生物技术在发展中国家畜牧业上的适用性、重要性及其应用。
4.1.1 范围:发展中国家畜牧业的发展趋势
人口增长、城市化程度提高和收入增加加快了发展中国家对动物性食物(乳、肉、蛋)需求的增长。从全球看,畜产品的增长快于其它各种农产品,预计到2020年,畜牧业将成为净增值最重要的农业部分。从动态的观点来看,这个过程已经被认为是“畜牧业革命”。这个过程的重要特征是:(1)发展中国家畜产品的消费量迅速而大量地增加,例如,预计发展中世界每人的肉类消费量从1993年到2020年将翻一番;(2)家畜生产从温暖、干燥地区向更温暖和湿润的地区转移;(3)家畜饲养从家庭支持的活动向市场引导的更加综合的生产转变;(4)牧草资源的负荷增加;(5)更多的大规模工业化生产单位坐落于城市中心附近;(6)与单胃家畜相比反刍动物的重要性降低;及(7)以谷类为基础的饲料利用迅速增加。
目前,发展中国家消耗的大部分动物源食物是由小规模的农牧业混合的家庭农场或游牧牧场提供的。对作为食物的畜产品的需求的不断扩大,将对畜牧业的技术和结构产生显著影响。为了满足不断增加的消费者的需求、更有效地利用紧缺的资源并为新增的农业人口创造收益,需要不断地提高发展中国家畜牧业的生产力。
农业生物技术长期以来一直是深刻影响本部门生产和加工的创新源泉。分子生物学的迅速前进和生殖生物学的深入发展为更进一步的创新提供了新的有力工具。先进的分子生物技术研究和开发活动越来越多地受大企业的引导,并且研发的目的是为满足发达国家市场的需要,而不是针对热带地区小农场的条件状况。同时,发展中国家容纳了绝大部分的世界新增人口、农民和动物,存在着生物技术研究和开发远离他们的需要的危险。
建议在这个e-mail会议上对普遍应用的和有可能在畜牧业上应用的生物技术进行讨论。会议的主题是,这些技术是否适合发展中国家满足增进畜牧业生产和动物健康的需要,以及有哪些因素决定采用或不采用这些技术。
需要强调的问题是,为什么在发展中国家这种潜力利用得如此不充分。在适应和采纳转让技术的过程中,受某些因素影响的程度,例如:
· 缺乏有益于引进新的有效技术的明确的家畜发展政策;
· 缺乏适合于局部/地区条件的必要的技术改进;
· 决策者的往来信息量不够;
· 受价格、知识产权、有无引进技术后续支持等决定的技术的可接受性;
· 家畜拥有者/生产者对动物生产和健康的投资决策过程了解得不充分;
· 对技术需求的呼声不高;
· 公众接受或拒绝生物技术的程度及理论学问题。
4.1.2 需要考虑的生物技术
4.1.2.1 生殖生物技术
生物技术在繁殖方面的主要目的是提高繁殖效率和动物遗传改良的速度,并以此增加畜牧业的产出。生殖生物技术还为扩大遗传材料的增值和传递以及以合理的形式保存独特的遗传资源以利未来利用提供了可能。
a) 人工授精(AI)
通过加快育种过程,人工授精已经对发展中国家的牛、绵羊、山羊、猪、火鸡和鸡的改良计
划产生了较大影响,繁育过程的加快主要是通过增加对雄性的选择强度和普及繁育方法,通
过新鲜的、以及以后冷冻的精液,将雄性遗传物质快速运送到世界各地。全球每年进行人工 授精的情况是,牛超过1亿例、猪4
000万例、绵羊330万例、山羊50万例。仅少数几个发展 中 国家的人工授精规模达到了家畜生产真正受益的水平。如此有效的技术在发展中国家不被广
泛采纳的原因是什么?需要怎样才能使这项技术像在发达国家中一样成功? b) 胚胎移植(ET)
受多排卵和胚胎移植(MOET)技术促进的哺乳动物胚胎移植技术通过加强对母畜的选择强度可以加快遗传改良进程,胚胎冷冻技术使遗传物质的低成本越洋运输以及二倍体染色体组的保存成为可能。还可利用MOET生产杂种替代母畜,同时只保留少量纯种动物。1998年,全世界备案的胚胎移植数为,牛4.4万例、绵羊1.7万例、山羊1
200例和马2
500例。在发达国家,约80%人工授精的公牛来自胚胎移植。尽管胚胎移植有着潜在的诸多好处,其应用很大程度上只限于发达国家。需要什么样的技术和/或政策才能使发展中国家更大范围地使用这些技术?
