论转基因作物的利与弊

2014-02-11张可嘉

天津科技 2014年1期

张可嘉

(南开大学生命科学学院天津 300071)

在转基因技术蓬勃发展的今天，我们的生活已被大量的转基因作物所包围。转基因技术作为一门新兴生物科技，为人类的生产生活带来了福音。然而，随着认识的不断加深，我们逐渐对于转基因食物的安全性产生了质疑。本文着重讨论现在人们广泛关注的转基因作物的利与弊。

1 异军突起的转基因作物

转基因作物是指基因组中含有外源基因的植物。通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得，改变植物的某些遗传特性，培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等作物新品种。而且可用转基因植物或离体培养的细胞，来生产外源基因的表达产物，如人的生长素、胰岛素、干扰素、白介素 2、表皮生长因子、乙型肝炎疫苗等，基因已在转基因植物中得到表达。转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期或花期等提高其经济价值或观赏价值；作为某些蛋白质和次生代谢产物的生物反应器，进行大规模生产；研究基因在植物个体发育中以及正常生理代谢过程中的功能。

转基因作物发展很快，正值我国对其应否发展、担心其潜在风险之际，它以前所未有的速度改变着我们的生活。世界上第一种基因移植作物是一种含有抗生素药类抗体的烟草，于 1983年培植出来。10年以后，第一种市场化的基因食物在美国出现，那是一种可以延迟成熟的西红柿。

国家农业转基因生物安全委员会委员、中国农科院植保所彭于发研究员介绍，全球的转基因作物在问世后的 7年中整整增加了 40倍，转基因生物以植物、动物和微生物为多，其中植物是最普遍的。从1983年研究成功后，转基因作物从1996年的170万公顷直接增长至2003年的 6,770万公顷，有 5大洲18个国家的 700万户农户种植，其中转基因大豆已占全部大豆种植的 55%，玉米占 11%，棉花占 21%，油菜占16%，这些作物的国际贸易出口额也在增加。

美国转基因植物的商业化速度进展很快，其推广应用走在其他国家的前列。1994年美国 Calgene公司研制的转基因延熟番茄首次进入商业化生产，到1998年底就有 30多例转基因植物被批准进行商业化生产。1999年全球转基因植物种植面积中，美国独占72%，达2,870万公顷；其次是阿根廷670万公顷；占 17%；加拿大 400万公顷，占 10%；中国名列第4位，1999年种植面积达 30万公顷，占 1%，其他国家的种植面积都小于1%。

种植的转基因植物种类主要有：大豆(占 54%)，玉米(占 28%)，棉花(占 9%)，Canola油菜(占 9%)，马铃薯、西葫芦和木瓜的比例都小于 1%。按转基因植物的性状划分，抗除草剂占 71%，如抗除草剂的大豆(54%)、Canola 油菜(9%)、玉米(4%)和棉花(4%)；抗虫转基因植物占 22%，主要是抗虫玉米(19%)和抗虫棉(3%)；抗虫兼抗除草剂占 7%，主要是抗虫兼抗除草剂的玉米(5%)和棉花(2%)；抗病毒和其他性状转基因植物的比例小于1%。

在我国“863”高新技术研究与发展计划及国家科技攻关计划的资助下，中国转基因植物的研究和开发取得了显著的进展，有些研究已经达到国际先进水平。据 1996年国际生物技术学会统计，中国投入研究和开发的转基因植物达 47种，涉及各类基因103种中有近20种转基因植物进入了田间试验或环境释放阶段。至 1999年，农业部批准可进行商业化生产的国内研制的转基因植物有 5种，它们分别是：抗虫棉花、改变花色的矮牵牛、延熟番茄、抗病毒的甜椒和番茄。

自 1996年首例转基因农作物产业化应用以来，全球转基因技术研究与产业应用快速发展。发达国家纷纷把发展转基因技术作为抢占未来科技制高点和增强农业国际竞争力的战略重点，发展中国家也积极跟进，并呈现以下发展态势：

