转基因植物——坦然面对、合理应用、科学发展

　　1983年，世界首例转基因植物在美国问世，标志着植物转基因时代的兴起。随之出现对转基因植物产品的两种声音，支持和反对。近年来，随着转基因产品的丰富，两种声音的交汇愈发频繁。结合多年来对生物学的理解，现将部分心得体会与大家分享。

　　一、什么是基因？

　　基因是携带生物信息、决定生物体性状的基本功能遗传单位。基因通常由3个基本元件组成，启动子在适合条件下启动基因表达，编码区经转录翻译形成基因产物，终止子确保基因有效终止。在高等和部分低等生物中，基因的基本组成单位都是脱氧核糖核苷酸；3个相邻核糖核苷酸构成一组遗传密码子，编译特定氨基酸或代表终止密码子。不同生物种类的基因总数各异，人类大约2.6万～4万个基因，水稻大约4万～6万个基因，模式植物拟南芥大约2.5万个基因。就功能而言，部分基因属于管家基因，是维持细胞基本生命的必需基因，表达相对稳定，如微管蛋白基因和核糖体蛋白基因等。有些基因则具有特定的时间和空间表达模式，决定细胞特异性状。从进化角度，不同物种间的同源基因可以追溯到共同祖先。因此，基因作为遗传信息的共同载体，并非深不可测。

　　二、社会发展造就了转基因时代

　　直到上世纪30年代，人们对遗传的认识还仅停留在“种豆得豆、种瓜得瓜”的朴素境界。自上世纪40年代起，人们开始研究性状的控制基础。1944年，美国科学家艾弗里和他的同事一起证实了脱氧核糖核苷酸（DNA）是遗传物质。1953年，沃森—克里克提出DNA双螺旋模型，由此开创了生命科学的新纪元。

　　通常情况下，高等植物的世代交替途经花粉双受精过程，实现雄雌配子的融合和子代种子的形成。随着人们对基因结构和功能的认识，基因工程操作逐渐成熟。在此基础上，利用超越常规授粉方式实现遗传物质整合、培育转基因植物应运而生。在自然界中，根瘤农杆菌可以将其Ti质粒上的T-DNA转移并整合到寄主植物中，该原理被广泛用于转基因植物的创建。此外，许多直接转化方法也被广泛用于转基因操作。1993年，美国上市了第一例转基因晚熟西红柿；1996年，首例转基因作物——抗除草剂大豆在美国商业化生产。自此，全球转基因植物产品蓬勃发展。到目前为止，转基因食品遍及世界各地，其中，发达国家的转基因产品占世界总量的85％，主要集中在美国和加拿大。

　　2010年，全球有29个国家批准了转基因作物种植，面积达1.48亿公顷，占全世界15亿公顷农田的10%。目前主要的转基因作物有：大豆（占全球转基因作物种植面积的50%）、玉米（31%）、棉花（14%）和油菜（5%）等。耐除草剂仍是主要转基因性状，占全球转基因作物面积的61%。近年来，复合性状转基因作物（如抗虫、耐除草剂以及抗旱等）的培育已成为发展趋势，种植面积逐年增大。

　　转基因作物在降低生产成本、提高单位生产力方面发挥着重要作用。1996—2009年，全球转基因作物的种植节减39.3万吨杀虫剂，累计收益650亿美元。2010年全球转基因作物种子的市场价值约112亿美元，而商业转基因玉米、大豆以及棉花产品的价值高达1 500亿美元。因此，研发转基因产品、抢占科技制高点、增强国际竞争力，逐渐成为国际社会引领未来发展的战略决策。

　　三、转基因产品安全吗？

　　近年来，转基因产品引起了广泛的社会争议。在日常生活中，我们经常遇到“转基因产品安全吗”一类的问题。这既是我国民众关心的问题，也同样困惑着其他国家的大多数人群。

　　人们最为担心的是转基因食品具有潜在毒性、引起过敏反应、导致营养失调等。然而，自第一例转基因产品上市以来，世界范围内数亿人食用各种转基因食品，迄今尚无确凿证据证实转基因食品对人体有害。其实，植物个体和人体一样“聪明”，如果转基因的异位表达具有不良的作用，转基因植物在细胞水平和植株整体水平同样会表现异常，然而这在所释放的转基因植物中未曾出现。从食用者角度出发，人类的消化系统将食物分解成可吸收的小分子。食物核酸在小肠内核酸酶、二酯酶和核苷酶的作用下，分解成核苷酸、核苷磷酸、核糖、碱基，或参与代谢途径，或降解排出体外。食物蛋白则在蛋白酶作用下水解成2～3个氨基酸残基组成的小肽或氨基酸，被人体吸收再利用。可见，人们对转基因食品安全性的担心在某种程度上是出于心理负重。尽管如此，增强对转基因产品的安全测试对其健康发展意义重大。

　　此外，部分专业人士也担心转基因植物的应用会对生态环境产生破坏作用。近年来，世界范围内大规模种植表达杀虫剂的转基因植物用以抵抗农业害虫。然而，人们对种植抗虫转基因植物对生态环境可能产生的潜在影响并无一致定论，而且已经开展了技术研究和监测监控，不太可能出现有的人担心的问题。

　　四、我国转基因发展趋势及生物安全现状

　　我国是一个人口大国，全面建设小康社会、确保粮食安全是我国面临的艰巨任务。加强转基因研究和应用、发展优势产业、增强国际竞争力，对于构筑小康社会和确保国家粮食安全意义重大。2006年，国务院《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》确定了转基因生物新品种培育等重大专项，为我国未来15年科技发展的重中之重。2010年，中央1号文件指出：“继续实施转基因生物新品种培育科技重大专项，抓紧开发具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因和生物新品种，在科学评估、依法管理基础上，推进转基因新品种产业化”。转基因生物新品种培育重大专项是依据世界科技发展趋势、着眼于我国国情和农业发展需要的必然选择。