胚胎移植还是应用活体取卵(OPU)、体外成熟与受精(IVM/IVF)、胚胎性别控制、克隆和转基因等更高级生殖生物技术的基础技术之一。
c) 活体取卵(OPU)和体外成熟与受精(IVM/IVF)
哺乳动物的活体取卵(OPU)可以直接从卵巢重复采取未成熟的卵细胞,而不会对供体母畜有任何重大影响,取出的卵细胞可用于体外成熟与受精(IVM/IVF)计划。在低龄时期最大限度地利用有遗传价值的母畜将加快育种进程。这些技术的哪些潜在用途在发展中国家是切实可行的?需要哪些技术和/或政策支持才能促使发展中国家实际应用这些技术?
d) 性别控制
迅速可靠的胚胎性别控制技术可在遗传改良计划的某个特殊阶段只得到所需性别的后代,显著减少了所需动物的数量并使得育种进程加快。采用流式细胞计对不同性别的精子进行分类近年来已取得显著进展,但分拣速度仍不理想,即使用于体外受精。采用确定性别的精子能明显加快遗传改良速度,并大大影响到末端商品。发展中国家使用这些技术的范围是什么?
e) 克隆技术
体外成熟与受精(IVM/IVF)是克隆和基因转移等生物技术所需大量低成本胚胎的来源。根据以下情形可将克隆分为3个不同类型:(1)将一个胚胎经过有限分割后得到的克隆(遗传性状相同的克隆);(2)将一个胚细胞植入去核透明带中得到的克隆(胞质遗传可能不同的克隆);(3)将DNA休眠被逆转后的体细胞(乳腺、血液、皮肤细胞)细胞核植入去核透明带后得到的克隆(胞质遗传可能不同并带有体细胞供体亲本表型的克隆)。克隆技术将用于繁殖转基因动物。克隆技术作为研究工具具有在高回报领域应用的潜力。采集体细胞组织样本有助于以保存为目的的偏远地区繁殖样本的收集和转送。
4.1.2.2 分子生物技术
在动物生产和动物保健方面可以应用各种各样的分子生物技术,包括农场内的生产性应用以及农场外的产品加工应用。这个e-mail会议只考虑在农场内的、以DNA操作为基础的技术的应用。
a) DNA技术和动物保健
动物疾病是发展中国家畜牧业生产力降低的主要和日益重要的因素。应用DNA生物技术于动物保健可明显改善对动物疾病的控制,因而促进畜产品生产和家畜贸易。
i) 诊断学和流行病学
先进的、基于生物技术的诊断试验使致病因子的识别、疾病控制计划效果的监控和达到以前达不到的诊断精确度(亚种、系、生物型水平)成为可能。例如,牛病毒性腹泻病毒(BVDV)的DNA分析表明,它由两个基因型BVDV1和BVDV2组成。仅后者可以引起出血和急性致死性疾病,现正在开发区分二者的诊断试验。酶联免疫试验有比较容易自动化的优势,已经开发了针对多种寄生虫和微生物的试验。建议对这些诊断试验在发展中国家畜牧业中的适用性和可接受性进行辩论。
分子流行病学是一个快速发展的学科,能够通过测定核苷酸序列鉴定病原分离物(病毒、细菌、寄生虫)追踪其起源。这对传染病是特别重要的,查明传染源的可能性非常有利于加强对疾病的控制。而且,能够检测家畜病原体DNA/RNA的基因探针(胜过抗体)和精确的便携式诊断试剂盒的开发,明显促进了动物保健计划。会议应确认发展中国家这些技术的地位和使用潜力。
ii) 疫苗开发
虽然使用传统方法制造的疫苗在控制口蹄疫、牛瘟和其他侵袭家畜的流行性与地方性病毒、支原体和细菌性疾病方面已经取得较好的效果,但重组疫苗比传统的疫苗具有更多的优势,如安全性(没有转变为强毒型的危险,降低了被其它病原体污染的可能性等)和特异性、更好的稳定性等,重要的是,与适当的诊断试验相配合,这种疫苗能够将免疫的和自然感染的动物区分开。后一个特性在疾病控制计划中十分重要,因为即使当从疾病控制阶段到根除阶段的转换完成后,还能用它继续进行疫苗接种。重组DNA技术还为开发抗寄生虫(如蜱、蠕虫等)疫苗提供了新的机会,在这方面传统的方法都失败了。这些技术在发展中国家的使用状况和潜力是怎样的?
b) 动物营养和生长方面的DNA技术
i) 营养生理学
应用各种措施通过加强营养来改进动物的性能。酶能提高饲料养分的可利用性、降低饲料成本并减少向环境的废物排量。前生物制剂或免疫补充剂能抑制病原性肠道微生物或使动物对其抵抗力增强。应用重组生长激素可使肉用动物生长加快和胴体瘦肉增多并使乳牛产乳量增加。可利用免疫调节剂加强内生性合成代谢激素的活性。
在家禽营养方面可能应用的有:饲料酶、前生物制剂、单细胞蛋白和抗菌素饲料添加剂。利用重组DNA技术生产饲料用无抗营养因子的专用植物产品也是可能的。
利用植物生物技术可生产出营养价值高的草料或向饲料中掺入使动物抗病的疫苗或抗体。
ii) 瘤胃生物学
瘤胃生物技术具有提高对其他动物而言多纤维、含氮低、营养价值有限的反刍动物饲料的营养价值的潜力。生物技术能改变植物中碳水化合物和蛋白质的数量和可利用性,以及瘤胃中这些养分的发酵和代谢的速度和程度。生物技术在瘤胃微生物上的应用潜力很大,但技术上的难点限制了它们的进展。当前的局限性包括:接种和DNA重组用微生物株系的分离和分类鉴定;候选酶的分离和鉴定;重组酶的生产水平、定位及分泌效率;导入基因的稳定性;引入新菌株的适应性、存活率及其功效。
提高反刍动物瘤胃消化率的方法包括使用前生物制剂,补充螯合的矿物质和从其他种类的动物转移瘤胃微生物。
c) 动物遗传和育种中的DNA技术
大多数与食物和农业有关的动物特性是由许多基因与环境互作所决定的。本地适应品种的遗传改良对于实现可持续的生产发展体系将是重要的。
DNA技术为推进更高生产力的可持续动物生产体系提供了重要的机会,这些技术于可应用于:
· 对动物遗传变异的特征描述和深入理解;
· 利用种内和种间的变异更快更有针对性地实现育种价值;及
· 保存遗传材料。
i) 描述遗传变异的特征
微卫星技术在品种遗传距离分析上的应用越来越多。大多数动物种类分布于发展中国家,而此项工作却只限于发达国家。在发展中国家的畜禽品种上有无更有效利用该项技术的可能性?目前适合的方案或未来所需的标准是什么?
