转基因产品的艰难旅途

2014-04-16 | 作者: | 标签: 生物探索

来源:生物探索,作者:诸平为《宝鸡文理学院学报(自然科学版)》常务副主编

对于转基因产品的看法不同的人有不同的观点,总体而言,可以分为支持派和反对派两大阵营。支持转基因产品的人士认为转基因技术不仅可以解决农作物的栽培技术、使农作物抗病虫害能力增强、减少农药使用量、有利于保护环境免遭农药污染、降低生产成本、提高农作物产量、增加农民经济收入,更为重要的是培育农作物新品种、提高农产品的营养价值,创造更加美味可口、对人体健康更加有益食物原料,使利用基因改造作物缓解全球营养不良问题的愿望成为现实。但是转基因产品的反对者,将转基因作物视为祸殃百姓的洪水猛兽,甚至出现故意毁坏转基因农作物的违法乱纪现象。

对转基因作物的认识和接受需要有一个自愿选择、在应用实践中逐步提高认识、最终认可接受的漫长过程。其实我们接触转基因农作物并非当今才有,如我们食用的水果橙子就是一种柑子和橘子基因组合的产物,玉米、大米、豆类、甘薯、香蕉等很多农作物也是经过基因改造的。

基因改造农作物益处明显

近日,阿卜杜拉国王科技大学(King Abdullah University of Science and Technology)的妮娜•费多罗夫(Nina V. Fedoroff)撰文,对基因改造农作物进行了评议,其中谈到2011年, 有29个国家(其中有19个发展中国家)的1670万农户种植生物技术改造的农作物近4亿英亩。重要的是,种植转基因作物90%的农户是资源贫乏的小农户, 2011年他们的生产量占据了近乎全球转基因作物种植总产的半边江山。从1996年到2010年,累计农场收入的一半归功于发展中国家生物技术带来的贡献,近400亿美元。

在1996-2010年之间,因为抗虫作物的种植,田间农药使用量减少约4.43亿公斤(折合为有效成分)。农药使用量的减少意味着更加有利于益虫益鸟的生息繁衍,减少了农药对水源的污染,更加有利于环境保护。有人预测16年后基因改造农作物的累计种植面积会超30亿英亩。

没有证据表明基因改造食物对人或动物有害,而有足够的证据表明,转基因玉米要比传统玉米或有机玉米的真菌毒素剧毒污染水平更低。欧盟对于转基因生物的安全性研究投资已经超过3亿欧元;130多个研究项目、研究的覆盖期超过25年、涉及超过500个独立的研究小组得出的主要结论认为,生物技术特别是转基因生物技术其本身的风险性不会比传统植物育种技术的风险性更高。每一个可信的科学机构在详细检查了相关证据之后也得出了同样的结论。美国要求每个基因被修改的新作物必须证明是相当于原作物,而且添加基因编码的产品必须独立进行毒性和变应原性检测,这是转基因作物被引入人类食物供应有史以来所进行的最为广泛的测试。

“悲剧插曲”还会持续多久?

公众普遍反对转基因作物是在接受科学成果过程中的一个悲剧插曲,通过倡导组织有效推动,促进了更多复杂的法规,为其发展设立了更多的障碍。在许多国家,转基因作物的引进遭到完全封锁或者断然拒绝。今天,在那些拒绝转基因作物入境的地区或国家,除了转基因棉花、玉米、油菜和大豆之外,几乎没有其他转基因作物。

而且这些已经商品化的转基因作物,主要是用于非食品或动物饲料,它们都是由大型生物技术公司开发的,因为这些公司是唯一能够给市场带来转基因作物的组织。即使是期待已久的金色大米也尚未提供给农民,来帮助那些营养不良的人群摆脱困境;尽管已准备分发转基因产品有近十个年头了,但是依然继续被困在监管炼狱之中。设想如何实现更广泛的公众接受转基因生物和放松对其监管的束缚,仍然是一个令人头痛的难题。所以怎样才能突破监管和公众缠结,让研究人员能够使用分子技术提高生产力,培育抗逆、抗虫、抗病作物新品种,造福人类,使人口不断增长的大千世界人人都能够解决温饱问题,让生物技术成果惠及众生至关重要。

