浅谈转基因

　　一、转基因的概念和发展概况

　　转基因是指利用分子生物学手段，将人工分离和修饰过的某些生物的基因转移到其他物种，以改造该物种的遗传特性[1]。换言之，就是将一种生物的遗传物质片段取出来，再放入另一种生物中去，使后一种生物具备新的性状[2]，令其表现出优于原来性状的一项技术。

　　第一个转基因生物——转基因烟草于1983年问世以后，转基因技术得到了很大的发展。1983年4月，美国威斯康星大学研究小组把来自法国的菜豆蛋白基因成功转入向日葵中。1986年，美国环保署首次批准了将转基因作物释放到环境中的提案，这标志着转基因植物从实验室研究开始进入田间试验。1994年，首次商品化的转基因作物——延熟保鲜转基因西红柿被推向市场。转基因技术研究及应用的发展日渐成熟，截至1997年底，全球转基因植物的田间试验已经高达25 000例。并且，已有51种转基因植物产品被正式投入商品化生产[3]。

　　全球转基因植物种植面积的增长非常迅猛。资料统计：1996年全球转基因作物面积仅170万公顷，1997年就增长到1 100万公顷，2000年约为4 420万公顷[4]；2006年全球转基因作物种植面积首次突破1亿公顷[5]，2007年为1.14亿公顷，2008年为1.25亿公顷[6]；2009年达到1.34亿公顷，与1996年相比，转基因作物种植面积增长了79倍[7]。

　　由于转基因技术带来的经济效益，全世界种植转基因作物的国家也在逐年递增。1996年，全世界只有6个国家种植转基因作物，2003年上升为18个国家；2009年，已有25个国家开始进行转基因作物种植，其中包括15个发展中国家和10个工业化国家，美国是最大的转基因作物种植国[7]。

　　2008年，中国转基因作物种植面积为世界第六位，棉花、西红柿、杨树、矮牵牛、抗病毒木瓜和甜椒6种作物已商品化种植。2009年11月，中国为转基因抗虫水稻和转植酸酶基因玉米颁发了生物安全证书，这是具有里程碑意义的决策，推动了未来更多转基因作物的种植与推广。

　　二、转基因的优势

　　现在，转基因技术已逐渐应用于农业生产、食品和医疗卫生、能源开发等领域，也取得了相应的成果。研究表明，利用转基因技术进行农业生产可以有效降低生产成本，同时，由于抗除草剂、抗病、抗虫以及耐寒、耐旱、耐盐等基因的转入，转基因作物无论从生长势、竞争力以及产量、品质等方面都明显优于非转基因作物，很大程度地提高了生产效率。目前，全球很多国家，尤其是很多发展中国家正处于人口迅速增长、粮食供应短缺的困境下。很多专家认为，利用转基因技术进行农业生产可以帮助解决这些问题。

　　现在，人们餐桌上已经出现了很多转基因食品，很多都具有优良的营养保健作用。如加拿大科学家成功培育出来的转基因油菜，含有大量的高不饱和脂肪酸，用它提炼出来的植物油能有效防止心血管疾病，营养又健康。

　　在医疗卫生领域，可以应用转基因技术，以植物为“生物反应器”，制备生产大量蛋白、酶等有益生物代谢产物，为医疗业提供大量的药物来源。例如，很多有用的动物蛋白都是由烟叶作为“生物反应器”生产出来的；马铃薯、香蕉和胡萝卜作为“生物反应器”培育出来的抗乙型肝炎病毒疫苗对医疗事业做出很大贡献[1]。

　　当今世界正面临煤炭、石油等矿物资源逐渐枯竭的危险，世界能源危机问题迫在眉睫。生物能源作为新型可再生能源，其开发和利用应该被人们予以重视。以农作物为原料生产乙醇、生物柴油等生物燃料有着光明的发展前景，以能源植物为主的生物质能将是人类未来的理想选择[8]。

　　三、可能存在的危害

　　在转基因技术发展的同时，全世界在转基因作物安全问题上也开始了激烈的争论。很多持反对意见的专家认为，转基因生物威胁到生物多样性，对人类赖以生存的生态环境产生严重影响。除此以外，很多人对转基因食品的安全性依然持非常怀疑的态度。欧洲一些国家的媒体甚至把转基因食品称之为“恶魔食品”[9]。目前关于转基因技术可能带来的风险主要在以下几个方面。

