在即将到来的21世纪，国家的安危维系于综合国力，维系于整个国家的技术创新和科技产业化能力。因此，中国的振兴，不仅寄希望于改革开放，而且要依靠科技进步，“科教兴国”已成为我国立国之本。
农业是国民经济的基础，也是高新技术应用最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域，通过与高新技术的交融、更新和拓展，农业科学在理论、方法、手段等方面都获得了飞速发展。
以生物技术、信息技术为代表的高新技术及其产业迅猛发展，深刻地影响着农业生产、农村经济、社会发展和人民生活等方面。在农业综合生产力竞争中，高新技术及其产业占有越来越重要的地位，成为维护食物安全和经济安全的命脉。在挑战和机遇面前，一场新的农业技术革命正在兴起，它的使命在于开拓、完善高水平的技术体系，持续发展高产优质和高效的农业，加快农业产业化进程。

一、农业生物技术发展态势

1.发展农业生物技术的必要性
1）20世纪生物技术取得了前所未有的重大进展。生物技术的发展开辟了一个全新的增长方式，引发了新的需求，形成了巨大的和潜在的市场。1999年全球生物技术产品的总销售额约为500亿美元，产生的经济效益超过了3000亿美元，发展势头与信息产业不相上下。
2）生物技术正在发生新的重大突破，生物技术前沿领域正在不断地分化、更新和综合。随着动物克隆的成功、人类基因组计划等的初步完成和顺利实施，基因组学、基因操作和生物信息技术的飞速发展，新的功能基因发掘及其新品种创新周期大大缩短，人们对生命活动的认识将达到前所未有的深刻，将使生物技术及其产业发展产生质的飞跃，出现革命性变化。全球生物技术发展的四大态势是：以企业技术创新为主体的产学研一体化程度越来越高；商品化速度越来越快；产业发展的关联度越来越强；对各国的政治、经济、军事、文化等方面的影响越来越大。建立以基因为核心的知识产权，抢占21世纪的制高点，已成为国际生物技术竞争的焦点。
3）发展生物技术是中国加入WTO、参与国际市场竞争的需要。加入WTO后，我国农业将面临国外大量优质、廉价农产品的冲击，农业生产和农民就业及收入将会受到一定影响。另外，耕地和水资源日趋紧缺、农业生态环境压力加大、农业经济区域发展不平衡、农业生产成本增加、边际效益下降等等问题，都需要采用新的科技手段，通过提高劳动生产率和实现农业现代化予以解决。
4）中国农业发展现状。改革开放以来，我国主要农产品全面增产，农业结构得到调整，农民收入增加，农业保持连续22年的持续稳定快速发展。但从发展的角度看，我国农业仍然面临许多值得正视的问题，如农业基础还相当薄弱、抗御自然灾害能力弱、科技在农业生产中所占份额相对较低（为45％，欧州国家多在70％以上，美国高达80％）、科技转化率不高（30％-40％，发达国家60％）、平均单位面积产量和劳动生产率低等等。这些因素严重制约了我国农业的发展，因此，亟待适应于我国农业生产的高新技术促进我国农业的持续发展。
在日趋激烈的综合国力竞争中，我国面临着前所未有的挑战。为了争夺21世纪生物技术的制高点，我国的“863高科技计划”、欧洲的“尤里卡计划”、美国的“面向21世纪的生物技术”、日本的“官、产、学一体化推进21世纪的生物技术计划”，都把农业生物技术列为优先领域，力图在竞争中立于不败之地。
2.转基因作物商品化生产状况
