创世纪种质创新中心吴坤博士详解啥是转基因

2015-10-26 | 作者: 吴坤 | 标签: 吴坤

作者:创世纪种业有限公司种质创新中心负责人 吴坤博士

认真了解、认识与思考

近来,对转基因作物安全性的怀疑引起民众的高度关注,一些“专家”“学者”“公众人士”引用一些莫须有的“科学数据”,妖魔化“转基因”,大谈转基因作物对粮食安全、生态环境的危害,夸夸其谈,危言耸听,引起民众对转基因的一时恐慌。

最为激烈的一次出现在2011年,当时国内多省市“非法种植”转基因作物,在东北地区较为“著名”的玉米杂交品种“先玉335”是转基因品种等报道在社会上造成较大影响,一些媒体甚至声称“转基因玉米”造成大老鼠绝迹、母猪流产甚至死胎,但类似说法没有证实与转基因有关。

甚至一些没有生物学背景或常识的人,杜撰谣传圣女果、紫薯、黑豆等特殊保健农作物种质资源是转基因产品,扰乱视听。有些人藉此否定转基因作物,视转基因为洪水猛兽,盲目排斥,甚至上升到民族国格问题,要求放弃中国已蓬勃发展的转基因研发。

与此同时,作为粮食与农业领域的诺贝尔奖,2013年的“世界粮食奖”颁发给从事转基因研究的一位企业家和两位科学家,这也是该奖项设立27年以来第一次授予转基因技术(袁隆平院士凭借杂交水稻在2004年也获此殊荣)。世界粮食奖基金会特别肯定了三位生物技术科学家在培育高产优质、抗病虫和极端气候影响的农作物新品种中的突出贡献,称其技术使全球1.7亿农民受益。

国内外对待转基因技术或产品的矛盾和反差,也在一定程度上反映了人们对新生事物的态度,因为往往否定比肯定容易,消极比积极容易,谩骂讽刺比埋头苦干容易。将新兴的转基因技术妖魔化的无知谬论及盲目排斥必不利于国家科技的进步,不利于国家粮食问题的解决。我认为,大家有必要安静下来认真了解、认识和思考一下“转基因”。

1什么是转基因?


“转基因”是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,与其原有的基因进行重组,从而获得特定优良遗传性状。其本质是通过获得优良基因进行遗传改良。利用转基因技术可以改变动植物性状,培育新品种,也可以利用其它生物体培育出人类所需要的生物制品,用于医药、食品等领域。

同传统杂交育种目标一致,转基因育种目标也是改良作物性状,培养出具有高产、优质、高抗等优良性状的作物品种。传统杂交育种其实也是一种广义的转基因,以现代分子生物学为基础的转基因,直接干预基因本身,不再被动地等待基因无序的转变,同时突破了传统杂交育种中优异基因或变异在物种间转移的限制,其效率更高,结果更可控。

实际上亿万年来生物界一直在进行“转基因”,地球生命从简单原始的单细胞生物到现在的物种丰富多彩的生物圈,一直不断地进化发展着,物种的进化历程本身就是个基因的不断转变过程。例如,细菌可以通过多种途径进行种内外细胞间“转基因”,如接合、转化、转导和细胞融合。虽然“转基因”的几率较低,但在进化历程中发挥着重要的促进作用。

动植物物种内、物种之间也经常发生基因流动,某一种植物可以通过基因流动从另一种群甚至另一物种中获得原来不拥有的基因,这种自然界的“转基因”在生物进化史上导致了新物种的出现。例如,在自然界中有一种叫根瘤农杆菌的微生物,能将细菌基因转入高等植物中,从而打破了物种生殖隔离。根瘤农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,将细菌一些基因插入到植物基因组中,诱导产生植物产生冠瘿瘤或发状根。科学家向根瘤农杆菌学习,终于学会了将一物种基因转入另一物种的方法,这就是现在农杆菌介导法的转基因技术,也就是藉用了根瘤农杆菌自身的转移基因的能力。