1.1 品种培育速度加快

随着生命科学、基因组学、信息学等学科的发展，转基因技术研究日新月异，研究手段、装备水平不断提高，基因克隆技术突飞猛进，一些新基因、新性状和新产品不断涌现。品种培育呈代际特征，全球转基因生物新品种已从抗虫和抗除草剂等第一代产品，向改善营养品质和提高产量的第二代产品以及工业、医药和生物反应器等第三代产品转变，多基因聚合的复合性状正成为转基因技术研究与应用的重点。

1.2 产业化应用规模发展迅速

截至 2009年底，全球已有 25个国家批准了24种转基因作物的商业化应用。以转基因大豆、棉花、玉米、油菜为代表的转基因作物种植面积，由1996年的170万公顷发展到2009年的1.33亿公顷，14年间增长了79倍。

1.3 生态和经济效益十分显著

提高产量，减少除草剂、杀虫剂等农药使用量和节约大量劳力，带来巨大的经济效益和社会效益。1996—2007年，全球转基因作物的累计收益高达440亿美元，累计减少杀虫剂使用35.9万吨。2008年，全球转基因产品市场价值达到75亿美元。

世界转基因作物业已说服几乎所有的国家政府和世界组织支持这一正在激烈争议之中的生物技术。随着生物技术不断完善，数年后肯定会出现可以同时给农场主和消费者都带来巨大好处的新型转基因农作物品种。未来的转基因作物(例如“金米”)还可帮助人类解决蛋白质、维生素和铁缺乏问题。在诱人的实惠面前，世界消费者逐渐接受转基因作物己成为可能。

2 转基因作物的利与弊

转基因作物作为新科技产物给人类生活带来各种便利，加快了造福人类的脚步，生物技术赋予我们丰富多彩的生活。总的来说，转基因植物带给人们的现实利益和长远利益概括为以下6点：转基因作物可以使粮食增产，维持粮食价格稳定，解决发展中国家人民的饥饿问题；转基因作物可以减少农药的使用，从而减少农药对人口和环境的危害；转基因作物可以培育出抗盐碱抗旱作物，进而开拓粮食种植面积；可以借助转基因作物生产疫苗；减少环境污染，减少温室气体的排放和防止气候变化；突破物种界限，创造新型有益的作物。

当前对转基因作物、转基因食品的指责和担忧，其实是在某些极端组织的有意误导之下，加之普通公众对生物学知识的缺乏，而出现的社会恐慌。许多人担心吃了转基因食品会把自己的基因转掉，这种担心是很荒唐的。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。

正如美国食品药品管理局(FDA)的报告指出：“FDA没有发现也不相信，正在开发中的、用于作为食品和饲料的新作物品种一般会带来安全或管理问题。”欧盟委员会的报告也指出：转基因作物并未显示出给人体健康和环境带来任何新的风险；由于采用了更精确的技术和受到更严格的管理，它们可能甚至比常规作物和食品更安全。

戴维·H·弗里曼的《转基因的出路：加强安全监测》中写道：“转基因作物的种植不仅降低了全球的食物价格，还让农民更安全，因为转基因作物降低了杀虫剂的用量。转基因的种植使玉米、棉花和大豆的产量增加了 20%～30%，让一些原本会饿死的人活了下来。”他还认为，在不久的将来，转基因作物的优势会更明显。据联合国粮农组织统计：到2050年，全球的粮食产量必须增加 70%才能跟得上人口的增长。

转基因技术其转化方法大致有以下4种：一是农杆菌介导法；二是直接转入法；三是原生质体融合；四是花粉管通道法。在某些方面要比传统的育种方法更安全可靠。传统的育种技术无法控制某个基因在哪里和如何表达，同时改变了许多基因(对此我们往往一无所知)，难以检测产物对环境的影响，并且可能培育出有害健康的性状(对此我们可能一时无法觉察)。而转基因技术可以准确地控制基因的表达，只动了一个或少数几个我们已知其功能的基因，容易检测产物对环境的影响。

