从植酸酶玉米说起(中)

2014-09-29 | 作者: 方玄昌 | 标签: 植酸酶玉米

提要:转基因作物在食用安全性和环境安全性方面接受的试验,远比反转人士所想象的要严格和复杂。

2007年5月21日,转基因植酸酶玉米成果鉴定会在北京举行,以中科院副院长李振声(顺便说一句,李振声才是为中国粮食增产做贡献的第一功臣)为首的鉴定小组给出意见:中国自主研发的转基因植酸酶玉米具有国际领先水平,建议尽快进入技术成果转化环节、尽早推广应用。

但植酸酶玉米要实现成果转化,科学家还需要回答一个民众至为关心的问题:它安全吗?答案是肯定的。在此之前,科学家已经完成针对转基因生物安全评价所要求的各项试验。这种测试涉及两个方面:食用安全和环境安全。

如果单从理论上看,植酸酶玉米的食用安全性是无需检测的:所转的这个基因本身来自于食品工业已经批准利用的一种黑曲霉,即基因来源安全;植酸酶在自然界广泛存在,许多微生物都能产生并分泌植酸酶,而且高等植物本身也含有植酸酶基因,植酸酶玉米所转的基因,本身序列及其转录的蛋白质序列跟小麦植酸酶序列具有高度相似性,即从分子生物学角度来看,它也是安全的;用同样的基因发酵生产的植酸酶在饲料工业已经使用很多年,安全性没有任何问题。

但因为植酸酶玉米属于转基因作物,仅在理论上证明其安全还不够——科学家答应,媒体与公众却不会答应。因此植酸酶玉米从其诞生那天起就开始不断接受种种食用安全性检验,先后进行过的检验和评估项目包括:

植酸酶蛋白的急性毒性试验。以不同剂量的植酸酶蛋白分组饲喂大小鼠,连续观察7-10天,检验其急性毒性的结果是“无毒性”。

植酸酶蛋白的遗传毒性试验。这项测试包括Ames试验(致突变试验)、小鼠骨髓微核试验、小鼠精子畸形试验和大鼠致畸试验四项内容,结论分别是:植酸酶不具致突变性;植酸酶对小鼠骨髓细胞染色体无损伤作用;植酸酶对小鼠精子不产生畸变作用;植酸酶对大鼠无致畸作用。

植酸酶大鼠90天喂养试验(亚慢性毒性试验)。结果显示,大鼠摄入植酸酶90天,初始体重、最终体重及食物利用率与对照组无显著性差异;中期血液检测未发现异常改变,末期血液检查均在正常范围内;组织病理学检查显示,植酸酶对试验动物各器官无明显影响。综合判断,植酸酶喂养大鼠90天后未观察到不良作用。

转植酸酶基因玉米90天大鼠喂养试验(亚慢性毒理学试验)。这项试验直接针对植酸酶玉米产品,90天喂养试验中要对大鼠做体重与进食量检测、血液学检查、血生化检测、脏体称重、病理组织学观察,结果显示,饲喂转植酸酶玉米与饲喂其亲本玉米做对照,所有指标无显著性差异。

致敏性评价。这需要从植酸酶基因来源、新表达植酸酶与已知致敏原氨基酸序列的同源性、新表达植酸酶的消化稳定性及新表达植酸酶的热稳定性四个方面来进行评价,结论是:植酸酶玉米中所含植酸酶蛋白的潜在致敏性风险很小(玉米本身含有能导致少数人过敏的过敏原,植酸酶蛋白导致过敏的可能性远远小于玉米本身)。

抗营养因子评价。玉米中主要含有植酸与胰蛋白酶抑制剂两种抗营养因子,对比检测普通玉米(黄早四)与植酸酶玉米,可以发现植酸酶玉米的植酸与胰蛋白酶抑制剂含量均有明显降低(后者待解释)。

营养成分评价。对比检测植酸酶玉米与普通玉米(黄早四)的主要成分(包括蛋白、脂肪、淀粉、纤维素及铁、锌、钙、镁等元素),结果发现双方无显著性差异。

抗生素抗性评价。因植酸酶玉米转基因过程中未使用抗性选择标记基因,转化使用的表达盒片段只含有植酸酶基因及其启动子和终止子,不含载体上的卡那霉素及细菌复制子等成分,因此,转植酸酶玉米不存在抗生素抗性风险。

转基因玉米主要成分的生物利用率评价。以普通玉米所制饲料及添加外源性植酸酶饲料做对照,测试转植酸酶玉米对肉仔鸡生长性能及钙磷代谢的影响——每天计算采食量;记录试验期间各组鸡的死亡只数;测定试验鸡1日龄、21日龄、42日龄体重,计算试验鸡的日增重;计算饲料效率;测定血清、排泄物、胫骨中的钙、磷和氮的含量。结论是:转植酸酶基因玉米与普通玉米对照组相比,未见其对肉仔鸡生长性能产生不良影响,对肉仔鸡钙、磷、氮代谢方面的影响与微生物发酵生产的植酸酶效果相同,能帮助分解植酸磷,减少磷酸氢钙的用量,提高肉仔鸡对饲料磷的利用率,降低其粪便中磷的排泄量。