ii) 加快本地适应品种的遗传改良速度
在实现所需目标快速遗传的链条中存在许多链接点,其目的是将增强所需性状表达的等位基因从选出的育种亲本迅速传递给子代。在发展中国家,各种动物的传代间隔通常较发达国家长。怎样才能使DNA技术可靠地实现严格精确的选种、缩短传代间隔,并使这些本地适应品种的遗传改良达到畜牧业发展的要求?
制备高密度的微卫星连锁图谱的迅速进展有助于研究具有经济重要性的遗传特性。这些连锁图谱能否用来建立MAS和标记辅助渗入的方法,以适合发展中国家的育种目标?这个问题将如何动手处理?在财政资源有限的情况下,发展中国家育种计划的工作采取怎样的策略才能利用迅速积累的人、小鼠和果蝇的功能基因信息?
转基因动物是在其基因组中掺入了一个或多个拷贝的(一个或多个)外源基因,或是“敲除”了选择的基因。可导入或删除基因的事实为提高生产力、产品质量、甚至适应性能提供了机会。在最初的实验中,插入了负责生长的基因。这个技术通常是昂贵而效率低的,近期的应用似乎仅限于生产作为生物反器的转基因动物。对于发展中国家,这些先进技术的潜在的重要性是什么?决定其应用的技术、社会、政治和伦理的因素是什么?
iii) 保存遗传多样性
全球性调查显示,现存所有家畜品种中,约30%存在灭绝的风险,目前投资保护的只占极少数。大多数家畜品种是在发展中国家内。可是单从DNA本身不能重新使动物再现,保存基因组DNA可能是有用的。DNA基因组材料应在什么情况下保存?发展中国家应如何去做?哪些其他信息是需要保留的,需要考虑哪些政策问题?
在会议的背景文件中将可选择的生物技术分为两大组:生殖生物技术和分子生物技术。生物技术的应用仍从3个不同的动物方面考虑:a)
保健(疾病诊断、流行病学和疫苗开发);b ) 营养和生长(营养生理学和瘤胃生理学);和c)遗传和育种(遗传改良和遗传多样性的
鉴定/保存)。会议期间总共收到42份信件,其中一半以上来自发展中国家。与作物、林业
或渔业方面的会议(分别在第2、3和5章)不同,上述会议主要只讨论一种生物技术(基因
改良),而本会议的与会者涉及到生物技术更广的范围,转基因动物不是讨论的主要话题。
关于前面提到的3个不同的方面,在整个会议过程中的不同阶段都涉及到了,虽然讨论最多 的是生物技术在第三方面的应用,即遗传和育种,而最少的是第二方面,即营养和生长。
大多数信件来自发展中国家在开发项目和畜牧业上有丰富经验的与会者。涉及大量不同
的题目,范围从那些特别的生物技术,如与会者在他们的国家有关个别生物技术的经验或评
论,到那些要处理的广泛的问题,如发展中国家生物技术对家畜生物多样性的影响。在总结
讨论中,与会者的各种评论归纳为一些主题,分别列入两个部分内。第一部分试图说明什么
是与会者说的有关特定生物技术的适当性、意义和应用。第二部分不谈特定生物技术,而是 交流有关范围广泛问题的评论。
本文的4.2.1和4.2.2部分总结了讨论的主要内容,对引用的信息给出了与会者的姓名和发送 日期(2000年,日/月)。这些信件可在www.fao.org/biotech/logs/c3logs.htm上看到。4.2.3部分列出了被引用信息的发件人姓名及其所在国家。
4.2.1 关于发展中国家各种生物技术的适当性、意义和应用的讨论
4.2.1.1 人工授精(AI)
背景文件指出人工授精已经在发达国家遗传改良计划中取得较好的效果,而问题是为什么此项技术没有在发展中国家被更普遍地采用。收到的大多数评论(主要来自发展中国家的与会者)解释了采用技术相对缓慢和自然交配比人工授精更可取的原因。
Steane(20/6)认为低怀孕率和依赖最终耗尽的赠款(这一点也得到Tibary
4/7的支持)是发展中国家使用此技术少的两个主要因素。Steane在稍后的信件(30/6)中详细阐述了第一个因素,提出低怀孕率是由于:a)检测发情技术缺乏;b)交通不便和基础建设贫乏;c)人工授精工作者未能完成足够数量的高授精率。Chandrasiri
(24/7) 强调,在这个问题上有必要对农民进行培训,并指出,如果农民受到发情检测和人工授精时机的培训将取得重大的进步。
Traore
(6/7)断定对于发展中国家“在现阶段考虑人工授精作为替代自然交配(在发展中国家通常采用的)的生殖方法是做不到的”。他坚持认为人工授精仍存在许多问题,由于:a)
费用较高,一些用品如液氮继续涨价;b)发情检测技术不过关,通常需要做同期发情;c)技
术的使用与良好的动物保健和管理脱节。这最后一点Ramsey(17/8)也强调过。