2转基因与食品安全


有人认为,天然的食品是安全的,而转基因食品来自人工改造过的作物,是不安全的。需要解释的是,水稻、小麦、玉米等主要农作物,都经过了近万年的进化、人为选择和“改造”,修饰、丢失或插入而改变的基因数以千计,也是在不断地发生着“转基因”。

一方面,自然的不一定都是安全的。自然界中的大多数植物为了抵御那些危害它们的动物都不同程度地产生毒素,作为在进化过程中形成的一种防卫机制。例如野生马铃薯产生的龙葵碱是一种对人畜高度有毒的物质。野生木薯带有对人致命的氰化物,甚至大豆也产生引起人胃痉挛的物质。

安全性有时候也只是相对的,对于一部分人群安全的食品,对另一部分人不一定安全,如虾、蟹等海鲜食品是大多数人的美味佳肴,但对少数人则产生过敏反应。而转基因恰恰可以除去这些危害,育种学家可以依靠现在转基因技术,将一些作物内对人有毒物质的控制基因敲除,从而改良作物性状。

联合国粮农组织在2004年的《粮食及农业状况2003-2004:农业生物技术》报告中就指出“迄今为止,在世界各地尚未发现可验证的、因食用由转基因作物加工的食品而导致的有毒或有损营养的情况。数以百万计的人食用了由转基因作物加工得来的食品-主要是玉米、大豆和油菜籽,但未发现任何不利影响。”2005年,世界卫生组织(WHO)在发布的一份关于转基因食品的报告中也指出“迄今为止,转基因食品的消费尚未产生任何已知的负面健康影响”,但是同时也认为应该“必须继续进行安全评估”。

另一方面,转基因作物根据导入的特定基因,相对于传统作物,具有抗病毒、抗虫害、抗寒、抗旱、抗除草剂、增加营养等特性。转入了Bt蛋白的作物(玉米、水稻)可以大量减少农药的用量,降低农产品的农药残留;转入了抗草甘膦基因的作物(大豆、菜籽)可以便捷的除草,提高工作效率,减少人工成本。国内经常见到的转基因大豆和转基因菜籽都是转入抗草甘膦基因的作物。黄金水稻转入了能多产生胡萝卜素的基因,能够在大米中含有大量的胡萝卜素,有助于减少那些贫困地区人民因缺乏维生素A摄入引起的各种疾病。美国杜邦公司正在研发高油酸转基因大豆。这个品种的大豆油油酸含量能达到60%以上。

此外,转基因作物的商业化必须有详尽的食用安全性评价,主要指食品和药品的安全性评价,要求对所转入基因认真研究确认对人畜无毒,不形成过敏源。由于对转入基因的安全评估比初期更加严厉,所以目前的转基因食品都经过了科学家无数次人体模拟实验,严格苛刻的安全检验,再出现转基因对人体的毒害事件的可能性基本不存在。

3转基因与生态安全

有人认为转基因技术打破了自然界中原先仅限于种内或近缘种间的基因重组和交流,担忧转基因生物在自然界中释放将污染自然基因库,打破原有的生态平衡。其实,这种担心也被盲目夸大了。世界很多国家都制定了对转基因生物的管理法规,负责对其安全性进行评价和监控。

目前对转基因生物安全性评价主要集中在两个方面:环境安全性和食用安全性。2013年4月,美国FDA最近发布了一种转基因三文鱼的环评报告,结论是其养殖对生态环境产生影响的可能性基本不存在。加上在2010年就发布了食用安全性的评估结果,转基因三文鱼可能成为第一种商业化运作的转基因食用动物。环境安全性评价的核心问题是转基因生物释放到自然界后,是否会将所转基因再转移到其它生物中,会不会破坏生态环境,打破原有生物种群的动态平衡。转基因作物要将所转基因再转移给其它物种的可能性有三个方面:演变成农田杂草、基因漂流到近缘野生种、影响自然生物类群。

