技术
通过导入耐除草剂基因，作物能够耐受特定除草剂，实现高效、便捷的杂草管理，提高作物产量。杂草作为农作物的天敌，抢占肥水资源和空间，极难防治。人类农耕文明的发展史就是一部与杂草斗争的历史。据中国农科院植保所专家调研，因杂草防治不彻底和除草剂药害，每年农作物减产损失达8%～10%。
耐除草剂基因技术使除草剂得以安全使用，有效抑制杂草生长，减少人工除草成本，提升田间管理效率和农产品产量。全球范围内，耐除草剂技术应用面积超过抗虫技术，足见其受农户欢迎程度。近10年来，生物技术应用以多种抗虫和多种耐除草剂基因叠加为主流，以同时抵御多种虫害，以及可以同时混用或者轮流使用多种除草剂，控草彻底，延缓杂草抗性发展，降低成本，实现增产增收。
然而，该技术推广亦因除草剂类型单一而面临挑战，例如，长期单一使用草甘膦或草铵膦已导致部分杂草产生抗性，进而增加了除草剂使用量，可能引发生态风险。为此，全球科研人员正致力于开发新型除草剂，如氟草啶和氟氯氨草酯，及其配套的耐除草剂性状，以拓宽除草剂选择范围并延缓抗性杂草产生。
常规玉米
清原耐除草剂玉米
3 大载体策略
大载体策略通过将多个性状基因整合至单一载体，一次性导入作物基因组，实现多种优良性状的同步改良。它的优势在于能简化传统杂交回交选育流程，缩短回交转育周期，从而显著提升育种效率。
随着生物技术发展，大载体策略已成为转基因作物遗传改良的重要手段，尤其在应对复杂病虫害和逆境胁迫方面展现出广阔前景。例如，通过大载体策略，科学家能将抗虫、耐除草剂和抗旱基因同时导入作物，确保作物在多重逆境下仍能保持高产和品质稳定。近年来，遗传转化技术不断突破，载体设计和构建能力提升，不仅提高转基因大载体策略实施成功率，还显著提升基因编辑的多靶标同时编辑和精准编辑能力。利用CRISPR/Cas系统，科研人员能高效编辑多个基因位点，精确调控复杂性状，加快多性状聚合育种进程，降低育种成本，为农作物高效、绿色生产提供强有力技术支撑。
耐除草剂大豆对比实验
4 新技术的迭代升级
新技术的迭代和升级包含以下几个方面：
（1）新一代抗虫基因的发掘。新一代抗虫基因的发掘增强了作物对鳞翅目、鞘翅目及刺吸式害虫的抗性，同时延缓害虫抗性的发展。同时，科研人员解析害虫基因组和代谢途径，系统筛选天然抗虫资源，并通过功能基因组学研究，发掘出多个有应用前景的新基因。这些基因作用机制各异，从而显著提升防控效果。同时，通过基因融合或优化表达调控元件，增强抗虫基因在作物中的表达稳定性，为多虫害协同治理提供新的解决方案。此外，研究人员还致力于开发广谱高效的RNA干扰（RNAi）技术，通过靶向害虫生命攸关的关键基因，实现对多种害虫的高效防控，进一步拓展害虫治理的技术路径。
（2）新作用机制的除草剂以及与之配套的耐除草剂性状。新作用机制的除草剂及其配套的耐除草剂性状，为应对传统除草剂长期使用引发的抗性问题，提供了高效的杂草防控新途径。这类除草剂通过破坏植物特有的生理代谢途径，实现对杂草的高效、选择性抑制，同时对作物本身安全无害。与之配套的耐除草剂性状则通过基因工程技术导入作物，使其在除草剂施用环境下仍能正常生长。
（3）新抗病基因的发掘和应用。新抗病基因的发掘和应用，如水稻广谱抗病基因正在逐步突破传统抗病育种的局限。科研人员通过对植物免疫系统的深入解析，鉴定出一批识别效率高、广谱性强的抗病基因。这些基因犹如精准的“雷达”，能够捕捉到病原菌的关键致病信号，并激活作物的天然防御系统，从而大幅度提升作物的抗病能力。同时，借助基因编辑技术，科研人员能够对作物基因组进行精确的定向改良，快速引入抗病性状并进行精准优化，如水稻抗稻瘟病、番茄抗晚疫病等案例所示。这一过程不仅缩短了育种周期，还降低了对化学农药的依赖，为农业绿色发展提供了可靠保障。
在现代科技飞速发展的今天，唯有积极拥抱转基因、基因编辑和合成生物学等前沿生物技术，方能实现农业生产的高效化、智能化和可持续发展，有效应对全球粮食安全挑战，确保饭碗牢牢端在自己手中。
