何為轉(zhuǎn)基因？ 

 

    在探討轉(zhuǎn)基因食品安全之前，先要了解基因是什么，轉(zhuǎn)基因又是什么。對生命科學(xué)工作者來說，基因并不神秘，它就是一段可參與調(diào)控生物學(xué)過程的DNA序列。多數(shù)時候大家所說的基因，為編碼蛋白質(zhì)的DNA序列。DNA本身多數(shù)時候只作為信息的載體，通過其編碼的RNA和蛋白質(zhì)起作用。因?yàn)槟壳笆袌錾限D(zhuǎn)基因產(chǎn)品多為農(nóng)作物，所以我在此文中均以農(nóng)作物為例。那么，轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是指，通過基因工程在某生物品種基因組中嵌入原來在該生物品種基因組中不存在的基因。 

 

    人們?yōu)槭裁匆ㄟ^轉(zhuǎn)基因技術(shù)來改造農(nóng)作物呢？人類社會開始耕種以來，始終面臨各種嚴(yán)重挑戰(zhàn)，尤其以產(chǎn)量、質(zhì)量、病蟲害、自然災(zāi)害為重，所以人們也一直在選育更能適合人類需求的農(nóng)作物。傳統(tǒng)育種通過自然突變或者誘導(dǎo)突變來尋找所需性狀，或者通過雜交將某一品種中的優(yōu)良性狀導(dǎo)入常規(guī)栽培品種。不過，傳統(tǒng)育種一方面依賴于找到帶有所需優(yōu)良性狀的天然品種或者突變品系，比如袁隆平教授團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的一株雄性不育野生稻是雜交水稻成功的基石；另一方面，通過雜交導(dǎo)入一個性狀是一個漫長而復(fù)雜的過程，通常一個常規(guī)水稻品種的培育周期需要十年以上。 

 

    此外，翻開中國歷史，反復(fù)出現(xiàn)的一個場景是“飛蝗蔽日，赤地千里”。數(shù)千年的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展在蝗災(zāi)面前仍然是不斷重復(fù)千年的慘劇。這些問題用傳統(tǒng)育種是無法解決的，因?yàn)樽匀唤缰胁⒉淮嬖诤心艿挚惯@類災(zāi)害性狀的品種。 

 

    蝗災(zāi)會對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)造成巨大的損失。圖片來源：theaustralian 

 

    轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)育種一樣，是為了解決農(nóng)業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)，尤其是在傳統(tǒng)育種已經(jīng)很難改善的性狀。外源基因?yàn)榻鉀Q農(nóng)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)提供了更廣闊的空間。除了提供性狀來源，相對于常規(guī)育種，轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以極大地提升選育優(yōu)良品種的速度。在商業(yè)社會里，成功解決農(nóng)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)可以為技術(shù)開發(fā)者帶來巨大的商業(yè)利益。對農(nóng)民來說，他們期望增產(chǎn)，提高產(chǎn)品品質(zhì)，減少殺蟲劑用量，簡化田間管理。 

 

    目前，商業(yè)化種植的作物主要為抗蟲和抗除草劑品種，抗蟲品種解決了蟲害以及昆蟲傳播的病害，并降低了農(nóng)藥使用量；抗除草劑品種則使得去除田間管理變得非常簡單，極大地解放了農(nóng)業(yè)勞動力。以抗蟲玉米為例，美國農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計顯示種植抗蟲玉米產(chǎn)量更高，農(nóng)藥使用更少并且所需田間管理更少，因此抗蟲玉米目前已經(jīng)占有美國玉米四分之三以上的種植面積。所以我們應(yīng)該正視轉(zhuǎn)基因技術(shù)，因?yàn)檗D(zhuǎn)基因技術(shù)的正確使用可以更快更好地推動農(nóng)業(yè)的進(jìn)步。 

 

    現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因主要在研究什么？ 

 

    如果公眾對現(xiàn)在正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)基因研究有更多了解可以避免很多不必要的恐慌。有興趣的讀者可以去讀一讀中國科技部的“轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項(xiàng)2014年度重點(diǎn)課題申報指南”。 

 

    從這里可以清晰地看到，中國轉(zhuǎn)基因研究的重點(diǎn)為轉(zhuǎn)基因動植物新品種培育、基因克隆與轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究，以及轉(zhuǎn)基因生物安全與檢測監(jiān)測技術(shù)。其中最可能將來商業(yè)化生產(chǎn)的，是轉(zhuǎn)基因動植物新品種培育。轉(zhuǎn)基因作物希望解決的問題是“以水稻、小麥、玉米、大豆、棉花五大作物為對象；圍繞新型抗病、抗蟲、抗逆、養(yǎng)分高效利用和株型改良等目標(biāo)性狀”。轉(zhuǎn)基因動物希望解決的問題是“以豬、牛、羊三大動物為對象，圍繞抗重大傳染病、品質(zhì)改良、節(jié)糧等目標(biāo)性狀”。從這里可以清楚地看出，和傳統(tǒng)育種一樣，轉(zhuǎn)基因研究是為了解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重大問題。 