妮娜•费多罗夫认为答案只有一个,那就是出现比我们看到的2008年粮食危机更加严重的食品危机。有人预言美国2012年的干旱有可能演变为这样一场危机,可能会打破这种僵局。但是2013年已经过去,这种僵局依然还在持续存在。

欧盟委员会的首席科学顾问安妮•格洛弗(Anne Glover)呼吁, 欧洲对于转基因作物在政策上应给予更多的科学投入。英国政府资助洛桑农业研究站(Rothamsted Agricultural Research Station)进行一项抗蚜虫转基因小麦的露天试验。爱尔兰的环境保护署(The Environmental Protection Agency of Ireland)授予其农业和粮食发展机构许可进行抗晚疫病马铃薯的田间试验,因为这种疾病曾经引起爱尔兰马铃薯大饥荒(Irish Potato Famine)。在意大利,200名科学家和农民呼吁总统纳波利塔诺(Napolitano)制止反转基因的政策。

这些都是一些积极的信号,但仍有一个严重的问题浮出水面:即使转基因作物进入市场的成本和复杂性问题仍然存在。美国开发人员必须经过美国环境保护署、美国农业部、美国食品和药物管理局三个不同机构的批准之后,才有可能引入一种新的转基因作物进入食品供应链。一种现有作物的基因改造遵守监管要求,需要支付高达3500万美元的费用。这种高昂的监管成本远超出了大多数水果和蔬菜作物给出的市场价值,而且远远超出了学术科学家或小公司的预算。

科学证据达到使其解除对转基因作物的监管负担,需要花费很长的时间才有可能奏效。根据基因改造作物的特点规范管理是必要的,但并不应该对其进行改造的方法百般刁难、设置障碍,这是在20世纪80年代美国科技政策委员会办公室,制定生物技术监管协调框架的初衷,当然该指导性框架也适用于美国对于基因改造物种的监管。

三个监管机构需要协调开发一套需求,专注于新特征所呈现的灾害,而不是引入基因改造新物种的方法本身。为了使通过基因改造的新作物获得监管部门的批准,研究者希望加快审批速度、缩短审批时间,能够在几个月时间之内得到答复,而不是需要几年才能看到审批结果。最重要的是,对于那些缺乏科学可信证据的无危害基因改造需要终止。

全球化的粮食供应与世界文明密切相关,人人可以共享的重要技术,就是因为一些不科学的言传真的可以随意抛弃吗?不会如此简单,绝对不会的。应该相信柳暗花明又一村的景象一定会出现在眼前。凯西•马丁(Cathie Martin)博士和她的转基因紫色西红柿的命运就是一个很好的例证。

例证:凯西•马丁(Cathie Martin)教授和她的转基因紫色西红柿


凯西•马丁(Cathie Martin)教授简介

凯西•马丁(Cathie Martin)教授是英国诺维奇(Norwich)约翰•英纳斯研究中心(John Innes Centre)代谢生物学系教授、东安格利亚大学(University of East Anglia)荣誉教授以及丹麦哥本哈根大学(University of Copenhagen)生命科学院的尼尔斯•波尔客座教授(Niels Bohr Visiting Professor)。约翰•英纳斯研究中心是欧洲植物和微生物科学领域顶尖的研究所,马丁教授自1983年以来,就一直作为该研究中心的一名研究小组的领导者,带领的植物分子生物学与生物化学研究组在植物细胞形态建成、细胞发育/代谢过程的转录调控及代谢工程研究等方面的研究享有国际盛誉。

马丁教授是识别基因调节植物细胞形成的第一人。她一直是多次国际生物技术会议的组织者和主要演讲者,并被许多国际生物技术会议邀请出席介绍她在组织协调由欧盟资助的FLORA项目经验和经历。她拥有七项发明专利,而且与英国皇家学会的乔纳森•琼斯教授(Professor Jonathan Jones FRS)合作创办了一家诺福克植物科学有限责任公司(Norfolk Plant Sciences),其目的就是服务于欧洲和美国的植物生物技术研究。