2005年4月29日，《科学》杂志发表中美科学家合作完成的论文《转基因抗虫水稻对中国水稻生产和农民健康的影响》指出，转基因抗虫水稻比非转基因水稻产量高出 6%，农药施用量减少 80%，节省了相当大的开支，同时还降低了农药对农民健康的不良影响。中国每年有大约 5万农民因为使用农药而中毒，其中大约有 500人死亡。当前已大规模种植的转基因作物主要是抗除草剂和抗虫害品种，它们能减少农药的使用，降低生产成本，增加产量，主要是对农民、环境有益，对消费者的好处还不是那么直接。新一代的转基因作物能改变食物的营养成分，将会让消费者更切身体会到其好处。就像普通公众当初由于从重组 DNA药物获益而迅速消除了对重组 DNA技术的恐慌一样，也许新一代转基因作物的出现，能让人们更普遍地接受转基因食品。

本着严谨的科学态度和科学精神，笔者认为，作为正处在发展阶段的科技产品，转基因作物还有其不成熟、不确定和不完善的地方，可能会从食用安全和环境安全等方面带来意想不到的危害。长期以来，关于转基因食品是否会威胁人类健康的争论一直不断。英国《独立报》披露了转基因食品巨头“孟山都”公司的一份长达 1,139页的秘密报告。报告显示，吃了转基因玉米的老鼠，血液和肾脏中会出现异常。血液变化和肾脏异常等健康问题在喂食非转基因食品的其他啮齿类动物中没有发生。“盖伊”医学协会分子遗传学专家迈克尔·安东尼博士称这些研究结果“从医学角度来讲非常令人担忧”。他还补充说：“他们在对那些老鼠研究中发现这么多显著不同之处，令我感到吃惊。”利物浦大学人体解剖学和细胞生物学高级讲师霍华德博士呼吁把这份研究报告完整地刊登出来，他说这份报告足以引起人们对转基因食品的关注。据悉，孟山都公司以“报告含有能够被竞争对手商业利用的机密商业信息”为由，拒绝透露其详情。

在2011年4月28日的第四届转基因生物安全国际论坛上，中科院植物研究所研究员蒋高明指出，现在转基因至少存在3方面的不确定：一是对生命结构改变后的连锁反应的不确定；二是对导致食物链潜在风险的不确定；三是污染、增殖、扩散及其清除途径的不确定。

最早商业化种植的几大类转基因作物已经威胁到生物多样性，这是越来越无法回避的事实。配合抗除草剂转基因作物喷洒的广谱除草剂，能够不加选择地消灭野生植物品种，它们对动物也有毒性。草铵膦导致哺乳动物的出生缺陷，还与非霍奇金淋巴瘤有关。含有 Bt-毒素(Bt毒蛋白)的转基因作物会杀死益虫，如蜜蜂和草蜻蛉。Bt玉米的花粉被发现对大斑蝶以及凤蝶的毒性达到致死水平。Bt-毒素能从转基因的 Bt作物的根部渗出，迅速与土壤颗粒结合，受保护而且不降解。由于毒素是以激活状态和非选择性方式存在，因此土壤中的靶标和非靶标物种都受到影响，然后毒素的作用可再进一步传导到地面作物。

用转基因生物制造的产品也存在危险。基因修饰过的牛生长激素，被注射到奶牛体内以提高牛奶产量，造成了奶牛不必要的疾病，提高了牛奶中 IGF-1(促生长因子-1)的浓度，IGF-1已知与人类乳腺癌和前列腺癌有关。

在转基因植物中，经过基因转换的 DNA是不稳定的。遗传修饰过的基因经常保持不活跃状态，还会发生部分或全部的转基因 DNA丢失，甚至保持到繁殖时期的转基因 DNA也会发生丢失，对生物体造成潜移默化的影响。

中国农科院植保所副研究员谢家建介绍，按照《中华人民共和国种子法》的要求，转基因作物还需要取得品种审定证书、生产许可证和经营许可证才能进入商业化种植。根据《主要农作物品种审定办法》，申请品种审定证书应当具备下列条件：人工选育或发现并经过改良；与现有品种有明显区别；遗传性状稳定；形态特征和生物学特性一致；具有符合《农业植物品种命名规定》的名称。生产许可证审批、经营许可证审批都需经企业注册所在地省级农业行政主管部门提出审查意见。“目前，转基因水稻和转基因玉米尚未完成种子法规定的审批，没有商业化种植。”谢家建表示，“我国已经进行商业化种植的转基因作物只有棉花和番木瓜。”我国批准进口用作加工原料的转基因作物且必须获得我国的安全证书的食品有大豆、玉米、油菜、棉花和甜菜。

