大视野看转基因育种(下)

2013-09-06 | 作者: | 标签: 大视野看转基因育种


图harvesttotable.com

科学地看待转基因技术和转基因食品

科学技术发展史证明,科学技术大大地拓展了人类的生存空间,增强了人类改造和征服自然的手段和能力,丰富了人类的生活,提高了人类生活的质量,加快了人类社会的变革和文明进步,充分显示了其造福于人类的一面。与此同时,科学和技术对自然和人类社会可能存在潜在的危害。

像人类已经广泛利用的核能技术、信息技术、电力技术、汽车技术、集约化农业技术一样,转基因技术也是一把双刃剑。转基因技术是生命科学具有里程碑式重大突破,必将给医学、农业、环境带来新的生物产业革命,并将开启人类生物经济时代。如果转基因技术没有得到正确地应用,它也有可能给自然和人类带来意想不到的负面影响。现在社会民众对转基因技术、转基因产品存在一些误解,不少人对转基因产品的安全性不放心,对转基因技术的发展和应用存在忧虑,是可以理解的。但有些人别有用心,不顾科学事实一味地反对转基因技术,甚至将转基因技术和转基因食品妖魔化,是不可接受的。对待科学的问题,我们应该采用科学观点、科学试验和科学事实来客观分析、理性思考和正确对待。下列的一些观点将有助于民众更好地理解转基因技术的本质,减少对转基因技术和转基因食品的误解。

地球上生物同根同源,人是众多物种中的一员

尽管地球存在已发现和未发现的在形态、大小、生物学特征上各异的千万种生物,但考古学、地质学、生命科学、化学等自然学科大量的证据支持地球上的生命有着共同的起源,并通过35亿年漫长的进化过程逐步形成今天地球多姿多彩、生机勃勃的生命世界。人类虽然拥有高贵的血统,但是仍然摆脱不了自己身体结构里不可磨灭的来自低等生物的印记。人类和其他生物的生命活动的分子基础是一样的,人类DNA的结构、蛋白质的密码子与其他所有生命形式完全相同。

近十年,大规模基因组测序发现,不同物种基因组的相似性远比我们原来预计的要高得多,在动物、植物、微生物的基因组间存在大量的同源基因。也就是说,我们平常所说的动物、植物、微生物是指生物的整体而言,在基因水平上看,很多基因都不是动物或植物所特有的。例如,人类的基因和黑猩猩相似度高达98.77%,与猕猴的基因相似度约为93%,与小鼠的基因相似度超过80%。人类执行生物功能的蛋白质有61%与果蝇同源,43%与线虫同源,46%与酵母同源。人类所特有的基因非常少,绝大多数的基因在其他生物中能找到同源基因。

自然界存在广泛的物种间基因转移现象


分子生物学及基因工程的发展揭示出生命本质的高度一致性。这种高度一致性使基因在不同生物体之间转移和表达成为可能,使得来自两种生命形态的基因可以融为一体。事实上,在自然界原核生物、低等单细胞真核生物之间,甚至高等生物之间存在广泛的遗传物质的水平转移和交换。

与遗传物质的DNA只在同一个物种内的竖向转递不同,基因的水平转移是指特定基因或其片段的DNA序列以某种未知的方式从一个物种转移到另一个物种。如大肠杆菌与枯草杆菌之间存在高频率基因水平转移。单细胞真核生物硅藻与细菌之间存在双向基因转移,硅藻从细菌获得了数百个基因,而且基因转移在硅藻演化中似乎是普遍存在的,产生了基因的非正规组合。通过全基因组分析、分子杂交、近旁序列变异分析等证实狗尾草属的谷子与水稻存在MULE转座子水平转移。

不同类群基因组比较研究显示,从其他生物获取基因是基因组进化和形成新基因重要途径之一,基因转移事件在古老的地球生物之间就发生过,并延续到今天。

转基因事件自然界早就存在,并不是人类发明的新鲜玩意儿


农杆菌是天然的植物基因工程大师,它是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌,能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位,并诱导产生冠瘿瘤或发状根。

根癌农杆菌和发根农杆菌的细胞中有一段T-DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T-DNA转入到植物细胞中,并插入到植物基因组中。农杆菌这一天然的植物遗传转化系统早已存在自然界中,人类在弄清楚生物的遗传物质DNA分子,开发DNA操作技术,认清天然DNA分子转移系统后,再创建了基因工程技术。

早期,科学家只能利用农杆菌对一些双子叶植物进行基因转移,经过不断对农杆菌的质粒进行改造,现在已经能够利用农杆菌对越来越多的双子叶植物和许多单子叶植物(包括水稻、玉米、小麦等粮食作物)进行基因转化。可以说,自然界是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉,转基因技术的发明也不例外。现在的转基因技术是模仿大自然天然转基因而产生的,转基因事件不是从无到有的新鲜事物,人类只是更有目标、更多选择、更高效率、更大规模地利用转基因技术进行生命科学基础研究和生物技术产品开发,造福于人类。

转基因生物的生态安全性是可控的

民众关切转基因生物是否对生态环境产生大规模的负面影响?最近,英国雷丁大学科学家A.M. Mannion和萨里大学的Stephen Morse发表了一篇综述,总结了15年来转基因作物对农艺性状和环境的影响。他们分析了有关转基因作物公开发表的文章,发现转基因作物的商业化给发展中国家和发达国家都带来了积极影响,呈现多种正效应。在农艺性状方面,转基因作物改善了病虫害抗性和杂草控制,产量得以提高;由于“光环”效应、抗虫作物给邻近的传统作物带来了好处。对生态环境的负面影响并未大规模发生,由于减少了杀虫剂的用量,减少了非靶性生物的伤害,生态环境中保存更多有益生物;使用转基因作物还可以减少能量输入, 是低碳投入;杀虫剂的减少还降低了对农民健康的危害。

转基因食品是安全的

转基因食品是否安全? 这是人们另一个主要担心问题。根据经济合作与发展组织(OECD)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)等国际组织推荐的转基因食品安全评估原则,大量的研究者在对转基因食品的安全性进行研究后证实,经过检测的转基因食品是安全可靠的,对消费者和环境而言,都是无害的,甚至转基因食品可以让许多传统自然食品更安全更健康,人们对其防范有些过头了。况且,1996年美国允许第一例转基因食品在超市出售以来,在过去的15年中,数亿人吃了3万亿份转基因食物,但没有一例被明确证实是有害的,吃转基因食物有害的几率比你被小行星砸到的概率还低。

围绕转基因技术利弊的争论无疑还将继续下去,世界上绝大多数科学家都对转基因技术持积极态度,认为利用这项技术定向改造生物,可以大大加速优良生物的筛选和培育过程;跨越物种间的屏障进行基因转移,大大地扩展了可利用的基因资源。转基因技术作为新的绿色革命的利器将造福于人类,并发挥不可替代的作用。英国著名科普作家、环保人士马克•林纳斯(Mark Lynas),原本是反转基因运动标志性人物,他于2013年1月3日在牛津农业会议上发表了演讲,公开承认自己态度发生了转变,为自己一直以来妖魔化转基因的做法道歉。他在意识到转基因作物安全性的同时,认为该技术可以帮助解决全球日益增长的人口粮食需求。他认为是自己回归了科学的证据与理性,才做出了这样的选择,反对转基因就是反对科学。

(作者为武汉大学生命科学学院杂交水稻国家重点实验室李阳生、朱英国,原标题《转基因技术——新的绿色革命的利器》,植物生理学报,2013)

来源:

相关文章