在漫长的农业发展历程中，品种改良一直是人类不懈追求的目标。从前，我们主要依赖天然杂交和人工杂交这两种方式来实现品种的优化。天然杂交借助风、昆虫等自然媒介帮助植物传粉，从而产生后代，这一过程就如同大自然这位神奇的艺术家，随性地挥洒着它的创作灵感。而人工杂交则是人类对大自然的学习与效仿，至今已有约200多年的历史。例如，将红花和白花的植物进行杂交，其后代可能会绽放出色彩各异的花朵；农学家们也运用此方法，把具有抗性或高产性状的品种与推广品种杂交，以期获得高产且无需大量施用农药的农作物品种。
然而，无论是天然杂交还是人工杂交，都存在着明显的局限性，它们都带有一定的盲目性，如同在黑暗中摸索，成功与否很大程度上取决于运气。运气好的时候，有用的基因能够顺利转移到品种中，培育出较为优良的品种；但运气不佳时，所有的努力可能就会付诸东流，不仅难以得到理想的品种，更无法保证培育出可量产、优质的品种，这无疑给农业生产带来了诸多不确定性。
随着科技的不断进步，转基因生物技术应运而生，为品种改良带来了新的希望，也赋予了转基因全新的意义。利用转基因生物技术，我们能够告别过去那种碰运气式的育种方式，实现对转基因的精准掌控。就像是拥有了一把精确的手术刀，能够在基因的微观世界里进行精细操作，将特定的有用基因准确无误地转移到目标品种中。
从自然界的现象中，我们能更好地理解转基因技术的原理。其实，基因的转移在自然界中十分的普遍。红薯就是一个典型的例子，在其起源演化过程中，大自然通过农杆菌悄无声息地给它进行了转基因，也就是说，我们日常食用的红薯其实就是一种天然的转基因食品。人类正是从这一自然现象中受到启发，经过不断地研究和探索，发展出了如今的转基因技术。
在实际应用中，转基因技术展现出了巨大的优势。以我国培育的转基因抗虫棉花及其产业化为例，这一成果成功拯救了我国的棉花产业。棉铃虫对传统农药产生了极强的抗药性，依靠频繁喷洒农药已无法有效控制害虫，即便每周喷洒两、三次化学农药，也难以阻挡棉铃虫对棉花的侵害。而转基因抗虫棉花的出现，彻底改变了这一困境。它通过转入抗虫基因，使棉花自身具备了抵御棉铃虫的能力。如果没有这项先进的转基因技术，没有推广种植转基因抗虫棉花，我国的棉花种植面积将会大幅缩减，因为害虫会肆无忌惮地吃光棉花。同时，转基因抗虫棉花的广泛种植，在全国范围内大大降低了化学农药的喷洒量，这不仅减少了对环境的污染，还降低了生产成本，对棉花产业的可持续发展起到了至关重要的作用。
那么，为什么我们迫切需要发展转基因技术呢？当前，我们面临着极为严峻的粮食安全问题。全球人口数量持续增长，对粮食的需求也日益增加，然而耕地面积和其他农业资源却在不断减少。在中国，人口的增长使得依靠扩大耕地面积来提高粮食产量变得异常艰难，尽管国家一直致力于保住18亿亩耕地的底线，但现实情况却不容乐观，守住这条底线面临着诸多挑战。在这样的紧迫形势下，为了确保每一个人都能有饭吃，提高农业生产效率成为了必然选择，即要在不断减少的土地上收获更高的农业产出。
与此同时，病虫害的防治也是一个棘手的问题。如果不采用新的技术和替代产品，我们就只能继续大量使用化学农药。但我国的农业生态环境已经遭受了严重的破坏，并且日益恶化，难以承受继续大量使用化学农药带来的压力。我国每年化学农药、杀虫剂的施用量以百万吨级计算，化肥的使用更是达到千万吨级。更为严重的是，这些化学农药最终会通过食物链在餐桌上富集，给人们的健康带来严重的食品安全隐患。我们深知，在已经伤痕累累的农田中继续增加农药、化肥的投入，无疑是饮鸩止渴，并非实现农业增产的理想途径。只有充分利用丰富的基因资源，结合高新技术，才能更高效地生产出绿色、有益的产品，满足人类不断增长的需求。
转基因技术的优势还不止于此，它可以精准高效、目标性非常强地培育新品种。育种家能够借助这一技术逾越生殖隔离的障碍，应用更多有益的基因资源，这在过去依靠传统杂交技术是绝对无法做到的。比如，有些微生物中包含有益的基因，如抗虫基因，但由于物种之间存在生殖隔离，根本无法通过人工杂交将这些基因转移到棉花等农作物中。而转基因技术则打破了这一限制，让我们能够将来自不同物种的优良基因，如抗虫、抗病、高产和优质基因等，成功转移到目标植物品种的细胞中。通过将携带有优良基因的细胞或组织培养成小苗，这些小苗长大后就形成了具备优良性状的转基因植物，为农业生产带来了新的生机与活力。
转基因技术作为一种高新技术，为解决当前农业面临的诸多问题提供了有效的途径。它不仅能够精准改良品种，提高农业生产效率，保障粮食安全，还能减少化学农药的使用，保护农业生态环境，为人类的可持续发展做出重要贡献。尽管目前转基因技术仍存在一些争议，但我们应该以科学的态度去认识和了解它，充分发挥其优势，让这一技术更好的服务于人类。
（本文是节选，整理自复旦大学卢宝荣教授在“科学精神中国行@墨子沙龙——争议中前行的转基因”活动演讲，经本人审阅。）
作者简介：
卢宝荣，男，1957年5月生，博士， 复旦大学特聘教授、博士生导师。复旦大学生态与进化生物学系主任，生物多样性科学研究所副所长，生物多样性与生态工程 教育部重点实验室 学术委员会主任。 任国际生物安全研究学会（ISbR）执委会委员、中国国家生物安全委员会委员、中国国家专业标准化技术委员会委员。任国际杂志《Environmental biosafety Research》、《crop Research》、《Asian Journal of plant Sciences》、《Intern. Rice Res. Notes》编委和国内杂志《生物多样性》、《 植物分类学报 》、《水稻科学》、《植物遗传资源学报》等编委。