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转基因作物是安全的

日期:2013-05-16 08:23 作者:王宝祥 江玲 南京农业大学 来源:《百名专家谈转基因》
 
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  2009年,转基因抗虫水稻和高植酸酶玉米获农业部颁发的转基因生物安全证书。作为转基因农作物上市最为关键的一环,安全证书的颁发意味着该品种的生产性试验结束,并获得国家主管部门在生物安全方面的认可。已研发多年却很少为公众关注的转基因粮食终于吸引了人们的目光,并且导致争论的热潮。作为一位从事作物遗传育种的科研工作者,我想说转基因食品是安全的,国家应该加快这方面的投入和研究。

  作物是直接或间接为人类需要而栽培的植物。作物的产量、品质、抗性等性状均是由多个基因共同作用所控制的。那么什么是基因呢?基因是遗传的物质基础,是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称,是具有遗传效应的DNA分子片段。基因通过复制可以把遗传信息传递给下一代,使后代出现与亲代相似的性状。每一个物种的遗传基础都是一样的,都是由几万个基因所控制的。基因通过复制、表达、修复,完成生命繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程,实现对产量、品质、抗性等各种性状的控制。而转基因技术,就是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术(Transgene technology)。利用转基因技术可以改变动、植物性状,培育新品种。也可以利用其他生物体培育出人类所需要的生物制品,用于医药、食品等方面。

  转基因是人类驯化植物的一个新的阶段。人类今天种植的作物,没有一种是“自然”的,全都是人工改造过的。远古时代,人类在种植过程中,发现有的植株有人们想要的性状(比如产量比较高、味道比较好),于是其种子被保留下来,继续种下去。在下一代中,又选择“品质”最好的往下种,这样一代代地选择下去,就能得到“优良”品种。后来达尔文把这个过程称为“人工选择”。1719年,英国植物学家费尔柴尔德发明了一种创造作物新品种的方法——杂交育种,把作物的不同品种进行杂交,在其后代中选育具有优良品性的品种。1930年,植物学家发现使用秋水仙碱能够有效地克服远缘杂种不育的难题。之后又发明了细胞质融合技术,把来自两个物种的细胞融合在一起,从中培育出杂交后代。“二战”后,诱变育种获得了广泛应用。它通过使用化学诱变剂或辐射来诱发种子产生基因突变,从中筛选出具有优良性状的新品种。比起杂交育种,诱变育种直接改变生物体的遗传物质,创造出了新的基因。育种家在使用这些技术时,其实是相当盲目的,并不知道他们给植物新品种引入了什么基因。从遗传学诞生日起,人们就梦想着有一天能够直接而精确地改变生物体的基因。1980年,分子生物学家首次把外源DNA结合进了植物细胞中。这意味着人们很快就可以培育出转基因植物。3年后,第一种转基因植物(一种携带了抵抗抗生素基因的烟草)诞生了。1985年,能抗虫害、病害的转基因作物开始了田间试验。1996年,美国等开始大面积种植转基因抗除草剂大豆。因此,转基因作物的出现是人类认识自然的一个必然阶段,是科学技术进步的一个必然结果。

  有些人认为“转基因”是要转变人体的基因,担心吃了转基因食品会把自己的基因转掉了,担心对我们身体不利的基因跑进我们的体内。这种担心是没有科学依据的。所有生物的所有基因的化学成分都是一样的,都是由核酸(DNA分子)组成的。不管转的是什么基因,是从什么生物身上来的,它的化学成分也和别的基因没有什么两样,都是由核酸组成的。这个基因同样要被消化、降解成小分子,才能被人体细胞吸收。所以,这个外源基因是不会被人体细胞直接吸收、利用的。

  有些人认为,那些转基因抗虫作物对害虫有极大的抑制作用,那么也可能对人类不利。实际上,转基因抗虫作物是转入了源自苏云金芽孢杆菌(拉丁学名Bacillus thuringiensis,简称Bt)的一个基因。苏云金芽孢杆菌在它的芽孢中会分泌一种称为“内毒素”的蛋白质晶体。害虫吃了苏云金芽孢杆菌的芽孢后,内毒素晶体在昆虫的肠道中溶解,并经过昆虫肠道中的蛋白酶加工,被激活变成了有毒性的蛋白毒素,与肠道细胞表面上的受体结合,造成昆虫肠道穿孔。很早以前,这种生物毒素就用作生物农药。转基因技术是把编码内毒素的基因克隆出来,并转入作物细胞中,培养出来的转基因作物能分泌内毒素,害虫吃了转基因作物的叶子后,也吃进了内毒素,将会被毒死。而人类肠道细胞结构和害虫的完全不同,由于人体内没有毒蛋白的结合位点,因此,这种内毒素对哺乳动物是无害的。

  转基因作物往往是过量地制造某种外源的蛋白质,即使无毒的话,是否能导致食用者过敏?研究人员在研究转基因作物时,已充分考虑到这个问题。如果一种蛋白质不会导致过敏,那么制造它的转基因作物也不会导致过敏。过敏症患者90%以上是对牛奶、干果、蛋类、海产品、小麦或豆类过敏,因此来自这些过敏源的基因几乎不会被采用。考察转基因作物产生的新蛋白质是否具有过敏性,需要在实验研究早期将其氨基酸序列与已知的500多种过敏源做比较,如果具有一定的相似性,相关的转基因研发一般都会被终止。大部分的过敏源都难以消化,因此,还要检测转基因产生的新的蛋白质是否能够被消化,如果不能,该转基因生物也不能供食用。在经过了严格的检测、评价和监管之后,含有过敏源的转基因食物能够上市的可能性几乎为零。

  另外,反对者还认为,转基因会造成基因污染,引起生物安全上的问题。自有农业生产以来,人类就开始了对农作物品种的选择。最初的选择是利用自然突变和天然杂交所产生的优良后代,随后开始了有意识的杂交选育过程。无论天然杂交还是人工杂交,都是一个生物个体的全基因组与另一个体的全基因组融合并在后代中发生重组的过程,因而都是广义的转基因的过程。传统方法尽管已培育出大量的好的品种,但工作量巨大,且由于基因重组、基因突变的随机性、不确定性,选择效率较低。而转基因动、植物则是移植人工设计和装配的有某些特定性状的基因,它们能在相对短得多的时间内获得预期的目标性状。如转基因植物,可获得高产、优质、抗旱、抗盐碱、抗病虫害、抗倒伏、抗除草剂、固氮、延熟保鲜等新特性。这些新特性的突变和基因交换在自然状态下是非常缓慢发生的,从生物安全性这一角度分析,转基因动、植物与传统嫁接植物、杂交动物相比,人为加快了基因选择和转移的过程,没有本质不同。