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干旱等逆境是影响作物生长和产量提高的主要非生物胁迫因子。我国干旱、半干旱地区占全国耕地面积的51%,其中没有灌溉条件的旱地约占耕地面积的65%。全国每年有4 667万公顷农田受干旱威胁,受旱面积2 173万公顷,受灾面积893万公顷,对我国粮食生产造成巨大损失,干旱对农业生产所造成的损失几乎是其他自然灾害造成损失的总和。
培育抗逆作物品种是保障作物高产、稳产的重要途径。然而传统的常规育种长期使用同类抗性亲本,致使抗旱种质资源单一,遗传基础狭窄,绝大多数育成品种抵御干旱的能力脆弱。虽然通过远缘杂交途径可提高作物的抗逆性能,但其耗费时间长,效率低,无法满足当前作物生产对优异种质的需求。
近年来转基因作物新品种广泛应用的成功经验说明,利用转基因技术已成为培育作物抗逆新品种的重要手段。通过关键基因克隆和遗传转化途径创制转基因作物优异种质,结合常规育种技术,开展抗逆转基因工程育种将成为提高作物抗旱性的快速、有效途径。目前,国际上已采用基因枪法、农杆菌介导法和花粉管通道法等方法获得了一些耐盐、耐旱转基因作物材料。2008年7月,澳大利亚农业生物科学中心宣称,他们目前正在进行的抗旱转基因小麦研究表明,抗旱转基因小麦可能帮助提高小麦单产,并可能帮助全球解决食品危机,估计将在5~10年内投放国际市场。目前,在澳大利亚种植的转基因小麦(含有从玉米和苔藓等植物中提取的基因)试验结果显示,在干旱条件下,转基因小麦单产要比非转基因小麦高出20%。
我国是一个人口大国,预计到2030年人口可达到16亿左右,到时每年粮食需求将增加1.6亿吨。而我国耕地面积仅占世界平均水平的7%,即使保持现有耕地面积不变,到2030年粮食单产仍需提高1/3以上,目前仅仅依靠传统技术很难达到预期的目标。因此,保证我国粮食安全是一个极其紧迫的任务。在耕地面积不可能扩大的基本国情下,保障我国粮食安全的任务尤为艰巨。
抗逆转基因作物的开发是提高我国粮食产量的有效途径。然而,我国转基因技术的研究和开发距发达国家还有一定差距。我国应该加紧技术储备,以备国际转基因粮食的冲击。既要发展农业,又要抵制国外冲击。例如大豆,面对大量低价的进口转基因大豆的冲击,中国大豆主产区黑龙江的豆农们束手无策,收获的大豆积压在库,以低于种植成本价格销售,种植面积逐年萎缩。因此,建立和完善转基因作物高效育种技术体系,将对我国作物种质资源挖掘、利用和育种技术创新产生重要的推动作用,对提升我国农业科研和粮食的国际竞争力、稳定社会具有积极而深远的经济和政治意义。