Na-Chianqmai(4/8)支持Traore(6/7)的结论,他认为在小农场开展人工授精是不实际的,特别是对水牛,在乡村条件下自然交配或许能取得更好的效果。他注意到对于小农场要正确、适时进行人工授精是很困难的,因为此时水牛在远离村庄的地方,还有发情检测和排卵期短的问题。Chandrasiri(24/7)说,虽然可以考虑用人工授精代替自然交配,但在斯里兰卡的小规模奶牛场不常采用,那里85%的奶牛是自然繁殖的。但是Wiwie(11/7)认为,在她的国家——印度尼西亚,牛的人工授精确实已经取代了自然交配,因为农民只有几头牛在牛圈内,发情检测是容易做到的,又因公牛的饲养和国内运输费用昂贵(该国是由许多岛屿组成的)。Tibary(7/8)认为,虽然自然交配可获得好的繁殖结果,但是费用和长期饲养管理活的公畜可能出现的意外事故和健康问题,使人工授精得到推荐。他主张实行包含排卵同步化和人工授精的有效率的计划。
4.2.1.2 胚胎移植(ET)
胚胎移植是一种更加先进的生殖生物技术,在发达国家和发展中国家都比人工授精使用更少。会议对此项技术在发展中国家的潜在影响和当前状况都做过考虑。
Traore(6/7)提出胚胎移植对于发展中国家的杂种动物遗传材料的传播、濒危本地品种的保存和遗传改良方面的潜在价值。但是,他也认为此项技术从一开始就过分集中于为商业生产而传播纯种动物的遗传材料。Steane(20/6)以为发展中国家使用胚胎移植传播适合的遗传材料(如杂种产奶母畜)比遗传改良更加有效。但是,他指出(30/6),现在的怀孕率还是低的,就像他以前对人工授精提出的同样理由,这些技术都需要改进。Tibary(7/8)表示,如果有关人员都确信诸如胚胎移植和人工授精技术是有用的,那么只要有足够的地区研究资金,技术问题是能够解决的。他引用中东地区骆驼胚胎移植和人工授精所取得的巨大进展做为实例。Ramsey(17/8)强调,倘若其他基础的投入(良好的管理、营养和经营)是适当的,胚胎移植和人工授精二者是非常有用的技术。
Wiwie(5/7)报告了她在印度尼西亚奶牛胚胎移植项目的经验,并指出如果慢慢地从当地小规模试验开始,然后逐步扩大,那么胚胎移植项目是能够成功的。Chandrasiri(24/7)报道在斯里兰卡胚胎移植仍然只是在试验阶段,要把此项技术确立为商业用途还需要若干年。
4.2.1.3 体外成熟/受精(IVM/IVF)和性别控制
会议对这些技术的讨论很少。但是,Chandrasiri(24/7)提到使用IVM/IVF的问题,指出如斯里兰卡那样禁止屠杀母畜和水牛的国家,在屠宰场也难以取得卵巢。他提出允许屠宰母畜的几个国家协作将能解决这个问题。Steane(20/6和Chandrasiri(24/7)二人提及,在某些情况下为了有效的传播而获得性别已分化的遗传材料将是有利的。
4.2.1.4 克隆技术
Blair(29/6和30/6)提出,成熟的克隆技术对有效地传播遗传财富的集中育种计划是有益的。Cronie(29/6)提议政府可激励农民对集中育种计划的支持(包括资金方面),通过提供遗传性能优良动物免费的克隆技术和出售给农民有补贴的克隆动物。另一方面,Gibson(
21/7)认为应当紧紧盯住可预见的现实。他说在发展中国家没有证据表明使用克隆技术于家畜繁殖推广在经济上是可行的,而且“我们在预言将来应用克隆技术时应极其谨慎”。
4.2.1.5 基因改良
与论坛的其他会议比较,此项生物技术的讨论显得不够热情和广泛。Muir(10/7)觉得转基因技术为发达国家和发展中国家提供了巨大潜能,表示他坚决地支持它。但是他强调,可能的负面影响以及此项技术的真实的费用需要做出评估。Steane(20/6)担心由于资金限制,所有评估GM动物可能的不利效能的试验不能完成。Martens(3/7)主张在引入GM动物前,它们的性能要在当地饲养管理条件下进行检测。Gibson(21/7)说会议上有关GM家畜检测存在争论是适当的,但是在他的意见中“适当的检测试验不是一个实质性问题或限制”。他提出基因改良对于动物也像对农作物一样具有较大的发展可能,并且生产GM家畜由于转基因技术的进步是经济可行的(虽然不便宜)。但是,他担心不会向对发展中国家有利的
GM动物生产上投入资金,如那些改善疾病或寄生虫抗性的GM动物。
4.2.1.6 为MAS使用分子标记
关于MAS对发展中国家可能的好处存在着不同的意见。Steane(20/6)指出,一些研究结果表明MAS会降低全面的遗传发展进程。Muir(10/7)也极力主张谨慎并引用他的一些计算机模拟结果表明在一定条件下MAS对遗传改良几乎没有确实的效果。他问到发展中国家为MAS的需要而使用大量财力是否适当。另一方面,Jeggo(20/7)是比较乐观的,他认为应用微卫星标记信息去分析产品特性可以提供最大限度利用本地家畜良好的遗传特性的途径并加速其遗传改良。他建议应当给予支持,以便使发展中国家能够拥有这个技术。
