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放闸转基因

《科学新闻》2009年第22期

随着投入达240亿元人民币的“转基因生物新品种培育科技重大专项”审议通过,以及转基因作物植酸酶玉米即将面世的消息传出,中国转基因粮食作物的商业化生产已经近在咫尺。

而事实上,转基因棉花在中国的商业化生产已经有了11年历史;从国际视野看,截止2008年,全球已累计种植转基因作物8亿公顷;在转基因技术领域处于领头羊位置的美国,食品和药物管理局确定的转基因已有43种,60%以上的加工食品含有转基因成分,90%以上的大豆、50%以上的玉米、小麦属于转基因产品。

“转基因技术是未来发展趋势,不会因为公众和媒体对它有安全上的担心,转基因技术的步伐就会放慢。”事实上,人类已经进入了转基因时代。

“转基因”和自然育种在本质上是一样的。现在的非转基因农产品,也是通过常规的自然选种,经过选育、变异得来一切都是“转基因”

显而易见的好处

在近20年的生产发展中,世界各地都纷纷投入巨大的人力、物力和财力对转基因及相关技术进行研究。迄今为止,中国已经批准了转基因棉花、番茄、甜椒、矮牵牛花、杨树和木瓜,但尚未批准任何主粮转基因作物。

中国农科院生物技术研究所研究员黄大昉此前一再强调,转基因作物的商业化不只是技术问题,它背后是国家与国家的政治、经济、贸易、社会伦理之争。
随着转基因植酸酶玉米和抗虫水稻上市的风声传出,转基因利弊之辩的钟摆似乎向支持一方倾斜。

转基因作物的益处比较明显。黄大昉指出,转基因技术可以提高作物的抗虫、抗病、抗除草剂等性能,从而减少了农药的使用,对环境也是一种保护。尽管目前还没有表达高产基因的转基因作物投入产业化,但是提高抗虫性能,也意味着人们能“虫口夺食”。

中科院农业政策研究中心主任黄季焜更是以多年的量化研究表明,大田试验中的抗虫转基因水稻由于大大减轻虫害,比对照组能提高6%~9%的产量[1]。

未来,也可以通过基因工程改良食品的品质,如增加大米的维生素含量、改变油料作物、改变淀粉组成及含量、增加土豆中氨基酸含量等等。目前除了增加大米维生素含量的金稻外,这类研究还没有成为转基因育种界的主流。

在11月9日举行的北京生命科学论坛“转基因农作物技术应用于安全管理学术研讨会”上,黄大昉指出,高植酸酶玉米和抗虫水稻,能大大提高饲料玉米的营养价值和水稻的抗虫性,不仅促进农民增产增收,创造巨大的经济社会效益,而且能发挥显著的生态环境效益。

直到今天,公众对转基因是否会对人体健康造成“潜在的危害”仍然存在争议。记者接触的若干位公众人士均表示,他们还是有顾虑和误解的。吃了转基因食品,动植物的基因是否会转移到人体中?是否会产生新的有害物质?是否破坏更多的生态?

“如果你是学生物的话,则很容易消除这个心理。”中国农科院黄大昉研究员说,在推进转基因产业化的同时,需要多做科学普及工作。“经过多年严格的生物安全性评价,未发现对健康与环境有不良影响。”

转基因即从某种生物中提取所需要的基因转入另一种生物中,使之重组,从而产生特定的具有优良遗传形状的物种。与杂交育种不同的是,利用人工技术,基因可以在同一物种内转移,也可以跨物种转移。

转基因食品在体内不积累,基因(DNA,即脱氧核糖核酸片段)进入人体后,都会被酶分解破坏成小分子,这样,就不可能将该基因信息整合到人体基因组。
包括中国科学院遗传发育所朱祯研究员在内的一批转基因技术专家均认为,自从人类耕种作物以来,人类的祖先就从未停止过对作物的遗传改良。中国农科院范云六院士也认为,消费者愿意接受的自然育种和转基因在本质上是一样的,现在的非转基因农产品,也是通过常规的自然选种,经过选育、变异得来。同时,转基因是用某一个特定的基因研究透彻后进行,因而更加准确[2]。

