转基因农产品发展分析

朱安俊

（全国农业展览馆，北京 100026）

进入21世纪，农业的主导技术由生物技术、农业工程和农业管理技术所构成。这些技术的配合，将使农业生产发展到一个新水平。转基因技术是一项生物技术，其打破了物种隔离，可以使不同物种的基因按人们的设计精准地重新组合，这就避免了杂交育种过程中的随机性、盲目性和不确定性，更加安全可靠和高效。转基因农产品是现代转基因技术应用于农业生产的伟大成果，可以获得抵抗病虫害的高产和优质农产品。

1 转基因技术

转基因技术是指采用农杆菌介导转化法、基因枪法、花粉管通道法和显微注射法等方法将基因从一个生物体转移到另一个生物体，进行很多次的人工选育，从而获得稳定性状的转基因生物体新品种的过程。生物体是动物、植物、真菌、细菌及病毒等的统称。

1.1 农杆菌介导转化法

农杆菌的主要生活环境为土壤，并且其属于一种微生物，在自然状态下，能够对双子叶植物、裸子植物产生感染。农杆菌介导转化法的过程包括：科研人员要将农杆菌插入植物的基因进行灭活处理，然后将目的基因插入到经过灭活处理的T-DNA区，再通过细胞培养技术及组织培养技术，共同培养出转基因植株。通过转基因技术，培育出人类所需要的优良品种。比如转基因抗虫水稻，转移的目的基因就是抗虫基因，国际水稻所采用根癌农杆菌转化水稻技术将抗虫基因导入水稻，育成抗二化螟、纵卷叶螟的转基因水稻。

1.2 基因枪法

基因枪法，这一方法是1987年，美国康奈尔大学的生物化学系科学家约翰·桑福德（John.C.Sanford）研究成功的。这一技术是将直径4 μm的钨粉或金粉在含有目的基因的DNA中浸泡，用基因枪将这些含有目的基因的钨粒或金粒打入植物细胞、组织或器官中，依靠基因枪来帮助导入目的基因。其优点包括：应用面广、操作方法简便、高效及安全等。基因枪法适用于动植物、细胞培养物、胚胎和细菌的转基因。

基因枪最早是出现在1987年，最早的基因枪叫作台式基因枪，最原始的类型就是火药型基因枪。直到1990年，美国一公司首次推出了基因枪系统。这种新型基因枪系统是一种台式基因枪。1992年，另一公司又推出了另一种基因枪。1989年，我国中国科学院生物物理所也研究出了新型枪种，1991年，清华大学也推出了一种新型基因枪，并且为此申请了专利。

1996年，伯乐公司正式推出了第二代基因枪，这种基因枪是手持枪，也是全世界第一把手持基因枪。第二代基因枪的出现，能够对氦气脉冲进行调节，对小塑料管内壁预包的DNA、RNA或者其他生物学材料的金粉颗粒起到带动作用，并且能够直接将其打入细胞内。因为第二代基因枪的体积较小，便于随身携带，进而基因枪的应用范围明显拓宽。

直至2009年，第三代基因枪被研制成功，即GDS-80手持基因枪，第三代基因枪将流体动力学结合航空动力学，氦气或者氮气在抵押状态下，将生物分子的速度升高至极高状态，从而实现传送基因过程。第三代基因枪在低压下进行传导，能够大大降低对细胞的损伤程度，减少枪体轰击的噪音，其子弹的制备也从干式转化为湿式，省去了烘干这一步骤，将整个流程明显简化。

1.3 花粉管通道法

花粉管通道法，该方法于80年代初期由我国著名生物化学家周光宇教授与江苏农科院的科研人员首先在棉花上合作建立的。其领导的研究组证明DNA经花粉管通道确实能直接到达胚囊；将M13（mp7）DNA导入棉花，证明了棉胚中有M13（mp7）DNA的整合；花粉管通道法首先应用于棉花获得成功。目前，我国仍然有上百家科研单位，通过花粉管通道法对稻、麦、棉、菜和豆等植物进行培养。就是使用花粉管通道法培育出国内推广面积最大的转基因抗虫棉。花粉管通道法最明显的优势就在于其无须依靠培养人工再生植物，从技术角度来看，相对简单，更加容易由工作人员掌握。