4.2.1.7 各种生物技术的比较
除了讨论各种生物技术之外,一些与会者也试图比较它们。Gibson(21/7)根据这些技术应用于发展中国家畜牧业的情况,按照他们需要基础设施的水平分为4级,依其复杂性增加的顺序是:
· 可以实际应用于各种场合的生物技术产品,例如重组疫苗或基因改良动物;
· 需要适当数量基础设施的生物技术,例如牛的人工授精或分子诊断技术;
· 需要先进实验室和基础设施的较复杂的生物技术,例如胚胎移植或使用分子标记;
· 需要很高水平基础设施的生物技术(通常只有最富裕的发展中国家或国际研究中心才用得上),例如重组疫苗的开发、数量性状位点的检测或GM家畜的开发。
一些与会者比较两个主要的生殖生物技术——人工授精和胚胎移植。Steane(20/6和30/6)主张在当地水平采用胚胎移植比人工授精更加实用,因为后者要求有效的发情检测和紧接着对母畜的授精,然而胚胎移植却不是这么急促。但是胚胎移植技术是更专门化的,Wiwie(1
1/7)指出,在她的国家——印度尼西亚,与人工授精不同,胚胎移植只有几位专家能够完成。Traore(6/7)认为,除了一些高产地区,人工授精比胚胎移植更具竞争力,因为农民所需要的杂种动物比通常由胚胎移植获得的纯种动物具有更好的适应性。他因此断定“与人工授精相反,胚胎移植在较长时间内仍然属于研究领域”。
4.2.2 更广泛问题的讨
4.2.2.1 发展中国家的生物技术和家畜生产动力学
Wiwie(28/6)和Ali(29/6)准备了一份发展中国家许多农民当前状况的备忘录。在印度尼西亚,农民通常有1到3头牛和几只绵羊与山羊,拥有这些动物是作为今后的财政保障(Wiwie
28/6)。Ali(29/6)指出,由于贫困,发展中国家的许多人民“消费畜产品被看作是一种奢侈而不是需要”。人们缺乏购买力意味着农民饲养牲畜是作为一种社会保障而不是为了获利(Ali
29/6)。Woodford(4/7)认为,“较不发达国家的农业在社会经济学和农业体制方面不可避免地也将发生巨大变化”,生物技术在那里会起重要作用。发达国家过
去用400年完成的从以农村为基础的社会向以城市为基础的社会的转变,现在在发展中国家正在发生,但其速度快得多。
Ali(29/6)指出,在许多国家“好的价格仅仅有利于城市地区,因为城市内其他部门的经济增长为畜牧部门提供了相应的效益”,只有紧邻城市地区先进的农民可能应用生物技术,其产品在城区能按合理的价格销售。Traore(6/7)支持这一论点,他说人工授精在一些用本地品种与外来品种杂交的育种组织中证明为正确的,那里的社会-经济环境能证明杂交育种的效果,比如在城市周边的牛奶生产组织。他说马里在这方面已经取得经验。关于在城市周边地区动物生产的产业化,Steane(20/6)要求对环境的影响应给予更多关注并建议生物技术可用于解决这个问题。
4.2.2.2 为什么在发展中国家生物技术的应用相对较少
若干信息涉及到这个重要问题,提出了许多解释,解释的因素通常是有联系的。
a) 缺乏基础设施
Sedrati(14/8)认为,畜牧业新的生物技术对于饲养者和消费者有着巨大潜力,但是“这些技术需要一个环境,后者在发展中国家却没有”,如教育和基础设施(水、道路、卫生设备等)的标准都不够。他的结论是,发达国家的任务应该是提高发展中国家的社会发展水平,这样才有可能使发展中国家开发和利用生物技术。Gibson(21/7)以同样的心情指出,发展中国家与发达国家相比,在应用新技术中的主要困难是“绝大多数新技术建立和依赖于高度发展的自然科学、社会和教育基础设施,这使得在其他环境条件下移植这些技术非常困难”。结合发展中国家希望的大量基础设施需求,他认为,现在更大的需要是有一个能进行生物技术研究和开发的大型国际中心。Hanotte(11/8)支持这一论点,并提到一个成功合作的例子,即在非洲国家之间的本地牛遗传鉴定项目中,来自各个国家的分子数据是在一个国际研究中心中做出分析的。Traore(16/8)也强调了在发展中国家和发达国家研究中心之间合作的重要性。
b) 关于科学和农业生物技术的信息/知识水平低下
在这个领域的挑战是很明显的,正如Sedrati(14/8)指出,发展中国家的农村地区文盲的比率是十分高的,只有少数农民受过技术培训。Worku(29/6)强调缩小发展中国家和发达国家在信息和知识方面的差距(他称之为“生物技术分界”)的重要性,他建议采取一些方法缩小这种差距,包括加强学校和学院的科学教育(将生物技术的应用/原理加入到课程中),同时还可把教育对象扩展到工人、舆论指导者、小农场主和消费者。
c) 发展中国家使用生物技术的能力低下