“天然的和人工物种,不能一锤定音哪个更好,而是取决于人的认识水平和安全运用的水平。”转基因棉花专家、中国农科院郭三堆研究员认为,社会上许多环保主义者所持有的“天然物种更好”的观点是站不住脚的。

他举例西红柿,最早的西红柿是很小的,酸且涩,而现在不论大小的西红柿品种,均味道可口。郭三堆认为,这个是人工物种比自然物种优良的一个证据。
朱祯以历史的数据反驳了环保主义者“敬畏自然”的立场。现在的大农业确实给大部分人类提供了充足的粮食资源,这是人类历史上所没有的。在采集社会,地球只能养活300万人;原始农业社会,这个数据变成了几亿人;工业化社会可以养活几十亿人;在未来的信息化和生物技术社会,地球能够养活的人口数还会增加。朱祯语气强烈:“目前极端的环保主义者的思潮是偏激的,他们到底想要什么样的自然,是山顶洞人的,还是半坡人的?”

基因漂移与害虫进化

与所谓“转基因污染”联系在一起的,就是基因漂移,也就是被转入的基因可能在授粉过程中飘移到其他物种中。

反对者认为,随着转基因植物环境释放种类增多,规模增大,如抗除草剂基因等抗性基因可能漂流到杂草中,使其成为“超级杂草”,无药可除。同时,转基因植物侵入新的生态领域,有可能破坏了生态平衡,影响生物多样性。

另外,转基因植物除了会对靶标害虫产生毒素外,也会逼迫害虫产生更大的耐受性,存活时间更长,变成所谓“超级害虫”。从事生物安全研究的科学家还担心,抗虫基因还会影响到非目标害虫及目标害虫的天敌,让之也能产生抗性。
2008年2月,美国亚利桑那大学科学家Bruce Tabashnik及其同事在《自然-生物技术》上发表论文,指出在美国观测到对转基因抗虫棉具有抗性的棉铃虫。
但是这组科学家也指出,这一发现并不令人吃惊,因为昆虫抗性的实际出现日期已经大大晚于理论上的预计时间[3]。

无论如何,看起来,基因漂移和昆虫抗性在理论上的可能性要远甚于转基因的健康风险。

在美国,为了防止目标昆虫产生抗性,政府规定了避难所,即在转基因作物之间种植一些非转基因作物作为隔离带,防止目标昆虫产生出抗性。中国转基因抗虫棉大规模产业化以来,并没有采用避难所的政策。科学家们指出,因为棉农们自然地进行多样化种植,包括非转基因的粮食作物,这大约解释了中国为什么迄今还没有观测到明显的昆虫抗性问题。

然而,水稻的情况可能有异,每个水稻种植农户经常仅种植水稻,这就带来了如果转基因水稻产业化,可能带来目标昆虫迅速进化出抗性的问题。稻农们土地有限,也难以“奉献出”宝贵的土地当作避难所。再者,稻农土地分散,就算政府要求避难所,执行起来恐怕也有难度。

但是长期从事转基因水稻产业化研究的福建农业科学院研究员王锋指出,尽管稻农们往往仅种植水稻,但是他们长期以来习惯种植多样化的水稻品种以避免风险,这种习惯或能有助于将来发挥避难所的作用。王锋的研究也表明,尽管田试中的转基因水稻降低了稻纵卷叶螟这种害虫种群数量,但是并未对水稻害虫群落的组成与结构产生明显的影响,也没有引起优势种成分的变化[4]。换句话说,就是转基因水稻还没有显出让害虫产生抗性的迹象。

参考文献:
[1] Science, 2005, 308:688-690
[2]《中国农村科技》, 2007, 11:11
[3] Nature Biotechnology, 2008, 26:199-202
[4] 《昆虫学报》, 2005, 48:544-553

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