 

    另外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)并不排斥，無論轉(zhuǎn)基因還是傳統(tǒng)育種育成，真正解決農(nóng)業(yè)問題的品種才是好的品種。美國對作物轉(zhuǎn)基因研發(fā)的投入主要是商業(yè)公司在做，因?yàn)榻鉀Q農(nóng)業(yè)問題可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)回報。研究的目標(biāo)性狀與中國的研究類似，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)在美洲面臨的挑戰(zhàn)多數(shù)與在中國一樣。只是對象作物更多是美洲廣泛種植的作物，比如玉米、大豆、棉花、小麥、西紅柿、苜蓿、油菜、甜菜等。轉(zhuǎn)基因研究的根本目標(biāo)在中國和在美國一樣，是為了推動農(nóng)業(yè)的進(jìn)步，以更低的成本，更少的資源消耗產(chǎn)出更多優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品。從這里我們可以看到轉(zhuǎn)基因研究沒有什么值得恐慌的，轉(zhuǎn)基因研究的目的是為了生產(chǎn)更優(yōu)質(zhì)更經(jīng)濟(jì)的農(nóng)產(chǎn)品。 

 

    美國的轉(zhuǎn)基因研究和商業(yè)化 

 

    美國作為生物技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，在上個世紀(jì)70年代開始開展轉(zhuǎn)基因相關(guān)研究，并在1983年成功將外源基因?qū)霟煵葜小?994年，轉(zhuǎn)基因西紅柿在美國加州上市。從1996年美國開始大規(guī)模商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因作物，其中種植最廣泛的是玉米、棉花和大豆。其他包括油菜、土豆、西紅柿、南瓜、木瓜等。 

 

    根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)美國2013年種植抗除草劑作物占播種面積的比例，玉米為85%、棉花為82%、大豆為93%；BT抗蟲作物播種面積比例玉米為76%、棉花為75%。這其中有很大一部分是雙重抗性，也就是說既能抗除草劑，也能抗蟲害。轉(zhuǎn)基因這種雙重抗性的作物總計占總播種面積，棉花為90%、大豆為93%、玉米為90%。有意思的是，最早商業(yè)化的的轉(zhuǎn)基因晚熟西紅柿上市三年后就退出了市場，其退市主要原因不是安全問題，而是相對于傳統(tǒng)品種成本高昂以及口味變差。 

 

    孟山都公司實(shí)驗(yàn)室中種植的轉(zhuǎn)基因玉米。圖片來源：harvestpublicmedia.org 

 

    美國負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)基因作物監(jiān)管的政府機(jī)構(gòu)分工明確。美國食品藥品監(jiān)督局（FDA）負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)基因來源的食品以及食品添加劑監(jiān)管，以確保其食用安全性。美國農(nóng)業(yè)部（USDA）負(fù)責(zé)監(jiān)管轉(zhuǎn)基因作物不會導(dǎo)致其他作物受更多病蟲害的威脅。美國國家環(huán)境保護(hù)局（EPA）負(fù)責(zé)保證殺蟲劑對人、動物以及環(huán)境沒有過度影響。與人和動物密切相關(guān)的轉(zhuǎn)基因作物需通過FDA食品安全評價方可上市。安全評價主要包括鑒別轉(zhuǎn)入基因的屬性、食品中新成分食用后是否有毒或?qū)е逻^敏，以及營養(yǎng)成分與傳統(tǒng)品種是否可比。截至2012年底，共有95個轉(zhuǎn)基因作物品種通過FDA安全評價。其中主要為玉米（30種）、棉花（15種）、大豆（13種）、油菜（13種）；其他包括苜蓿、小麥、土豆、木瓜、哈密瓜、南瓜、甜菜、西紅柿、菊苣亞麻、草坪草等。 

 

    據(jù)我們所見，轉(zhuǎn)基因食品在美國并沒有巨大爭議。最重要的原因是FDA有廣泛公信力，美國民眾信任FDA的安全評價，因此并無擔(dān)憂。另外美國科研機(jī)構(gòu)，醫(yī)療機(jī)構(gòu)和媒體都有很好的公信力，民眾相信他們的判斷以及對轉(zhuǎn)基因相關(guān)的科普。FDA認(rèn)為通過安全評價的轉(zhuǎn)基因作物與傳統(tǒng)作物沒有安全性差別，因此認(rèn)為轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品無需特殊標(biāo)識，但鼓勵生產(chǎn)商自愿標(biāo)識。近來一些反轉(zhuǎn)基因組織在某些州試圖推動轉(zhuǎn)基因食品強(qiáng)制標(biāo)識。