Jeggo(20/7)指出,发展中国家和发达国家利用生物技术能力之间的差距正在增大,急需采取措施来缩小南—北技术差距。Sedrati(14/8)认为,发展中国家在科学和技术研究方面的投资水平很低,即使发展中国家的人员受到高水平的技术培训,他们也会因更高的薪金和更好的工作条件而愿意在发达国家工作。
关于发展中国家的能力建设,Traore(6/7)深信,发展中国家的研究者在与发达国家研究所的合作中可以得到很多收获,他们能够得到有用的生物技术,并使它们适合发展中国家的需要。Jeggo(20/7)指出,一些技术能够为发展中国家提供在发达国家不具备的明显优势,但是却不能实现,除非能获得推广和使用这些技术的支持。
d) 农民使用生物技术的经济动力不足
正如Worku(29/6)指出的,农业生产的低收益是发展中国家生物技术使用率低的因素之一。由于人们普遍贫困,没有购买肉、乳或蛋的财力,农民不想通过饲养牲畜来获利,因而没有使用生物技术的动机(Ali
29/6)。农民在紧邻城市地区从事牧业生产是个例外,在那里他们才能期望得到好价钱,使投在使用生物技术上的资金得到回报(Ali 29/6)。
e) 生物技术项目依赖外部资金
许多生物技术项目依赖外部资金也被认为是生物技术应用少的一个因素,通常是资金耗尽项目解散。在讨论人工授精和胚胎移植时,Tibary(4/7)指出,按他的经验“这些技术的使用通常是不稳定的,并且依赖于‘发展项目’提供的资金,这些资金一用完活动就停止了”。Steane(20/6)也有同样的反映,他说人工授精通常是免费的和组织松散的,当提供的资金终止时就没有财力去继续了。
Wiwie(5/7)同意这是个问题,但是他提出,如果该项目是慢慢地在切切实实的基础上进行,而不是一次性的大项目,则有可能成功。以一个小的实验项目开始,就像她在印尼作的胚胎移植那样,首先,取得成功结果的可能性很大,其次,见到这些好结果的农民会更愿意支持(和支付)这个项目的扩展。Steane(30/6)强调,对生物技术应用的适当研究和计划是第一需要的,除非计划的实行和推广服务是适当的,否则,不可能成为持续性的项目。Gibson(21/7)表示了同样的观点,他写道“经验告诉我们,立足于本地的和推广在本地的技术开发,可持续发展的机会最大”。
4.2.2.3 生物技术和畜牧业其他部分之间的关系
一些与会者强调,生物技术,特别是遗传改良,不能与畜牧业的其他部分分开考虑。Tibary(4/7)悲叹在许多情况下“应用生物技术被看作是一种解决对动物生产增长需求的魔法”。他认为,如果家畜管理的其他方面得到改善,遗传改良才能够表现出来,任何生殖生物技术(他的主要兴趣方面)的完成都将是改善健康状况和饲料生产的更大规划的一部分。Donkin(21/8)附和这些观点,他说虽然新技术被看作是一种可能的“快速整顿”的解决办法,但很少是真实的,因为问题通常比它们开始出现时更加复杂。他也认为如果没有做好其他方面的改善,如营养、疾病控制,或者仅仅是饲养的组织和管理,就不会取得遗传改良的成果。
Ramsey(17/8)表达了相似的见解,强调生物技术需要负责任地应用,重要的问题如全面的动物管理不应忽视。特别提到人工授精,他指出很常见“应激的和营养不良的动物对同步化没有良好的反应,而人工授精只不过是走过场”。Traore(6/7)也是同样的意见,他说“如果人工授精不同一些其他方面的工作(如卫生保健和动物饲养管理)相结合,使用人工授精技术作为能获利的活动通常是靠不住的”。
新的生物技术通常是非常昂贵的,并要求有复杂的支持服务、设备和技术人员。Donkin(21/8)提出,是否各种资源能够更加有效地为发展中国家所利用。Muir(10/7)也有类似的观点,说“高技术不一定就是好技术,好技术是那种有实际效果的技术,而且还适合于当地情况”。特别提及MAS,他主张经济资源可以更好地利用在提高农民的经营管理技能或者改善推广服务方面。
4.2.2.4 生物技术和疫苗开发或疾病诊断
按照Steane(30/6)的意见,生物技术在新疫苗或抗病基因利用方面的潜力或许要比其他动物生产领域的大。Halos(13/7)指出,动物生产服务面临的主要问题之一是远离较大城市的地区有效疫苗的可用性。由于目前可用的疫苗都需要冷藏,她认为DNA疫苗可以帮助解决这个问题。Jeggo(20/7)更谨慎些,他说虽然生物技术为动物疫苗提供了解决办法,但“还有很长的一段路要走”。他认为DNA疫苗、重组疫苗和基因改良标记疫苗明显是需要研究的,但是仍然存在问题,因为:a)
目前在欧洲正在进行有关GMOs的激烈争论,b)
可用于发展中国家疾病防制的研究资金有限。关于动物疾病的诊断,Jeggo(20/7)认为,以聚合酶链反应为基础的诊断系统由于其特异性和灵敏性而具有优势,此项技术的开发会使其更具有吸引力。但是,他指出,由于检测管理和污染问题,在发展中国家使用该技术仍然是有限的。