从全球范围来说，现代农业生物技术产业已处于起步阶段。它的主要内容是培育转基因动植物的新品种，赋予他们高产、优质和有强劲的抗逆性。1996年，全世界有6000多项植物生物技术研究成果进入田间试验阶段，部分成果投入大田试验。到1997年1月，美国已批准了17例转基因植物的商品化，加拿大、日本、澳大利亚也各批准了18例、7例和4例。1997年初，抗虫害转基因水稻、玉米、马铃薯、棉花和南瓜已在美加两国数百万公顷的土地上试种。利用原生质体培养技术，成功地开发了100多种再生植物。在畜牧和鱼类方面，培育出转基因牛、羊、猪和鱼。利用冷冻胚胎技术已产良种犊牛十万多头。此外还有动物激素、农牧业的各种诊断试剂以及畜用氨基酸等等。这些农业生物技术成就，为社会创造了亿万财富。
继1996年转基因作物大面积生产以来，近2年来种植面积迅速增加。1998年的种植总面积（全球，我国除外）比1997年增长250％，1998年达到7000万英亩。由此可见，转基因作物在全球的商品化生产形势凶猛，势不可挡。
据中国农业生物技术学会统计，截止1996年底，我国正在研究的转基因植物种类达47种，涉及各类基因103个。有6种转基因植物被批准进行商品化生产，其中有：华中农大的转基因耐贮藏番茄、北京大学的转查尔酮合酶基因矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、中国农科院生物中心推广的抗虫棉花和美国孟山都公司的保铃棉。转基因抗虫棉种植面积由1997年0．8万亩猛增至1999年的200万亩。1998年，我国第一家专门从事农作物转基因开发公司在深圳成立，标志我国农业基因工程的研究与开发在市场经济的道路上迈开了一大步。在畜牧业方面，我国学者用新鲜胚胎已在牛、羊、猪等家畜上移植成功，冷冻胚胎移植技术用于牛、羊、黄牛、绵羊、山羊和家兔等，并开始实现产业化。试管牛、羊相继问世，克隆牛、羊亦获成功。在胚胎分割技术上，半胚胎牛、半胚胎羊和四胚胎牛已生育后代。转基因猪的遗传转化率达2．98％。此外还培育出鲤鲫核质杂交鱼F3代，转基因鲤、鲫鱼等亦用于生产。
3.植物功能基因组学研究
“基因组（genome）”出现于约80年前，指一种生物的全套基因和染色体。“基因组学（genomics）”则是Thomas Roderick在1986年提出的，当时是指基因组的作图、测序及分析的学科，并把这个词作为一个新杂志的名称。随着研究的深入“基因组学”概念有所变化，现在更强调基因组的功能。因此，基因组学被分成了两个分支：结构基因组学和功能基因组学。结构基因组学主要以构建生物的遗传图谱、物理图谱和转录本图谱及全序列测序为主要目标。功能基因组学包括生化功能、细胞功能、发育功能和适应功能等。基因组全序列可以提供基因组总体结构的信息。但全序列测定比较困难，耗资巨大。目前，拟南芥和水稻两种代表性植物的全序列测定已接近完成。由于同类植物之间的基因组具有保守性，因此，水稻和拟南芥序列的测定对以水稻为代表的禾谷类作物和以拟南芥为代表的双子叶植物的基因组研究具有重要意义。
4.植物生物反应器研究
植物作为生产药用蛋白的生物反应器，为人类提供了一个更加安全和廉价的生产体系。与微生物发酵、动物细胞和转基因动物等生产系统相比，它具有许多潜在的优势。如微生物系统不能对真核生物蛋白进行准确的翻译后加工和蛋白糖基化；细菌在发酵过程中，常常产生一些不溶性聚合物，而将这些聚合物重新溶解并折叠成天然蛋白质，则需要很高的成本，此外，发酵常需要庞大的设备投资；而动物细胞培养所需要的生长培养基相当昂贵；以转基因动物作为生产系统较之利用植物将会成为更多公众或伦理关注的焦点，更重要的是，植物中不会含有潜在的人类病原。