　　（一）对生态环境的影响

　　1.“超级杂草”的产生。1995年，加拿大首次商业化种植了通过基因工程改造的转基因油菜。但在种植后的几年里，其农田便出现了对多种除草剂具有耐抗性的野草化的油菜植株，即超级杂草。由于多种抗性转基因油菜在相邻地块的种植，导致出现了野草化油菜植株能对多种除草剂产生抗性。研究表明，各种转基因油菜的花粉，可以借助风、昆虫等进行相互传播，这样，经过多代的传播和种植，许多抗性基因很可能被同时转移到同一种油菜中，能抗多种除草剂的油菜就产生了[10]。加拿大的转基因油菜转变为杂草事件引起了世界各国的高度重视。与此相似，其他作物中转入的抗除草剂基因也能以花粉“漂移”到邻近杂草中，使杂草抗性增强，对其的防治工作将会变得更加困难。事实上，这种油菜在喷施另一种除草剂2，4-D后即被全部杀死。应当指出的是，“超级杂草”的说法并不科学，因为即使发现有抗多种除草剂的杂草，还是可以通过更换除草剂和其他除草措施得到有效控制。

　　2.影响生物多样性。对邻近杂草、近缘野生植物而言，一方面，抗除草剂转基因作物的大面积种植使得人们倾向于使用单一的除草剂，这大大地增加了对杂草的选择压。那些本身具有抗性基因的少数杂草群具有很大生长优势，逐渐取代原生型杂草成为优势种群，杂草种群因此发生了很大变化。此外，由于转基因作物的优良品质广受大众的青睐，种子公司肯定也会迎合大众的喜好，种质资源逐渐趋于单一化，野生品种资源逐渐丧失。另一方面，转基因作物很有可能通过花粉将抗性基因传播到近缘野生植物中，基因重组后改变种群结构[11]。但可喜的是，在一些转基因作物种植区，由于减少了农药使用，该地区的生物多样性增加了。

　　3.靶标害虫的抗性问题。抗虫转基因作物的长期大面积种植会对害虫种群结构的发展产生很大影响。抗虫基因在植物体内持续表达，害虫长时间地受到Bt蛋白的选择。在这种选择压下，大部分不适应的害虫被淘汰，少数抗性个体逐渐发展成优势种群，抗性品种的种植也失去了意义。目前已报道在美国、澳大利亚的田间出现了抗性小菜蛾。此外，害虫还能顺应环境的改变而改变自身的一些特性，如取食范围等，增强自己的生存能力。抗虫基因作物的种植，迫使害虫扩大其寄主范围，取食其他作物[10，11]。这样一来，对于其他作物的害虫防治又将是一大难题。但这个问题可以通过变化抗虫基因、设立避难所等方法解决。

　　4.对非靶标生物的影响。关于转基因对非靶标生物的影响，有几个非常著名的实验。1998年，匈牙利裔蛋白质研究专家Pusztai在苏格兰Rowett研究所宣布，老鼠在食用了转雪花莲凝集素基因的马铃薯10天后，免疫功能明显下降，器官生长异常，体重也有所下降。这个实验结果引起了很多科学家的高度关注。然而，Pusztai的实验正确性遭到了很多质疑[12]。英国政府对此非常重视，委托皇家学会组织了同行评审，评审结果指出Pusztai的实验结论不成立，存在六方面的错误，即不能确定转基因和非转基因马铃薯的化学成分有差异；对食用转基因马铃薯的大鼠未补充蛋白质以防止饥饿；供试动物数量少，饲喂几种不同的食物，且都不是大鼠的标准食物，缺少统计学意义；实验设计不合理，未作双盲测定；统计方法不当；实验结果无一致性等。

　　1999年5月，由美国康奈尔大学研究小组报道的实验结果在Nature上发表。研究表明，在一种名叫马利筋的乳草上撒有转Bt基因的玉米花粉，让斑蝶幼虫取食这种植物叶片，4天后发现，幼虫死亡44%，而对照组则没有幼虫死亡。这个实验结果震惊了世界。然而，在那些反对转基因的研究者们认为已经找到很好证据证明他们观点的时候，这个实验却受到了很多的质疑。例如有人提出，实验中斑蝶取食转Bt基因花粉的量远远大于在自然界中的取食量。况且自然界中很多因素都会影响斑蝶的取食情况。至今，关于转基因作物对非靶标生物安全性问题的争议仍然十分激烈[13]。