4.2.2.5 生物技术和营养
Cronie (5/7)
提出,血液代谢产物浓度能作为发展中地区自由放牧动物营养状况的测量指标。Makkar(17/7)列举了一些关于生物技术在动物营养中可能作用的详细注解。他认为,“处理植物比处理瘤胃微生物更能用较少的人力和财力改善牲畜对饲料资源的利用”。为了说明植物的遗传操作如何能改善饲养质量,他举了7个例子,如增加了豆科牧草中的含硫氨基酸,或者增加了热带牧草现有营养物质(特别是纤维)的可消化性。但是,他问道,通过植物育种和分子技术减少或消除植物次生代谢产物(抗营养因子)在发展中国家是否可取,因为植物要面对各种环境挑战,而这些代谢产物具有保护作用,这个观点得到Dundon(18/7)的支持。Mak
Kar(17/7)指出,由代谢产物引起的问题可通过从有抵抗力动物转移瘤胃微生物到易得病动物而得到缓和。
4.2.2.6 发展中国家遗传改良的性状
在发展中国家牲畜的遗传改良中可以使用一系列的生物技术。会议中对需要改良的遗传性状进行了讨论。Steane(20/6)问道,奶牛繁育遵循发达国家的路线是否明智?牛的个体增大,饲养条件提高,繁殖能力下降,就像发生在黑白花奶牛(Holstein-Friesian)群体上的情况那样。Cronj椋
20/6)主张像发达国家那样对单一性状进行选择,增加动物对较
高水平营养的适应性,以便当其在营养物供给低下时还能繁殖和完成其他基本功能,这对动物的遗传选择是重要的。Steane(30/6)Worku(1/7)和Gibson(21/7)都强调了应用生物技术从遗传上改善抗病性的重要性和可能性,说道,家畜基因改良对发展中国家的潜在利益,将集中于努力改进对疾病和寄生虫的抵抗力。
4.2.2.7 基因型与环境(G×E)相互作用
G×E相互作用这个题目里提到的遗传优势/动物等级是依赖于他们所处的环境,讨论涉及两个不同的方面:i)
将发达国家选育的遗传材料引入发展中国家;和ii) 发展中国家遗传改良规划。
a) 引入外来品种
Woodford(4/7)和Ramsey(17/8)两人指出,来自发达国家的专家常常提倡在发展中国家使用外国品种,但这经常是不成功的策略,因为引入的动物对新的环境是不适应的。Cronie(20/6)强调动物营养方面的问题,认为在发展中国家使用从发达国家高营养水平下选育出的外来品种应当谨慎。但是,Cronie(2/7)还强调,随着人口膨胀对物食需要的增加,在所有基因型都经过环境考验之前,不应因G×E相互作用的存在而延误生物技术的使用。
b) 发展中国家遗传改良规划
为了克服发展中国家农场记录和测试联系的困难,Blair(29/6)提出遗传改良规划应以集中的育种站为基础,优秀的动物品种从那里才能散布出去。但是,Cronie(29/6)认为,这种方法是有问题的,因为这样的育种站i)
其管理/营养水平比一般农场的条件显然要高得多,ii)遗传选择通常是以育种站环境记载的单一性状为基础的。由于G×E相互作用,他断言这会导致被选择的动物在育种站内是遗传方面优秀的,而在农场环境下则是劣等的。他指
出一个折中方案,农民们在一个群体饲养计划中合作,每位农民在集中的农场或者放牧区、
正常的营养/管理条件下饲养自己的动物。Muir(1/7)支持这种观念,他坚持当G×E相互作
用强烈时,处理这个问题的方法是在正常生产环境中选择动物。Blair(3/7)提出解决方法
是改变集中育种站优越的饲养管理方式,这就要求或者评估集中育种站动物的新性状,记录
其亲属在站外商业条件下的表现,或者改变育种站的环境去反映商业条件(如Muir1/7 提出的)。
4.2.2.8 生物技术对发展中国家生物多样性的影响
整个会议针对生物技术对发展中国家动物遗传资源有(或可能有)潜在的影响(负面的和正面的)进行了大量的讨论。该主题是重要的,因为很多有潜力的重要的家畜生物多样性资源是在发展中国家而不是发达国家发现的(Steane,20/6,Hanotte,11/8),如果进行适当的研究和评估,它可能成为发展中国家一座潜在的金矿(Hanott,11/8)。
a) 生物技术对家畜生物多样性的负面影响
关于负面影响,在很大程度上讨论的是发展中国家利用生殖生物技术(特别是AI)
从发达国家引进国外或外来遗传材料已有经验的后果,不论是与本地品种杂交,还是得到纯种动物。提到的主要负面影响是,“现存的已经适应的遗传材料可能变弱或丧失”(Donkin,21/
8),见菲律宾的实例(Halos,13/7),引进的遗传材料可能不适应新的环境并需要改善营养/畜舍等条件,因为“如果我们改变了遗传特征,那么我们就一定也要改变环境”(Wood-