尽管植物生产体系具有许多优点，植物生产上游成本也比其它系统低，但植物生物产品的下游加工通常被认为是极其困难而又非常昂贵的，原因在于重组蛋白质占植物总生物量的比值很低。故今后的研究应侧重于：（1）提高植物中外源蛋白表达量；（2）改变表达策略，降低下游生产成本；（3）减少或避免纯化过程。
虽然现在外源蛋白在植物中的表达水平还较低，但却有着很好的应用前景。从商业角度来看，植物是生产药用蛋白质诱惑力最大的系统之一，尽管开发这个系统仍然受到诸多因素的限制。最近国外植物生物技术或种子公司与药物或酶工业企业之间的合作，已明确表现出人们对该系统日益增长的商业兴趣。
热点之一是用植物开发各种食用疫苗。如乙肝表面抗原（HhsAg）已在烟草、番茄和马铃薯中表达。导入马铃薯的大肠杆菌热不稳定毒素B（LT－B）亚基基因，表达量达每克鲜重含3－4ug抗原。在饲喂该转基因马铃薯的小鼠上，成功实现了口服免疫。另外，一种诺沃克病毒外壳蛋白抗原（NVCP）也以类似的方式获得了表达。作为低成本疫苗生产系统，转基因植物具有良好的发展前景。
盖氏13单克隆抗体（mAb）的商业开发是另外一个典型范例。这种抗体能识别引起踽齿的变异链球菌在细胞表面的粘附位点，活体局部免疫治疗可以阻止变异链球菌在口腔内的繁殖，降低人们患踽齿的可能性。转基因植物生产出来的这种抗体同样具有聚集链球菌的能力，与小鼠杂交瘤生产的mAb具有相同疗效。已有企业着手将其开发成药物牙膏，相信不久人们将会在市场上看到这种产品。
植物是一种多样化、低成本和可再生的材料资源，而生物技术的发展则使我们进一步拓宽了植物的使用范围。国外在植物中采用这种“分子农业”的方法，已成功地生产了越来越多的有用物质，其中不乏高价值的药用蛋白多肽。随着基因工程领域研究的进展，利用转基因植物生产药用蛋白将会有更广阔的前景。

二、生物技术及其产业化发展中存在的问题

高新技术在农业上的应用最令人鼓舞的是农作物基因工程的发展以及转基因作物的大面积商品化生产。农作物基因工程的发展，特别是农作物抗虫、抗病、抗除草剂及抗逆和农作物品质改良等转基因作物的问世，不仅减少了病虫杂草及胁迫环境对农作物的危害，提高了产量，而且也因减少了农药的使用而节省了费用，更重要的是保护了人类赖以生存的环境。虽然转基因农作物的商品化生产为人类带来了巨大的社会和经济效益。但是在大量应用转基因农作物之时，还要注意跟踪研究如下问题。
1.转基因对农产品本身品质的影响
如目前已批准商品化生产的可延迟成熟期的转基因番茄，虽然货架期延长了，但由于外源基因的导入，影响了番茄的品质，口感减低。
2.转基因植物的环境安全性
基因漂移会不会使近缘种生态适应性增加。抗虫、抗除草剂转基因作物占目前商品化生产的农作物转基因品种的主体，基因漂移现象，会不会使与其近缘的野生种如杂草产生抗虫、抗除草剂的能力，从而限制转基因作物的应用。已有的研究表明：栽培稻和杂草性野生稻之间在自然状态下常发生基因转移，因此不能排除抗性基因向杂草性野生稻漂移的可能性。另外，抗虫作物对田间非目标害虫的长期影响也值得关注。
3.转基因植物的食品安全性
转基因产品对人畜是否有害，要集中考虑以下几点：（1）转基因产物本身是否有毒；（2）人畜食用转基因产品后是否产生过敏反应；（3）转基因产品的营养物质含量是否受影响；（4）食用用抗生素抗性作为标记筛选到的转基因作物，是否会使人畜体内的病毒、病菌产生对抗生素的抗性，使抗生素失效。对这些问题应进行长期系统的研究并制定相应的管理法规。我国已于1992年由国家科学技术委员会第一次发布了《基因工程安全管理办法》。