从目前转基因植物的田间试验结果来看,转基因植物的生存竞争力并未明显增加,所以也就不会演化成农田杂草。基因漂流到近缘野生种,通过自然杂交将自身的基因转入野生种的几率也很低。自然界物种为了保持自身的稳定性,对遗传物质的改变是有严格控制的,基因漂流仅限于亲缘关系极近的物种之间,基因流动到远缘物种的可能性在亿万年间的进化历程是存在的,但是概率极低,即使基因漂流到野生种,如果不改变它的生存竞争力,对环境也不会构成威胁。

传统农药杀虫与转基因杀虫都有效地抵抗了农业害虫的侵害,大大提高了粮食产量。传统农药的大规模施用也产生巨大危害,环境污染、农药残留,最终危害了人自身的健康,也使得农业害虫抗药性大大提高,产生了对农药高抗的害虫,这也是农药在长期对害虫自然选择的结果。然而,通过转基因技术导入可杀死害虫但对人无害的基因,在所有作物体内都会产生足够杀虫的蛋白质,虫子吃了会立即死掉,没有繁衍后代的机会。所以,相比于常规农药杀虫,转基因作物只能说远远更为安全。而且在转基因作物推广时,一般要求种植一定比例的非转基因作物,以进一步减少害虫抗药性产生的可能性,以防万一。

4转基因与“专利陷阱”

有人认为我国转基因作物涉及多项国外专利,如果商品化,将落入外国的“专利陷阱”,进而威胁粮食主权和安全,所以,有人就高举爱国主义摇旗呐喊,抵制转基因。转基因技术的确最早在美国出现并申请专利,美国是世界上转基因技术最发达的国家,但随着我国生物技术育种水平的不断提升,已经在许多领域迎头赶上。例如,在水稻方面,中国不仅在杂交技术,在转基因技术也走在世界前列。经过我国生物科学家多年的努力,一些功能基因、转基因方法已在我国申请了专利保护。目前国内两个转基因水稻专利完全归属于我国,不存在中国失去专利“控制权”的问题。

棉花领域也是个成功的案例,2004年前,美国孟山都的转基因抗虫棉占据了中国市场90%以上。但由于中国农科院生物技术研究所等机构的果断与努力,今天中国自己的转基因抗虫棉已覆盖国内95%以上的市场份额。此外,我国专利法规定的交叉许可、专利强制许可制度以及植物品种保护制度、农民留种豁免制度、以及种子法规定的品种审定推广制度等为我国作物品种的推广和产业化划定了安全线和保护区。我们相信随着科学技术不断进步,研究成果不断涌现,国际影响越来越大,我国的转基因也会有自己的优势。

综上所述,转基因是农作物新品种培育技术进步的必然结果,转基因技术是绿色农业成功的保证,转基因是提高中国农业竞争力的必需。如果我们放弃转基因,其短视行为与闭关锁国无异,其结果是丧失掉中国在这一朝阳领域的所有优势,是自残的表现。

近年中国粮食虽然连年增产,但是,人口、资源、生态问题突出,粮食安全面临许多挑战。而要从根本上解决中国粮食安全问题,必须依靠科学创新,虽然我国杂交水稻技术研究取得了重大突破,大幅度提高了水稻产量。然而,如果不加快发展农业生物技术,杂交水稻的优势会在5-10年内丧失,今后利用生物技术开展农作物育种是农业科技的发展方向和必然趋势,转基因技术是分子技术中的一类,因此必须加强转基因技术的研究和应用,没有技术就没有地位。对待转基因产品,科学慎重的态度并不是拒绝的态度。转基因是现在农业的明天,是推动粮食增产、品质提高的不二选择。虽然转基因在发展过程可能会出现些许小问题,但不能抹杀其巨大的潜力。对待转基因,必须用发展眼光,解决发展中的所有问题,而不是盲目排斥,更不能“妖魔化”而耽误了发展机遇。

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来源:农财网种业宝典

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