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转基因作物产业化及其安全性评价

日前,中国科协举行了以“科学家的社会责任”为主题的2010中国科协学术报告会。其中,中国农业科学院生物技术研究所林敏研究员做了题为《转基因作物产业化及其安全性评价》的报告。林敏研究员指出,转基因育种是传统杂交育种技术的延伸、发展和新的突破,在抗病虫、抗逆、高产、优质等性状改良方面具有不可替代的作用,对缓解资源约束、保障粮食安全、保护生态环境等方面更有巨大的发展潜力,迄今尚未发生具有科学实证的转基因食用和环境安全问题。

转基因到底是什么技术?转基因是天使还是魔鬼?转基因的食品安不安全?我们下面来共同探讨这些问题。知识就是力量,只有了解了转基因,才能正确地认识转基因的产品。什么是基因呢?如果说念这句话的话,也许大家不一定能很好理解,基因是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传信息的特定核苷酸的总称。实际上最早提出基因概念的人叫孟德尔,他在修道院里做一个豌豆杂交实验的时候根据花色的变化遗传提出了遗传因子,控制豌豆花的生长法则。孟德尔透过性状的变化,认识到了基因控制性状本质。今天我们对基因的概念、对基因的本质有了更深刻的认识。在分子水平上,控制花色、控制形状的基因实际上就是细胞、染色体、DNA分子上控制性状的,它是基本的遗传单位,这是DNA上的一段携带遗传信息的片断。

什么是转基因呢?利用DNA重组技术,将外源基因转移到受体生物钟,使之产生定向的、稳定遗传的改变,也就是使得新的受体生物获得新的性状。自然界普遍存在转基因现象,我们现在知道有一种原核微生物,就是天生的转基因高手,能够将细菌基因转到发展植物中。自然界随处可见,一个树长了一个瘤子,这些都是由农杆菌转基因的现象。科学家实际上是以农杆菌为实验,借助农杆菌的感染来实现外源基因向植物细胞的转移。当前有一种错误的观点就是把转基因以传统杂交方法对比起来,实际上自然界转基因现象随处可见,而劳动人民在很早的时候就利用了这种转基因现象,我们就叫传统杂交的方法来进行新品种的培育。这个图(图)是转基因技术实际上和传统的杂交育种技术本质上是相同的,都是基因的转移,传统的杂交育种是固定生物,其中有一些优良的基因是需要我们育种家去筛选,最后通过传统的育种获得新的品种。转基因技术针对的可能是一个功能很清楚的目的基因,通过重组DNA的技术方法,精准地转移到社会生物中,这样获得的新种子并不是我们生产中的品种,还需要杂交一种技术,结合起来才能培育出新的品种。所以,转基因技术只是育种过程中的一个非常重要的环节,它是传统育种方法的重要补充。

以玉米的起源为主,玉米起源于墨西哥,它通过一代代的杂交优选才培育出来的高产、优质的品质,也可以这样说,现在,都不是自然选择的结果,而是基因转移的产物。现代转基因技术和传统的杂交育种结果有什么不同,它最大优点打破物种间的生殖隔离。我这里举一个最成功的例子,就是转基因抗虫棉培育,我们知道在90年代当绵龄虫出来,整个棉花产业处于灭顶之灾的时候,常规的育种方法已经无能为力了,这时候转基因技术大显身手,科学家是把一些细菌的杀虫蛋白的基因构建了载体,中国的科学家通过花粉管法导入法转移到一个不抗虫的棉花里,这样获得用常规的方法无法获得抗虫的现状,在农业生产中直到今天还在发挥巨大的作用。

第二部分,转基因技术发展历程和现状。转基因技术经过了技术成熟期,大概从1983年到1993年。还有一个产业的发展期,今天已经进入到一个至关重要、抢占技术制高点和经济增长点的战略机遇期,为什么叫战略机遇期?我们说在这样一个时期内,转基因作物从抗病虫和除草剂等第一代特性向抗逆、改良营养品质、改变代谢途径、工业或医用生物反应器等第二、三代转基因作物的发展将有更广阔的领域,改变传统农业的面貌,其实也在改变我们的生活。转基因技术有两句话特别传神,一是人类有史以来发展最快的技术,它每年面积的增长基本都在10%。二是转基因产业在争论中飞速发展。“发展快与争论大”真实反映了转基因作物产业化的发展历程和现状。到现在为止,从94转基因到现在,实际上只涉及到两类基因来自细菌的抗虫的基因,转移到四种作物,大豆、棉花、玉米、油菜,到2009年全球的转基因作物的种植面积达到了1.3亿公顷,全球有25个国家种植面积是1996年的79倍。全球的转基因作物里面,大豆面积的3/4,棉花的一半,玉米面积的1/4,油菜面积的1/5都是转基因品种,从这些数字可以得出两个结论,一是转基因技术是大势所趋,转基因产业已势不可挡。当然,转基因技术还在我们今后人类应对气候变化、资源短缺、环境污染方面发挥重要的作用。转基因玉米可以提高产量,专家估计,生物技术对玉米产量的贡献今后可能贡献率要达到50%。