马丁教授还一直参与建立英国诺维奇预防医学中心(Centre for Preventative Medicine in Norwich UK),该中心是由国际顶尖的研究人员以独特的结合方式而支持的,这些顶尖的研究人员他们正在开发研究怎样科学理解饮食有助于保持健康、延缓衰老和降低慢性疾病的风险等相关问题。

马丁教授的兴趣横跨整个植物生物学领域,从基本权利到植物科学应用的所有生物问题,其先后在SCI收录期刊上发表论文170余篇,论著和会议录论文40余部(篇),累计被引用1.2万余次,H指数为60,马丁教授曾获得ISI遴选的植物科学和动物科学领域的高引科学家之一。

2004年马丁教授与中国科学院上海生命科学研究院的陈晓亚(Xiao-Ya Chen,擅长植物生理学)、薛红卫开始合作,研究中国药用植物的生物活性问题。

另外马丁教授还是《植物细胞》(The Plant Cell)杂志的主编, 是该杂志历史上第一位女性主编和第一位非美国主编,《植物细胞》是美国植物生物学家学会(American Society of Plant Biologists)主办的一种国际性的顶级植物研究类期刊,五年影响因子为10.125。

“出口转内销”的基因改造西红柿

关于西红柿的基因改造品种问世,至少应该有十个年头了。1994年就有基因改造西红柿(Flavr Savr)出现在美国市场,成为首例商业化可以得到的基因改造产品。这种基因改造西红柿(Flavr Savr)有一个“停用”基因。这意味着该西红柿植物无法产生聚半乳糖醛酸酶,而聚半乳糖醛酸酶是一种参与果实软化的酶。正是因为此西红柿缺乏这种酶,在采摘离开西红柿植株后,其保存期可以延长。当然培育风味更佳完美的西红柿也是转基因研究的目的之一。这种西红柿不需要像传统西红柿那样,在尚未成熟之前就采摘,然后再进行人为催熟。尽管在美国和其他一些国家,转基因西红柿已经得到认可,但是延迟成熟的西红柿从1998年在市场出现顶峰之后就销声匿迹了。

就转基因西红柿而言, 北美或欧洲市场上尚未进行商业化种植,因为欧洲对转基因西红柿拒不接受。虽然转基因西红柿研究人员几年前就已经提交过相关申请,但是均未得到批准允许。英国对于转基因西红柿产品的态度截然不同,20世纪90年代中期就已经有转基因西红柿酱在英国市场上销售,并获得巨大的成功,在以转基因原料为基础生产的产品标签上均有明显标记。之后,根据欧盟关于基因工程方面的法律要求,转基因西红柿的研究者也曾经提交过呈请批准申请。经过欧盟科学专家委员会评估转基因番茄酱是无害的,但是成员国之间无法达成一致意见,申请还是在2002年被撤销。

政府职能部门的不允许,并没有使科学家对基因改造西红柿研究的前进步伐受到影响或者停滞不前,相反科学家仍然在积极使用遗传工具,赋予西红柿一些新特征,如抗虫害、抗真菌和病毒等病原体;也有些项目旨在研究如何丰富西红柿对健康有益的营养成分。不过,所有这类产品要获得授权,进入市场销售尚有很多困难需要克服。

据《国际财经时报》(IBTimes)2014年1月25日报道,为扭转民众对基因改造食品的的负面态度,英国科学家2014年前已经开始研究紫色西红柿,基因改造紫色西红柿中包含了被称之为花青素(anthocyanin)的物质。花青素本身就是一种抗氧化剂,有消炎和抗癌作用,并能预防II型糖尿病。科学家对其评价认为,这种新型的西红柿可以提高比萨饼用料——番茄酱的营养价值。