3 实现转基因作物健康有序发展

转基因作物的强大发展态势和其与生俱来的利与弊的特性，带给人们强烈的震撼和巨大的争论。作为生物研究领域的一员，笔者认为，对于转基因作物，我们既不能妖魔化，扭曲其作为新兴科技产品的积极意义，又不能忽视其潜在风险及可能带来的危害。我们要站在科技发展的制高点，综合考量，辩证施治，确保转基因作物得到健康有序发展。

3.1 加强法律严管与大胆科研突破相结合

人们使用科技武器，利用现代生物技术改变生物的遗传性状，向自我需求的理想目标和要求转变，适应了时代发展的潮流。转基因技术作为一门新兴生物科技，为人类的生产生活带来了福音，其利在根本、利在未来，所以，世界上许多先进国家集中大量的人力财力物力发展转基因技术。尽管现在转基因作物存在这样那样的问题，随着科技发展越来越完善，在转基因技术蓬勃发展的今天，作为人类进步的需要，我们坚决不能因噎废食，在新一轮生物科技革命中掉队，要依托国家发展战略搞好顶层设计，加大投入和转化，为我们这个人口大国带来新的福祉。我们在科学论证和科研先导的过程中，对转基因技术要有一定的敬畏之心，高度重视转基因技术存在的潜在不确定性，通过相关法律强化对转基因作物的管理，以法律条款的形式规定和限制转基因作物的应用，强化对于生物产业的引导和管理，逐步完善转基因作物的品性，使转基因技术得到进一步发展，使其真正对人类的发展做出贡献。目前，我国已经制定了《农业转基因生物进口安全管理办法》、《农业转基因生物加工审批办法》、《进出境转基因产品检验检疫管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》等，规定县级以上地方政府农业部门负责转基因生物标识的监督管理，国家质检总局负责进口农业转基因生物在口岸的标识检查验证。据介绍，这些管理制度得到了较好的贯彻落实，标识做到了应标尽标，为转基因的良性发展作出了表率。

3.2 轻利和重弊相结合

在没有彻底揭开转基因技术的面纱之前，我们对于转基因技术更应当进行较为保守的应用。转基因技术自发明以来引起了各方面的关注，因其巨大的经济效益而迅速将研究应用投产。但是转基因作物的安全性是个长期话题，如果贸然将转基因作物大面积投放到大环境，尤其是一个国家的主粮生产环境中，就会损害自然生态系统。长期下去将影响人类的身体健康和粮食安全。现有研究表明，转基因作物将破坏自然生态系统，对非目标生物尤其是有益生物产生危害，降低生物多样性和食物多样性。笔者认为在当前环境下，要轻利重弊，增强预见和防范。应减缓对转基因技术投产使用，将利益化的脚步放缓，转而多对其危害性进行生物方面的学术研究，即“三个不确定性”：转基因对生命结构改变后的连锁反应不确定性；导致食物链潜在风险不确定性；污染、增殖、扩散及其清除途径不确定性。这些问题要就其本质进行更深层次的探寻，为高速运行发展的转基因技术装上“刹车”制动，决不能让潘多拉的盒子在不经意间打开。

3.3 科学宣传与科学应用相结合

转基因技术作为新兴科技手段，我们要以发展作为出发点和着眼点，彰显其解决现实和长远问题的优良特性和巨大积极意义。我们要加大宣传力度，进一步普及转基因技术的应用原理，增强民众对于转基因作物的信心，避免别有用心的组织机构对其进行误导，要大力澄清民众心理上的恐惧和误解，要围绕生态文明树立正确的价值观和消费观，使民众从思想和行动上自觉支持转基因技术的健康发展。同时，要因势利导，搞好转基因作物的科学应用，锲而不舍地完善技术，努力掌控转基因技术涉及生产生活的每一个方面和细节，大力依靠转基因技术消除农药残留问题、食品短缺问题、食品营养不良问题，让广大民众切身感受到科技发展、人类进步带来的实实在在的好处。只有这样，转基因作物才会有更加光明的未来。■

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