另一个例子,玉米根叶甲,这种害虫是在根茎,传统文化因素抗这种害虫的玉米品种,而农药由于很难进入到土壤里面去,对这样的害虫,转基因抗根叶甲玉米发挥了重要作用,它解决了传统技术难以解决的农业生产问题。另外一个转β-胡萝卜素合成基因的水稻,已经被称之为金稻。这种水稻富含胡萝卜素,对于像维生素A缺乏者,对于老人孩子,特别是贫困地区,这种金稻可望在2012年批准上市,转基因可以培育成抗旱的作物,它的目标是减少 10%—20%的灌溉用水,提高产量8~10%,这样的耐旱玉米也可望在今后实现商业化。另外氮高效利用转基因作物,也可以提高产量,减少氮的使用量。

转基因技术与传统育种技术相比具有两方面的优势,打破不同物种间的天然杂交的屏障,由于它的基因操作具有更明确的功能,后代的表现可以准确预期。我这里特别强调,只有转基因技术与传统育种技术密切地结合,才有可能培育出多抗、优质、高产、高效的新品种,才能在缓解资源约束、保障粮食安全、保护生态环境方面发挥重要的作用。

第三部分,中国为什么选择和发展转基因技术?一是国际大势所趋,在转基因这样一个战略高技术领域谁发展慢就会落后,落后就要挨打。我举一个中美抗棉虫之争的例子,1999年的时候,当时由于棉虫肆虐,整个棉花产业都面临很大的困境的时候,美国的抗虫棉趁虚而入,当时在中国就有一个中国发展不发展自己的国产抗虫棉的争论,但是最后我们的政府和科学家还是发展转基因抗虫棉。由于我们加强了这方面研究,1999年的时候90%是国产抗虫棉,我们的抗虫棉已经进入国际市场,参与国际竞争。这是一个战略,中国必须发展转基因技术,要培养有自主知识产权的转基因品种。另外一个是国外的例子,美国、巴西、阿根廷、中国是四大大豆生产国,美国、巴西、阿根廷已经广泛使用了转基因抗除草的大豆,今天他们已经成为了主要的出口国,中国已经成为纯进口国,这点说明技术优势就能赢得市场,这是大豆给我们的启示。中国是一个农业大国,基本的特点是人多地少,资源短缺。发展转基因技术是符合我们国家的国情的,中国也是一个自然条件并不优越的国家,东西部寒冷,半壁江山干旱,这样也迫切需要我们发展转基因技术,培育新品种,保证我国的粮食安全。中国初步建成独立的转基因研究体系,转基因棉花已经大规模产业化,具备参与国际竞争的能力,转基因水稻,我们处于国际先进、国际领先水平,产业化条件成熟。转基因大豆、小麦、油菜,现在和国外的差距还非常大,亟待技术的突破。

这是全球转基因产业化的版图,美国处于绝对的优势,它是个农产品出口大国,发展势头强劲。绝大部分欧洲国家在转基因问题上的政策是摇摆的,目前有些松动,比如像西班牙、葡萄牙和波兰种植少量的一些转基因抗虫的品种,非洲在崛起,像南非、埃及已经在大面积的推广转基因作物,前几年中国在推广面积上排列从第四、第五到第六,但是我们处于一个蓄势待发的阶段,加强了水稻和玉米的研发。去年批准了转基因水稻和转基玉米的产业化,我相信中国的产业化速度会加快。