　　（二）食品安全

　　转基因食品安全问题已成为当今讨论的热点话题。我国发放安全证书的过程是“经过严格的实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和申请生产应用安全证书等五个阶段的多年安全评价，依据国家农业转基因生物安全委员会评价结果做出的决定”[14]。

　　对于转基因食品安全问题，我们应该在众多争议中抱以客观、审慎的态度。转基因食品是人类解决饥饿的有效科技手段，还是人类的灾难？这个问题的解答需要更多的科学研究和安全风险评估。

　　四、展望

　　虽然转基因安全问题已经受到很多国际组织和政府的高度关注，但受科学技术和很多因素的影响。自1992年联合国环境发展大会签署了《生物多样性公约》以来，无论是国际上还是我国都颁布了很多关于转基因安全的管理法规，也采取了很多有效的策略。2002年我国农业部发布了《农业转基因生物安全评价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》以及《农业转基因生物标识管理办法》。2010年1月31日，中央1号文件《中共中央、国务院关于加大统筹城乡发展力度，进一步夯实农业农村发展基础的若干意见》发布，文件特别提到“要推进转基因新品种产业化”[15]。

　　对于转基因技术，在没有任何确凿以及足够多的证据证明它确实对人类和整个生态环境弊大于利之前，每个研究机构、个人都应该以平常心看待它。总之，转基因生物对生物多样性和食品安全虽然可能存在一些风险，但经过安全评价，已将风险降到最小、可控的程度，它能给人类带来福音。在植物保护，解决全球饥饿、能源危机以及农业的可持续发展方面都有着举足轻重的作用。在现代基因工程技术如此蓬勃发展的生物信息时代，人类需要客观、科学、理性地采取有效手段最大限度地减轻这些威胁，转基因生物技术才能更好地为人类服务，造福社会。

　　【参考文献】

　　[1]朱彦涛，徐虹，郭蔼光，等.植物转基因技术与当代社会发展.中国农学通报，2008，24（4）：509～522

　　[2]刘卫东.植物转基因技术及安全性研究进展.南京农专学报，2002，18（1）：6～12

　　[3]李仁，王锋，张晓俊，等.转基因作物与生物安全.福建农业学报，2000，15（增刊）：149～152

　　[4]Clive James.张银定，王琴芳译.2000年全球转基因作物商品化概述.生物技术通报，2001（3）

　　[5]Clive James著.孙国凤摘编.2006年转基因作物商业化的全球态势.生物技术通报，2007（2）

　　[6]Clive James（国际农业生物技术应用服务组织）.2008年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势——第一个十三年（1996—2008）.中国生物工程杂志，2009，29（2）：1～10

　　[7]Clive James（国际农业生物技术应用服务组织）.2009年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势——第一个十四年（1996—2009）.中国生物工程杂志，2010，30（2）：1222

　　[8]朱祯，刘翔.转基因作物——恶魔还是救星.农业生物技术学报，2000，8（1）：1～5

　　[9]陈英明，涂修亮，刘义得.转基因植物的生态影响.湖北大学学报（自然科学版），2002，24（3）：272～276

　　[10]刘娜，李葱葱，徐文静，等.转基因作物环境安全性研究进展.分子植物育种，2006，4（1）：9～14

　　[11]Ragauskas A J，Williams C K，Davison B H，et al.The path forward for biofuels and biomaterials.Science，2006，311：484～489

　　[12]贾士荣.转基因作物的安全性争论及其对策[J].生物技术通报，1999，15（6）：1～7

　　[13]Losey J E，Rayor L S，Carter M E.Transgenic pollen harms monarch larvae[J].Nature，1999，399：214

　　[14]

　　孔彦.转基因食品及其发展.甘肃联合大学学报（自然科学版），2007，21（3）：50～52[15]李颖.转基因大米：我们5年后的口粮.广州日报，2010，3，23