这种西红柿是由英国诺维奇约翰•英纳斯中心(John Innes Centre in Norwich)开发的,凯西•马丁博士是此项目的负责人,马丁教授希望首批由加拿大运到英国的1200升番茄汁将为研究人员研究其潜力提供方便。她说:“这些紫色的番茄含有对人们健康有益的化合物,这种化合物也存在于蓝莓和蔓越莓中,人们可以将这种紫色番茄作为食品大量食用,没有必要为其成本是否可以承受而担心。”

这种西红柿是为了吸引消费者而设计的新一代转基因作物,紫色色素的基因是从一种金鱼草植物(snapdragon plant)转移到西红柿中,修改了在西红柿植株体内的生化反应过程,导致形成类似于蓝莓(blueberries)或者蔓越莓(cranberries)中才有的、对人体健康有益的花青素。

马丁教授说,尽管紫色转基因西红柿是在英国发明的,但是欧盟限制转基因,鼓励她将该技术的开发放眼海外市场。加拿大对于转基因的态度与欧盟不同,有许多规定可以认为是更支持转基因技术。因此,就出现了墙里开花墙外香的局面,最终马丁教授与加拿大安大略(Ontario)省的一家公司——新能源农场达成合作协议,在465平方米的温室栽种紫色西红柿,足够产生2000升的紫色西红柿果汁。

马丁教授认为,加拿大是非常开明的。“他们看重的是紫色西红柿的品质,而不是这项技术本身。这应该是我们开始改变思维的一种方式——质问你在做的一切是否安全和有益,并不是‘看其是不是转基因,更不应该如果是转基因就一概拒之门外’。令人沮丧的是我们不得不去加拿大进行种植和加工,我希望这将作为一种先锋产品,人们只是获得了富含花青素的转基因紫色西红柿产品,它对人类有益,并非是洪水猛兽之类的东西。”

目前,首批1200升转基因紫色西红柿果汁已经由加拿大运送到诺维奇,它们所有的种子都已经被剔除,因此不存在任何有可能造成污染风险的遗传物质。此次运送的目的是将此果汁用于广泛研究,包括检查其中含有的花青素是否对人体有积极影响。早期的小鼠研究表明花青素有利于抗炎症和延缓癌症的发展。

关键问题是可能有益健康的转基因产品,是否会影响到公众舆论还难以给出确切的结论。尽管欧盟早在1998年就已经批准转基因食品的上市销售,但是20余年之后的2010年一项横跨欧盟的调查研究发现,转基因产品的支持者与反对者之间的比例大约为三比一。马丁教授希望在未来短短两年的时间内,他们的紫番茄汁能够有一个很好的转机,在北美得到获批,准于向消费者出售。她和英国的其他植物研究人员都希望转基因产品能够迎来新曙光,以更积极的姿态得到接受和认可。

心有余悸何时消?

据BBC 2014年1月24日新闻报道,英国赫特福德郡的洛桑研究所(Rothamsted Research in Hertfordshire)的科学家宣布,他们正在为可以产生“鱼油”类ω-3脂肪酸的转基因植物寻求田间试验的许可。在一个平行的项目中,他们已经培育出一种转基因小麦,目的是释放一种阻止蚜虫的信息素(pheromone)。

卡迪夫大学(Cardiff University)的环境心理学家尼克•皮金(Nick Pidgeon)教授, 已经就备受关注的转基因和其他技术进行了民意调查。他说包括疯牛病的时期的猜忌遗毒仍然存在,这样将导致持久关注。“突出的效益会产生影响,但这只是相当复杂故事的一部分,并非全部。人们仍会担心这种技术可能会干扰自然系统,担心自己和自己的孩子成为控制此技术大公司的试验品或者牺牲品,当然这也是英国每一个家庭都特别关注的问题。为了改变人们在10-15年前就有的非常负面的观点,将需要花费相当长的一段时间。它会以安全的方式将安全示范、展示良好的监管和管理此技术的能力,这也并非一朝一夕之事。”

无论前进的旅途多么艰难,科学家不屈不饶的大无畏探险精神一定会为转基因产品迎来惠及众生,造福人类的一天,无数的证据使一个一个疑虑打消之时,就是转基因产品被认可和接受之日。

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