1.4 显微注射法

显微注射法，顾名思义，就是在显微镜的帮助下，使用极细的玻璃微量注射针，通过该注射针将外源基因片段注射进受体细胞中，然后通过不断培养及筛选，从而得到转基因动物。此法已成功运用于包括鱼、鼠、兔子及许多大型家畜，如牛、羊和猪等转基因动物。

2 转基因技术的发展及相关政策法规

20世纪80年代，我国就开始进行转基因农产品的研究，是国际上农业生物工程应用最早的国家之一，转基因作物育种在转基因水稻等研究领域已进入国际先进行列。通过转基因技术，可以使转基因农产品具有很多优良性状如抗虫、改良营养成分、耐除草剂、耐储藏和增加营养价值等。正如中国农业科学院生物技术研究所研究员黄大昉所说，转基因技术是科学技术发展的必然，在未来将成为一种常规的技术。党中央、国务院高度重视农业转基因技术发展。转基因是一项新技术，也是一个新产业，具有广阔发展前景，要大胆研究创新，占领制高点，同时涉及安全的因素都要考虑到。

我国非常重视对转基因食品的监管，先后制定了一系列的法规和制度。如《农业转基因生物安全管理条例》《农业转基因生物安全评价管理办法》《中华人民共和国食品安全法》将转基因食品同其他商品一道列入该法适用范围。

目前，已有40多个国家和地区制定了相关的法律和法规，要求对转基因产品进行标识管理，以保护消费者的知情权和选择权。欧盟在1990年颁布的转基因生物管理法规（220/90号指令）中确定了转基因食品标识管理框架。2002年，欧盟对转基因标识管理政策进行了修改，要求对所有转基因植物衍生的食品及饲料进行标识，并将标识的最低限量降低到0.9%。

3 国内外转基因农产品现状

中国作为农业生产大国，2008年，我国国务院设置了转基因专项，其目的就是支持我国的农业转基因技术的研究，目前，国内科研人员共克隆了137个基因，共获取了6项专利，专利数量在全球中占第二位，仅少于美国。在国际上，是第一个将基因编辑技术应用在水稻、小麦上的国家，将基因删除、定点重组进行创新，明显提升了国内自主基因、自主技术以及自主品种的研发。郭三堆育种专家和研究小组1994年培育出中国转基因棉花植株，使中国成为继美国之后世界上第二个拥有自主知识产权转基因抗虫棉的国家。1997年，又成功研制出双价抗虫棉品种。截至2019年底，转基因专项共育成转基因抗虫棉新品种176个。

目前，我国已有转基因抗虫棉、转基因耐储藏番茄、转基因抗病毒甜椒、转基因抗虫水稻及转植酸酶玉米等转基因农产品，每年种植的农产品只有转基因棉花和抗病毒转基因番木瓜。1997年我国开始种植转基因农产品，当年种植面积仅为670 hm2。1998年中国开始种植转基因棉花，只种植了6.3万hm2，此后转基因抗虫棉在中国的种植面积增长迅猛，2001年达到150万hm2，2002年突破200万hm2，2004年至2011年一直维持在300万hm2以上。2014年，中国710万小农户（耕地面积为0.5～0.6 hm2的农户）成功种植390万hm2转基因棉花，约占棉花种植总面积（420万hm2）的93%；2015年中国成功种植了370万hm2的转基因棉花，约占棉花种植总面积（380万hm2）的97%。

2012年，抗病毒转基因番木瓜首次在海南岛种植2 000 hm2，2013年，在中国最主要的木瓜种植大省广东省，转基因番木瓜采用达到95%，即4 500 hm2木瓜中有4 275 hm2是转基因抗环斑病毒番木瓜；2014年广东、海南和广西3省共种植了约8 500 hm2抗病毒番木瓜，2015年种植了7 000 hm2。转基因番木瓜自身有着其得天独厚的优点：抗病能力强，产量有保证；节约资源，促进了番木瓜生产用地的减少；转基因番木瓜与非转基因番木瓜相比，在微生物毒素、农药残留等方面更安全。