中国建立和健全符合我们国情也与国际接轨的转基因管理方面的法律法规,我们加强了像农业转基因委员会、标准委员会和检测机构这样的技术体系的建设,进行科学规范的安全评估和行政管理,我们国家目前有能力保障转基因技术和产业化的研发和推进。中国在发展转基因问题上,这几年基本的政策是坚定不移的,而且作为国家的发展战略,在2006年,转基因生物新品种列入了国家中长期发展规划的16个重大专项之一,这也是唯一一个农业项目列入了中长期专项。2008年这个专项启动,2009年国务院、国家发改委把生物产业作为高技术领域支撑产业和支柱产业和国家战略性新兴产业,2010年中央一号文件关于农业的问题,关于转基因明确提出在科学评估、依法管理的基础上,推进转基因新品种的产业化。也是作为这个战略部署的一个重要环节或者步骤,2009年农业部颁发了一个玉米品种、两个转基因抗虫水稻的安全证书。当然我要说明一点,拿到安全证书,并不一定是产业化,因为它要经过品种审定,还有市场的接受程度,只是说中国的转基因水稻已经到了产业化的阶段了。中国是水稻的原产地,水稻是中国第一大作物、重要的口粮,我们为什么选择水稻呢?首先第一个批准水稻产业化的并不是中国,2000年以来,美国先后批准了6个转基因水稻的安全证书,伊朗批准了转基因抗虫水稻商业化种植。加拿大、墨西哥等四国批准了转基因农产品进口允许食用。

中国为什么要做转基因水稻,因为它具有保证我国的粮食和食品安全的重要性。从竞争态势上来讲,我们有丰富的资源,水稻的基础研究和育种基础都处于国际先进和领先地位,因此我们使转基因水稻商品化,既不怕国外公司进来争夺国内市场,我们还有能力参与国际竞争,像转基因抗虫棉一样进入国际市场。美国虽然发展势头很强劲,但在水稻这个问题上,不是最强势的,而欧洲在争论中还停滞不前。所以,我们现在选择转基因水稻,抢占发展的先机和接受制高点,才能在激烈的国际竞争中保持技术优势,促进我国民族种业的发展。袁隆平院士曾经提到,如果我们现在不发展分子育种、生物技术育种,短则五年、长则十年,中国的杂交水稻技术就要落后国际水平,从这些都可以看到,中国发展转基因水稻可以推进产业化,不仅从国家需求上是必要的,从战略上考虑也是迫切的。

为什么选择Bt杀虫蛋白,作为生物农药的主要成份,Bt杀虫蛋白在全世界已经广泛应用了60多年,作为转基因作物的主要成份,2009年在全球有25个国家应用了1.3亿公顷。Bt杀虫蛋白的杀虫基子在科学上非常清楚,昆虫取食这种蛋白以后,这种蛋白在昆虫的碱性肠道被降解活性蛋白以后,会与中场的魔兽体形成他们的通道,导致昆虫的死亡。Bt杀虫蛋白并不是对所有昆虫有害。从蛋白本身,这个蛋白是热不稳定的,依靠蛋白降解,而对人来讲,人可以代谢利用Bt杀虫蛋白的,它不会像化学农药这样,在身体内残留。另外就要提到人的肠道不是碱性环境,细胞膜上没有受体,因为这些原因,Bt杀虫蛋白对人是安全无害的。中国作为一个最大的水稻生产国,如果推广Bt水稻,能够减少农药的使用量。就这一点来讲,广大农民是欢迎这项技术在中国的应用的。

转基因安全之争,转基因技术在发展过程中都伴随着激烈的安全争论,这中间有很多与安全相关的事件,由于时间关系,我讲两个例子。第一个例子,英国的普斯塔事件,因为这是一个与转基因生物安全有关的事件,它引发了全球性的而且到现在还愈演愈烈的生物安全之争。当时在1998年,英国科学家普斯塔在电视台,并不是通过学术论文或者通过权威机构,他个人发布了他的实验,用转基因的马铃薯饲喂大鼠,可以破坏免疫系统,这就引起了国际上的轰动,也导致了特别是在欧洲发生了破坏转基因作物实验地、进行实验游行反对转基因等一系列活动。英国皇家学会针对普斯塔的报告,专门组织专家进行了认真评估,这是评估意见,其中包括转基因和非转基因品种,他喂大鼠的时候只吃土豆,没有补充其他的蛋白,还包括统计学等等问题,最后的结论是,结果不能证明转基因土豆对大鼠有这样一些危害。