4.知识产权保护问题
转基因作物的商品化生产所得效益非常明显，为了保护知识产权，更好地保护遗传工程技术公司的利益，Delta and Pine Land（DPL）公司和美国农业部已在多个国家联合申请了“终止子技术”专利，该专利技术可使作物种植后得到的种子是不育的，收获的种子不能留种再种，从而使转基因的水稻、大豆、棉花、小麦等非杂交种得到专利保护。但该技术引起了人们的强烈反应，最后于1998年10月由国际农业研究磋商小组（CGIAR）在华盛顿会议上提出5点理由要求禁止使用该技术。但联合国生物多样性公约的科学顾问们提出了一种既保护知识产权，广大农民又相对能接受的技术“特殊性状的遗传利用限制技术（T-Gurt）”，T-Gurt种子是经过遗传修饰后产生的具特殊性状的种子，农民若想活化这种种子的性状，就必须到有关公司购买化学品去喷洒种子。

三、农业高新技术及其产业发展目标和任务

高科技产业之所以能够对社会经济产生强大的推动力，不仅是因为它们本身就是一系列崭新的产业部门，直接增加大量的物质财富，而且也是因为高科技产品具有强烈的渗透作用。
21世纪将是高科技的世纪，江泽民同志最近在全国技术创新大会上讲话指出：“目前我们正在研究制定‘十五’计划和中长期发展规划，从指导思想、战略重点到政策措施，都要把依靠科技进步与创新作为促进经济和社会发展的关键因素来充分考虑。”我国有12亿人口，在人均不足1．1亩耕地上要解决吃饭穿衣，从温饱达到小康、富裕，必须依靠包括生物技术、信息技术在内的各种高科技。因此，我们要把发展农业高科技及其产业化提到重要的战略地位，研究制定发展战略、策略和政策，以确保21世纪农业的可持续发展。
1.面向经济建设主战场，以应用促发展
发展我国农业高科技产业，必须紧紧围绕实现“两个转变”的要求，着重解决农业和农村经济中关键性课题。首先，要优先发展重点领域的高科技并实现其产业化，重点包括生物技术、信息技术等；其次，要用高科技改造传统农业，实现传统农业的技术升级；第三，要办好农业高新技术示范区，把生物技术与常规技术相结合，组装集成具有优势的可行性高新技术，为农民做出示范。
2.强化引进技术的消化吸收和创新，发展具有自主产权的农业高科技
总的来说，我国在农业高科技领域与国外存在较大差距，要缩小差距，技术引进不失为一条捷径。但是当前在农业高科技领域必须解决重复引进的问题，力争引进一个，消化吸收一个，国产化一个。同时，我们也应看到，先进、一流的技术是买不来的，靠引进技术永远摆脱不了技术落后、受制于人的局面。因此我们必须自力更生、发展自己的高科技，确保我国在农业高科技领域占有一席之地。
3.坚持有限目标，突出重点的原则，“有所为，有所不为”，发展农业高科技及其产业
要根据我国国情，选择发展我国农业经济急需而且又力所能及的农业高科技。如生物技术领域的作物超级种培育、畜禽渔超级种培育、分子标记辅助育种技术、转基因技术等，生物性农药、生长调节物质、生物肥料、基因工程疫苗、生物反应器技术等；先进化工技术领域的合成复合肥技术、肥料控释技术、可降解农用膜技术、工厂化种植/养殖技术等，信息技术领域的智能化程度较高的农业专家系统和/饲养/生产管理辅助决策系统，以及3S（RS、GIS、GPS）技术等。要在一些方面逐步形成农业高科技产业，如植物生物技术产业、动物生物技术产业、动物疫苗产业、生物农药产业、控释性专用复合肥产业、农业节水工程产业、工厂化农业设施产业、农业信息产业等，取得重大经济社会效益。