我国批准进口用作加工原料的转基因作物有大豆、玉米、油菜、棉花和甜菜。根据美国农业部海外农业局2015年1月5日发布的《中国农业生物技术年报》，截至2014年12月31日统计，中国批准进口的转基因作物产品共涉及41个转基因事件或事件组合。

全世界自1996年实现转基因作物大规模产业化到2022年已有20多年，转基因作物种植面积增长超100倍，由1996年170万hm2增加到2019年1.904亿hm2。ISAAA数据显示，2019年5大转基因种植国家的种植面积占比近90%，其中，美国种植面积为7150万hm2；巴西种植面积为5 280万hm2；阿根廷种植面积为2 400万hm2；加拿大种植面积为1 250万hm2；印度种植面积为1190万hm2。中国的转基因种植面积为320万hm2，位列第七位。

4 转基因农产品安全性分析

自20世纪80年代以来，人类食用转基因农产品已有40余年。国际商品法典委员会制定的转基因食品安全评价指南，是各国开展安全评价的重要依据。至今，尚未发生被科学证实的转基因安全问题。世界卫生组织：目前在国际市场上可获得的转基因食品已通过安全性评估，并且可能不会对人类健康产生危险。此外，在此类食品获得批准的国家，民众对这些食品的消费未显示对人类健康的影响。欧盟委员会：根据500多个独立科学团体历时25年开展的130多个科研项目，得出结论，“生物技术，特别是转基因技术，并不比传统育种技术更有风险。”毒理学学会：科学分析表明，转基因食品的生产过程不大可能导致任何连毒理学家都不能预知的其他危害。对消费者而言，现有转基因食品的安全水平看来与传统食品的安全水平相当。

国际科学理事会：现有的转基因作物及由其制成的食品，已被判定可以安全食用，所使用的检测方法被认为是合理适当的。巴西科学院、中国科学院、印度国家科学院、墨西哥科学院、美国国家科学院、英国皇家学会和第三世界科学院发表《转基因植物与世界》，认为“可以利用转基因技术生产更有营养、储存更稳定的食品，给工业化和发展中国家的消费者带来惠益。”

5 转基因农产品对人类的贡献

5.1 转基因生产国农民产生可观的经济效益

从1996—2009年，全世界农民种植转基因玉米带来的总收益为167亿美元，种植转基因大豆带来的收益为250亿美元，种植转基因棉花的总收益为254亿美元。2013年转基因技术使全球增产6 400万t农产品，农民增收204亿美元。截至2012年，我国自己研制的转基因抗虫棉品种种植面积，达到全国转基因抗虫棉种植总面积的95%以上，累计为棉农增收节支900多亿元。2014年中国700多万小农户继续种植转基因作物。2015年种植转基因棉花的农民人数超过660万。实际受益于转基因Bt棉花的中国农民就远远超过了1 700万。

5.2 提高农产品产量

2014年5月6日，英国独立调查咨询机构PG Economics在其网站上全文发布《全球转基因作物社会经济环境效益报告》，报告显示，1996—2012年，转基因技术使全世界多生产了1.2亿t大豆、2.31亿t玉米、1 820万t皮棉和660万t油菜籽。

5.3 降低农药使用率，保护环境

全世界各国研发转基因抗虫大豆、转基因抗虫玉米、转基因抗虫棉花、转基因抗虫马铃薯、抗虫转基因水稻和转基因抗虫番茄等转基因农产品的目的就是降低杀虫剂等农药的使用量，减少对人类赖以生存自然环境的污染。根据国际农业生物技术应用研究机构（ISAAA）的统计，由于转基因作物在全球范围内的大规模推广，1996—2014年减少5.835亿kg杀虫剂活性成分的使用量；仅2014年一年就减少270亿kg二氧化碳排放，相当于一年在公路上减少1 200万辆汽车的行驶。截至2011年，国产转基因抗虫棉在中国国内累计推广超过5.6亿亩（1亩约等于0.066 7 hm2），减少农药使用9 000 kg。