总结起来,针对植酸酶玉米食用安全性所做的测试共有9个大项数十小项。细心的读者可以发现,其中多数检测项目实际上都是对已有结论的重复试验。

环境安全性方面的测试和评价则包括以下11个方面:

与亲本植物在生殖方式和生殖率方面的差异评估。植酸酶玉米的生殖率与黄早四相比较没有区别。

与亲本植物在花粉传播方式和传播能力方面的差异评估。玉米通过花粉发生基因漂移的距离因不同环境和品种而异,通常其风传的漂移距离不超过150米。转植酸酶基因玉米与杂交亲本黄早四相比,其花粉的传播方式和传播能力没有明显差异。

休眠期评估。根据多年的中间试验、环境释放及生产性试验的检测,转植酸酶基因玉与其杂交亲本的休眠期与萌发率没有明显差异。

适应性测试。玉米是高度栽培化的农作物,早已失去了在野地中生存的能力。在长达五年的栽培试验中,在相同的栽培条件下观察,植酸酶玉米的农艺性状和适应性与黄早四大致持平。

生存竞争能力测试。栽培试验证明,转植酸酶基因玉米的生存竞争能力(包括萌发率、成苗率、生长势、株高、开花历期、穗位、散粉历期、结实率以及对常见病虫害的反应)等一系列生物学特性与普通玉米未见有明显差异。

转基因玉米遗传物质向野生近缘种转移的可能性评估。有证据表明在玉蜀黍属的物种间存在极为有限的基因交换,主要是从玉米到大刍草。中国非玉米起源地,境内无玉米的野生近缘种分布,因此不存在向野生近缘种和大刍草转移的可能性。

转基因玉米遗传物质向普通栽培玉米品种转移的可能性评估。由于中国目前推广种植的主要是玉米杂交种,收获的籽粒不会用作种子,因此,转基因玉米外源基因逃逸的关键问题是向周围的玉米制种田以及种质资源繁育区的漂移。根据研究结果,只要在保证转基因玉米与普通玉米制种田常规隔离距离在300m以上,或花期隔离30天以上,就可有效防止外源基因向普通栽培种漂移。

转基因玉米遗传物质向其他物种转移的可能性评估。在自然条件下,仅有细菌与病毒可通过不同方式感染植物或动物寄主,并将其遗传物质向寄主转移,从未出现过植物遗传物质向动物或微生物转移的案例,而不同物种的高等生物之间则存在生殖隔离。

转变成杂草的可能性;玉米是一年生植物,种子是其唯一的生殖生存器官,被认为不具有发展成杂草的能力。从多年、多点的中间试验、环境释放和生产性试验观察结果来看,转植酸酶基因玉米与其杂交亲本的主要农艺性状和繁殖特性均无显著差异,不具备杂草化的生物学特征,因此认为转植酸酶基因玉米转变为杂草的风险极小。

对环境中有益和有害生物的影响,也就是:害虫吃了转植酸酶基因的玉米是否会因提高了磷的利用率而更快成长?而害虫的天敌又吃了这种害虫,是否也会随着食物链关系而发生变化?中国农业科学院植物保护研究所的检测结果表明,取食植酸酶玉米的玉米螟和棉铃虫幼虫,在存活率、体重、相对摄食速率、相对代谢速率、近似消化率、食物利用率和食物转化率等方面与取食杂交亲本黄早四的对应指标没有显著性差异;农业部转基因植物环境安全监督检验测试中心的检测结果表明,转基因玉米的主要害虫亚洲玉米螟、蚜虫、叶蝉、叶甲等,以及害虫的重要天敌姬蜂、草蛉、瓢虫、小花蝽、蜘蛛等,其种群数量和种群消长动态,与非转基因杂交亲本黄早四不存在显著差异;对玉米病害影响的检测结果表明,玉米大、小叶斑病、褐斑病、矮化叶病、粗缩病和纹枯病等也与普通玉米基本一致。

还有一个重要方面,就是对土壤的肥率和结构的影响评价。植酸酶的含量提高,土壤中过去难以利用的那些磷就有可能变得比较容易利用,有科学家提出假设,会不会因为磷的迅速释放和提高利用,从长远来看会对土壤的结构和土壤的肥率造成一定的影响?科学家通过实验,初步证明磷利用率确实有所提高,但对土壤的影响还不明显。

对照这份检测单,我们将会发现反转控常年拿来质难转基因的那些问题是多么地幼稚和肤浅——他们能想到的,科学家早就想到了;而科学家想到的许多问题,反转控们即使想破脑袋也未必能想到。

再次强调,转基因食品的安全性是设计出来的,在其上市之前已经确定,此后所有试验,严格来说都属于“验证”而非“检测”。在一个对生物学、生理学和环境学的基础知识稍有了解的人看来,针对植酸酶玉米安全性的这些试验和评估,有很大一部分都是不必要的,因为其答案过于明显;但因反转谣言肆虐多年而造成当前恶劣的舆论环境,科研人员被迫穷年累月去做这些在科学上毫无意义的重复性工作,大量纳税人的钱被迫花费在回答这些反转控炮制出来的低级问题上——十几年反转运动,付出惨重代价的不仅仅是政府和科学家,还包括我们每一个普通大众。

来源:基因农业网

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