另外一个事件,2009年所谓转基因玉米品种对大鼠的肾脏、肝脏的实验,法国卡昂大学的研究团队在国际生物科学杂志上发表了三种转基因玉米品种对哺乳动物健康影响的报告,他并不是做了实验,而是把一些数据重新进行统计学的分析。他的工作是受一些极端的环境保护组织的资助,对他发表的动机也有人质疑。欧洲食品安全局转基因小组对这个工作也经过了分析,最后在2009年对这个问题形成了一个决议,这个决议就说他们论文提供的数据不能支持作者关于转基因玉米对大鼠肾脏、肝脏造成伤害的结论。2009年10月,欧洲食品安全局转基因生物小组,按照转基因植物及相关食品和思想风险评估指导办法及复合性状转基因植物风险评估指导办法提出的原则,对转基因抗虫和除草剂也给予了一个科学的意见,在对人类和动物健康环境影响方面转基因与其非转基因一样安全,这是来自于权威机构的一个科学的和权威的结论。中国对于转基因水稻的安全性评估是中国疾病预防控制中心来做的,得出的结论是转基因水稻与非转基因水稻关键营养成份没有生物学意义上的差异,转基因和非转基因的差异可能要小于水稻同一个品种在不同地区种植的差异,这种差异是非常小的。一系列实验证明,对实验动物不会发生不良的影响。既然有这样一些争论、结论,为什么还持续不断的争论,我想争论的原因是错综复杂的,有文化的原因,有国际贸易的原因,有政治背景等一系列原因,归根到底,我个人认为代表目前科技界这方面的共识,转基因的争论还是一个贸易之争、国家利益之争。

最后我再回到转基因是天使还是魔鬼这张照片上,在说这个问题的时候,不得不提到一本书,叫《粮食危机》,这本书对转基因包括转基因的产品和发展给予了很多描述,这也是我个人的观点。我认为这本书充满着谎言和冷战思维,我相信可能在座的很多人都读过这本书,这本书的封面引用了联合国粮农组织的一段话,叫做地球面临气候文件,已导致8.5亿人陷入困境,说明这个作者认可联合国粮农组织的权威。我拿2004年联合国粮农组织关于粮食和农业状况的报告内容,和这本书的内容做比较,大家来评判。这本书的第十章讲的是转基因评估,转基因魔鬼、转基因大豆与婴儿而死亡有关。关于食品安全的问题,联合国粮农组织2004年的报告,第一提到一个共识,目前市场上的转基因产品可以放心用,说不是像他渲染那么可怕。第二,对目前使用的转基因安全性的方法,他的评估是科学恰当的,包括中国,包括全世界。第三,转基因的产业化到现在为止,尽管有不同的最后经过科学证实的不良报道,迄今为止在世界各地尚未发现可验证的、因食用转基因作物加工食品而导致有毒或有损营养的情况,数以百万计人食用了转基因作物加工的食品未发现任何不利的影响。这是一部分内容。在这本书的第八章,举了一个阿根廷使用转基因大豆的例子,描述了一个阿根廷人由于用了孟德尔的大豆,阿根廷农民处于很悲惨的状态。事实的真相,阿根廷约 99%的大都是用抗农达转基因大豆,有一系列好处,包括免耕,减少成本,有利于水土保持。总成本可以降低8%。根据阿根廷IES咨询报告,这组数字也非常有价值,中国是阿根廷最大的大豆消费国,我们进口的大豆更多的是来自阿根廷,有四分之三销售于中国,中国是阿根廷农药和草甘膦的最大供应国,中国销售到阿根廷的农药占四分之一。这两组数据值得大家去思考。另外在第六章和第七章里,把转基因技术和技术霸权联系在一起,转基因技术只是对垄断企业有利,而对于农民特别是对穷国和穷人是没有任何好处的。那么,联合国粮农组织2004年的报告对于生物技术能否满足贫困人口的需要,是这样说的,二十一世纪,农业面临着前所未有的挑战,生物技术有助于战胜上述困难。这是我作的比较。

最后我谈谈我个人的看法,我国批准转基因水稻生产应用安全证书,受到国内外广泛关注,也引起了一场转基因水稻是否安全,该不该批准的大辩论,特别是在前段时间,网上非常热。转基因安全性的争论由来已久,这里我讲两个例子,美国有个转基因安全的争论,但是争论没有影响美国在转基因技术和产业的发展,到现在,它在技术产业上占着绝对的优势。欧洲是转基因争论的发源地,在十年争论之中,欧洲各国不能排除干扰,转基因发展技术和政策摇摆不定,技术和产业停滞不前。正反两个例子值得我们对如何发展转基因是有借鉴的。争论不是坏事,通过争论可以统一思想,确保国家战略不受干扰,通过争论可以进一步促进我国生物安全的管理,促进相关检测技术的发展,为确保生物育种和转基因产业健康发展提供技术支撑。通过争论可以引起各方对转基因科普和科学技术的重视,我想也是要通过这样的活动来消除公众对转基因技术的不理解和畏惧心理,同时也能培育转基因产业未来市场。

文章来源: 中国科技协会

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