4.积极培育具有国际竞争力的农业高技术产业生长点
首先，要发展我国具有潜在优势而且产业化前景广阔的农业高科技，如植物生物技术、动物疫苗技术和生物农药技术等；其次，这些农业高科技要能成为有竞争力的产品和有竞争力的企业（或企业集团）；第三，这些农业高科技产品和企业可形成规模产业，并对相关产业有带头作用，从而真正实现其“生长点”的作用。

四、发展农业高新技术及其产业的对策

当前，一场新技术革命的浪潮正冲击着世界各个领域，以生物技术、信息技术为主的高科技正在改变着传统的生产、生活方式。其对生产力的巨大推动作用，已经被一些发达国家的实践所证明。
我国是发展中国家，在工业化进程中，要实现生产力跨越式发展，必须发挥高科技对农业的倍增效应，走具有中国特色的农业发展新路。
1.农业高科技产业发展与我国农业结构的调整和升级相结合
我国农业已走出了短缺时代，供大于需的买方市场格局已基本形成，结构性短缺越来越明显。提高农产品技术结构层次是我国农业产业结构调整的重点，一是要大力发展农业先进技术和高科技产业；二是要用高新技术改造传统产业，实现传统农业的技术升级。首先，只有高新技术产业的不断发展，才能为传统农业的技术改造提供源源不断的农业高新技术；其次，传统农业的发展必须建立在农业高新技术的基础上，才能发展，才能提高市场竞争力，同时，传统农业的技术改造，也为高新技术提供广阔的市场，有力地促进农业高新技术的发展。
2.制定衣业高新技术及其产业化发展的总体规划
要坚持全面安排，突出重点的原则，编制农业高新技术及其产业化发展专项规划，并把它纳入国家农业和经济社会发展规划。在“十五”期间，要组织跨部门精干的科技力量，重点围绕农业和农村经济发展中的关键性课题，特别是育种、施肥、灌溉、动植物保护等高新技术的关键性课题，联合攻关，力争取得重大进展与突破。同时，要选择技术成熟、有开发前景的农业高新技术，加快商品化，产业化和国际化。面向21世纪中叶，要紧密围绕席卷全球的新技术革命挑战，大力加强农业高新技术超前研究，力争在生物技术、信息技术等领域取得重大突破，努力开创我国农业高新技术产业化的新局面。
3.建立精干的高素质的农业高科技队伍
目前，科技队伍庞大与投入少而分散形成很大矛盾。项目投入低，致使科技人员生活待遇差，一批尖子人才流失到国外或外企，难以保证有创新意义的研究和开发。
4.增加对农业高科技及其产业的投入
建议在国家和地方基本建设投资和技术改进费中划出专款，有重点地资助农业高新技术产业化项目。提高以企业为主的投入模式。1996年，美国IBM公司仅网络软件的研究开发投入就有43亿美元，折合人民币348亿元，而同年我国各类研究开发总投入只有405亿元。对农业高新技术产品实行税收扶持政策。对农业高新技术产品的出口，实行增值零税率政策。同时，要培育有利于高新技术产业发展的资本市场，逐步建立风险投资机制，促进农业高新技术产业化步伐。
5.强化农业高新技术及其产业化的立法工作
首先要健全以专利法、版权法、商标法为基础的知识产权保护法，维护有关科技工作者的合法权益。同时，要制定国家采购政策。特别是对生物技术产品，在监测评估、安全标准、应用范围等方面制定国家统一的政策纲领。
在中共中央、国务院《关于加强技术创新，发展高科技，实现产业化的决定》和“全国技术创新大会”精神的激励下，在“有所为、有所不为”的方针指导下，通过农业高新技术工作者的艰苦努力，必将加强技术创新、加速科技成果向现实生产力生产力转化，在更高的水平上实现技术发展的跨越，为我国农业和农村经济秩续稳定发展作出新的贡献。