ford
4/7)。Ramsey(17/8)表达了相似的意见,说应用AI“可以使已经适应的本地动物与那些通常完全不适应环境的动物品种杂交,问题是留给我们一个需要额外投入才能完成的动物遗产和一个被腐蚀的本土基因库”。Cronie(20/6)也强调,一旦基因被引进本土的基因库,如果以后发现是不适当的,要消除他们是困难的。Traore(16/8)提出品种保持问题,外国的品种通常对农民有强烈的吸引力,因为这些品种以及它们的杂交后代的确都有高的生产性能。
注意到用人工授精技术获得的杂交品种并没有见到消极因素。Steane(20/6)悲叹这样
的事实,即只有很少几个发展中国家采用人工授精技术,本地品种的种公畜用于杂交育种系
统,但是变化是缓慢的。Ramsey(17/8)认为,在一定的条件下(需要特定的产品,如奶牛,经营管理的投入很高),可使用本地适应的动物作为母系去培育合成的品种。父系品种可以不是本地的,但必须谨慎挑选,要记住发展中国家的环境。他提供了两个在南非开发合成品种的例子。
b) 生物技术对家畜生物多样性的正面影响
许多与会者强调生物技术在家畜生物多样性的保持和特征鉴定方面有积极的作用(如Jeggo, 20/7, Ramsey, 17/8)。
Ramsey(17/8)指出,保存濒危品种是生物技术极其重要的任务。他认为生殖生物技术,如人工授精和胚胎移植(Traore 6/7
在此文中也提过),以及能查证出身和品种纯度的DNA技术是很有用的。
Hanotte(11/8)强调应用分子标记研究家畜生物多样性的重要性。他指出此技术使我们能够确定祖先的起源和研究现代家畜品种的驯化历史。Muir(21/8)认为,确定了现代家畜品种进化起源的祖先野生动物种群,生物技术在鉴定祖先种群存在而现代品种没有的生产性状等位基因上,能起重要作用。
Hanotte(11/8)强调了在使用分子标记对本地品种作遗传学鉴定时国际合作的重要性,并举出一个涉及非洲牛计划的成功合作的例子。Tiesnamuti(16/8)和Li(17/8)强烈地支持这一论点,他们和Steane(25/8)一起提出建议,关于这种国际合作计划怎样才能成功地运转。Li(17/8)还认为,除了分子标记之外,生产特征的基础数据、群体大小和品种历史对于遗传学鉴定也是很重要的。Traore
(16/8)指出,尽管鉴定是一个重要的步骤,但对确实保存本地遗传资源是不够的,因为这种保存取决于对其特征特性的真实评价。Ramsey(17/8)提出,不论可能性如何,遗传资源保存一定要从农场着手开始。
4.2.2.9 动物科学家在生物技术争论中的作用
Harper(18/7)认为,科学家在关于生物技术的公开讨论和向希望学习生物技术的团体提供信息方面都是比较积极的。他预言科学家这个信息提供者的作用在即将到来的十年中将
会增大。他还提出科学家交流不同生物技术在生产系统中应用后的效果是很重要的,尽管没
有过于强调转基因方法的重要性,因为这可能导致公众支持的丧失。Donkin(21/8)指出,科学家热心于技术的进步和渴望发现应用它们的途径。但他警告,这种热心需要适当地控制,而且在开发计划中被援助的人民也应包括在内。Steane(25/8)也表达过这些警告的话语,他提出发展中国家的许多科学家似乎强调去获得技术,胜过考察能否适应,后者可能是使它们适合当地需要的基础设施。他强调需要“在各种有关系的党派、计划者、科学家、推广者和最重要的农民之间”加强对话。
4.2.3 提供信息的与会者姓名及其所在国家
Ali, Kassim Omar. 挪威
Blair, Hugh. 新西兰
Chandrasiri, AND. 斯里兰卡
Cronie, Pierre. 南非
Donkin, Ned. 南非
Dundon, Stanislaus. 美国
Gibson, John. 肯尼亚
Halos, Saturnina. 菲律宾
Hanotte, Olivier. 肯尼亚
Harper, Gregory. 澳大利亚
Jeggo, Martyn. 奥地利
Li, Kui. 中国
Makkar, Harinder. 奥地利
Martens, Mary-Howell. 美国
Muir, Bill. 美国
Na-Chiangmai, Ancharlie. 泰国
Ramsey, Keith. 南非
Sedrati, M'Hammed. 摩洛哥
Steane, Dovid. 泰国
Tibary, Ahmed. 美国
Tiesnamurti, Bess. 印度尼西亚
Traor, Adama. 马里
Wiwie, Caroline. 印度尼西亚
Woodford, Keith. 澳大利亚
Worku, Mulumebet. 美国