　　农业转基因生物安全，是指防范农业转基因生物对人体健康、植物、动物、微生物和生态环境构成的危险或者潜在风险。经过多年的努力，我国在转基因安全方面已经建成完善的体系。

　　（一）组建了成熟的管理体系

　　国务院实行农业转基因生物安全管理部际联席会议制度，由农业、科技、环保、卫生、商务、质检、食品、药品等部门负责人组成，研究协调农业转基因生物安全管理工作中的重大问题以及转基因生物的商业化生产、标识管理和进出口政策。国家设立农业部农业转基因生物安全管理领导小组和管理办公室。各省、自治区和直辖市设立专门的农业转基因生物安全管理机构。

　　（二）建立了强大的行业技术支撑

　　2002年，我国成立了第一届国家农业转基因生物安全委员会（安委会），委员囊括了全国从事农业转基因生物研究、生产、加工、检验检疫、卫生、环境保护等方面的专家，负责农业转基因生物的安全评价工作。2004年，国家成立了全国农业转基因生物安全管理标准化技术委员会（转基因标委会）。转基因标委会制定转基因生物安全的标准化体系，开展转基因生物及其产品相关的行业标准修订和标准技术复核、宣讲、咨询、调查分析工作。截至2009年底，农业部发布了62项转基因生物安全技术标准。

　　（三）发布了全面的行业规章制度

　　建成了适合我国国情并与国际接轨的法规条例和技术规程，依法管理取得显著成效。1993年，原国家科学技术委员会颁布了《基因工程安全管理办法》，为我国转基因生物安全管理提供了基本框架。1996年，农业部发布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》。2001年，国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》（简称《条例》），对在中国境内从事农业转基因生物研究、试验、生产、加工、经营和进出口等活动进行全过程安全管理。农业部先后配发了《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》、《农业转基因生物标识管理办法》、《农业转基因生物加工审批办法》。国家质量监督检验检疫总局也配发了《转基因产品进出境检验检疫管理办法》。《条例》及配套规章共同构成了我国转基因生物安全管理的法规体系。

　　（四）设置了转基因评估检测机构

　　全国已经建设了一批安检测试机构，其中37个已通过国家计量认证和农业部审查认可。这些机构主要开展农业转基因生物安全评价和应急预警，农业转基因生物安全管理科普宣传、公众交流和技术标准、管理规范研制，农业转基因生物产品成分、食用安全、环境安全检测鉴定和监测监控，农业转基因生物安全评价与检测鉴定技术交流和国际合作等工作，为《条例》及其配套规章实施提供技术支撑和咨询服务。

　　（五）强化了监管和督查力度

　　各级政府有关部门本着对广大民众高度负责任的态度，不断健全管理规章，切实加强田间试验、品种审定、种子生产经营和产品标识等环节的行政执法监管，确保产品有标识、能溯源、可控制，切实保障广大人民群众的知情权和选择权，保障转基因生物产业健康持续发展。

　　五、合理开发利用转基因产品

　　为更合理的开发和利用转基因植物，我国已经从以下多方面作出了部署。

　　（一）规范转基因植物产品的释放、种植和投放

　　我国颁布的《农业转基因生物安全管理条例》和《农业转基因生物标识管理办法》对农业转基因产品有着严格规范。结合国际和国内转基因产品的发展，我国还将修改、补充和完善现有规范条例，做到有法可依，执法必严，违法必究。同时，加强对规范条例的监督实施，确保转基因产业的健康发展。

　　（二）提高转基因植物产品的亲和力

　　在转基因操作中，大家习惯利用微生物来源的抗生素抗性筛选基因等。大众担心食用携带抗生素抗性基因的食品会导致对抗生素的获得抗性。为消除大众的恐惧心理，需要开发容易为大众接受的筛选标记。相关基因元件，包括启动子和终止子，也需要从受体植物自身开发。另外，转基因产品不得携带除目的基因表达元件之外的其他载体序列。从生物多样性出发，设置转基因植物和未转基因植物保护地。在发挥转基因产品优势的同时，有效保护我国野生和现有生态资源。

　　（三）加强过程管理，实现前期指导、中期督导、后期跟踪

　　前期指导是目前较为容易忽略的重要环节。在转基因设计阶段，根据基因特点和应用重点，考虑其布局的多样性，合理安排基因表达、积累模式。比如说，抗除草剂的基因可以在叶片和茎秆特异表达，避免在果实中的积累。过程监管同样重要，2011年，农业部、环境保护部、科学技术部和卫生部组成转基因生物安全联合调查组对山西、黑龙江、吉林、山东、广东等多个省份的转基因生物安全展开调查，及时发现和解决问题。

　　（四）扩大转基因知识宣传

　　转基因技术正在引领全球农业科技革命。然而，我国广大民众对转基因不了解，有时会产生恐惧心理。通过科普教育，消除心理障碍，同时提高我国大众对转基因生物及其产品的认知水平。大力开展法规培训和科普宣传，努力提高研发者、经营者和管理者的安全意识和管理水平。

　　面对机遇和挑战，从事生命科学研究的人员有义务和责任投入国家转基因生物新品种培育进程，尽职尽责维护转基因生物安全，加速转基因生物技术研究与应用的健康发展。随着人们对基因功能的深入了解，转基因植物操作将逐步实现目标精确、设计合理、种植规范和产品健康。