植物生物反應器的應對措施

為提高農業經濟效益和農民收入，增強農產品國際競爭力，應該大力推進農業和農村經濟結構的戰略性調整，特別是調整農產品的品種與品質結構，在確保糧食供應安全的前提下，將大路產品、低檔產品、普通產品、原料性產品為主的生產轉向增加優質產品、高檔產品、專用產品、功能性產品和高經濟附加值產品的生產。

實現上述目標的發展戰略之一是國家應從宏觀方面加強植物生物反應器的研究與產業化步伐，今后15-20年內，研究重點應該集中在以下幾個方面：

1）發掘可供植物遺傳轉化或病毒載體表達的新藥用蛋白基因，擁有我國自主知識產權。隨著人們生活水平的提高，由于膳食不均衡帶來的人類疾病如肥胖、高血脂、糖尿病和心血管疾病趨于大眾化和年輕化，如果在植物中導入這些疾病的抑制蛋白基因，將來人們只需簡單食用這些植物或由這些植物制成的新型功能性食品及藥物，便可以獲得抗病能力。種植這些高經濟附加值的轉基因作物可迅速帶動農民致富，并由此形成新的產業鏈。以種植馬鈴薯為例，若每畝可產2,000公斤，每公斤馬鈴薯1.6元計算，農民每畝收入可達3,200元。若改種抗乙肝的轉基因馬鈴薯，以每200克馬鈴薯可生產一劑乙肝口服疫苗，2,000公斤馬鈴薯可生產10,000劑乙肝口服疫苗。以每劑疫苗2元計算，則種植這樣一畝馬鈴薯每畝可收入20,000元。

2）建立高效表達技術平臺，提高外源蛋白在植物中的有效成份含量。這直接關系到將來的產業化進程，不僅可以降低生產成本，還可使植物表達系統更具吸引力。要做到這一點，可從兩方面入手：一是篩選高效表達的植物啟動子，二是選擇蛋白含量比較高的植物如豆科植物等。最終目的是使外源蛋白的表達量達到植物總蛋白的1%-5%左右。

3）構建新的植物病毒表達載體系統，使其更易于操作、更穩定、表達效率更高和對生態環境更安全。利用基因工程植物病毒作載體，是生產多種藥用蛋白的另外一條重要途徑，也是最有希望實現產業化的研究領域之一。如利用病毒載體在植物中生產狂犬病毒疫苗、結核病菌抗原、丙型肝炎和SARS病毒疫苗，其有效性和安全性都將大大提高。

4）如果純化步驟是必需的，那么如何降低從植物中提取藥用蛋白和工農業用酶的生產成本則是首先要考慮的問題。如通過修飾外源蛋白基因，將其定位于植物不同的器官或部位中表達，或采用親和層析的方法等。

6）除藥用蛋白或酶制劑外，考慮利用植物生產其他具有特殊用途的高新生物制劑。如改性淀粉、脂類和其他次生代謝產物。 爭取達到如下研究目標：

1）利用植物生物反應器技術生產輪狀病毒多價口服疫苗、大腸桿菌（ETEC）和霍亂弧菌口服疫苗、口蹄疫、肺結核等5-10個醫用蛋白或疫苗；預防和治療心血管疾病的新型蛋白藥物3-5種；高效表達降鈣素、乳鐵蛋白和降血壓蛋白等3-5種具有保健功能的新型保健食品；工農業用酶5-10個；

2）獲得8-10個外源基因表達效率高、組織或器官特異性強并有特殊工業、環保或農用價值的轉基因植物株系或載體系統；

3）開展與植物生物反應器相關的新基因、新的生物元件和新技術、新方法研究，進入基因定點整合與植物生物反應器的產業化相配套的關鍵技術研究，為今后的長期發展奠定工作基礎。取得發明ZL20-30項，獲得ZL申請號50-100個；

4）建立3-5個大型的產業化基地并形成相應的產業集團。 我國在現階段仍是一個發展中國家，不可能像發達國家一樣投入巨資進行植物生物反應器的研究和開發，國家主要從政策上予以扶持和協調，特別是鼓勵國內大中小企業積極參與，國家也要有重點地選擇支持一些研究單位和課題，為此，我們提出如下建議：

1）增加不同學科，特別是醫學界和植物分子生物學界科研工作者之間的學術交流，二者優勢互補將有利于發掘新的研究課題，加快該領域的研究和研究成果的產業化步伐；

2）制訂相應的優惠政策，鼓勵企業投資參與研究和開發；

3）在科研經費投入上必須慎重，對開展工作比較好和已有工作基礎的的研究單位和課題予以支持，切不能像過去一樣一哄而上。投入必須注重回報，獲得資助的單位和課題在結題時不能僅以論文和人才培養等借口搪塞，關鍵是要有直接的經濟效益和社會效益。因為這是關系到將來千百萬農民是否能夠真正脫貧的大問題，因此以風險投資的形式為最好；

4）國家對課題的重視不能僅僅停留在研究階段，更重要的是關注此后的產業化進程，要給予產業化過程以更大的資金和政策扶持；

5）廣泛開展科普教育，提高全民文化素質，使百姓對基因工程及其產品有一個正確的認識。排除心理誤區，做到既不一味排斥，也不盲目迷信。否則就會像歐洲國家那樣，由于傳媒的誤導，使大眾對所有的轉基因產品產生了懼怕心理；

6）國家要在政策上予以強有力的支持，特別是理順各部門的關系。不能因各部門的利益，而導致政令不通，影響我國研究成果的產業化進程，最終導致國外產品占據國內的絕大部分市場；

7）盡管植物來源的轉基因產品，如藥物蛋白被認為是最安全的（即具有公認的GRAS狀態），但國家應及早制訂相應的安全和管理法規，嚴格規范和監督這類基因工程產品的生產和使用。