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农业转基因作物的发展印记

时间:2017-09-05 16:37来源:《瞭望》新闻周刊 作者:gxs 点击:

  转基因技术和产品的安全性一直备受关注,基因在作物体内到底是怎样的?我们国家在公众关心的转基因安全问题上又做了哪些工作?《瞭望》新闻周刊记者就此采访了部分专家。

  转基因是中性技术

  转基因技术是指利用基因重组技术,将人工分离或修饰的功能基因导入生物体,从而使其在抗病虫、抗逆、营养和品质等方面满足农业生产和人类消费需求的一种技术。中国农业科学院生物技术研究所所长林敏告诉《瞭望》新闻周刊记者,转基因技术与传统技术本质上都是通过基因转移获得优良品种,但转基因技术可以打破物种界限,实现更为精准、快速、可控的基因重组和转移,提高育种效率。

  机理上讲,自然界中存在自然的转基因,比如基因会整合、染色体会交换,本身的变异等等,红薯的大根茎就是在自然条件下自然转基因的结果。我们做的转基因是通过人为的方式,定向定点的转基因。中国农科院深圳基因组研究所研究员萧玉涛告诉《瞭望》新闻周刊。

  转基因虽然是一项新技术,但没有脱离生物学的规律。中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员朱祯认为,转基因是一种中性技术,产生结果的好坏在于转入的是何种基因。

  林敏也表示,转基因安全不安全关键在于转什么基因、选择什么性状。如转基因抗虫玉米可以减少害虫对玉米的侵害,减少玉米感染真菌的机会,在存储过程中不会像非转基因玉米一样受真菌引起的毒枝菌素污染。

  欧盟委员会根据500多个独立科学团体、历时25年开展的130多个研究项目,得出生物技术特别是转基因技术,并不比传统育种更有风险的结论。1967年,美国科学家利用杂交技术要培养一种含水量较少的土豆品种,结果培育出了有毒生物碱含量高的品种。

  美国科研进展最快,原来大部分转基因通过基因枪或农杆菌介导导入基因,现在基因编辑技术,可以把某些功能突变掉,对某些病虫害产生抗性。最典型的是把蘑菇产生孢子的过程突变掉,这样蘑菇存放的时间就很长,不会变黑。清华大学国家实验室生物信息学部研究员谢震告诉记者。

  马铃薯用基因组编辑技术破坏基因,可以减少糖分,从而减少马铃薯在高温烹炸时产生的丙烯酰胺,这是一种神经毒素,这项技术在美国已经试验成功。朱祯说。

  专家认为,转基因技术在抗病虫等性状改良方面具有重要作用,能够降低农业生产人工成本,降低农药使用量,在缓解资源约束、保护生态、推动绿色发展方面有潜力。

  仅批准了两种可商业化种植

  棉铃虫和红铃虫是我国棉花生产的主要害虫。以往棉农防治棉铃虫一年需要打药1020次,大量用药已导致害虫对农药产生抗药性。上世纪90年代,我国曾遇棉铃虫大爆发,全国棉花产业面临灭顶之灾。当时棉铃虫已经抗农药了,用农药浸泡都杀不死,但是一只鸡把这个虫吃掉以后却被毒死了。林敏介绍当时的情况说。

  1997年转基因棉花的商业化种植,为我国棉花产业带来生机。我国成为继美国之后,第二个拥有自主研制抗虫棉技术的国家。目前,转基因抗虫棉和转基因抗病毒番木瓜是我国仅有的两种被批准可商业化种植的转基因农产品。

  自然界本身有细菌,细菌产生的毒素能杀死害虫,怎么让棉花植物本身产生这种毒素?就是把细菌本身的基因克隆出来,再通过转基因的方式转到棉花里面,棉花就能够表达这样的毒素,虫子吃了就能被杀死。萧玉涛告诉记者。

  这种转入棉花的基因就是苏云金杆菌分离出的基因Bt蛋白。朱祯说。

  种植转基因抗虫棉之后,我国科学家对棉区农田生态和自然环境的影响进行了连续10多年的跟踪监测。

  据中国农科院植物保护研究所研究员、国家农业转基因生物安全委员会委员彭于发介绍,转基因抗虫棉品种本身就具有良好的抗虫效果,一般只需要打药25次,就能有效控制棉铃虫和红铃虫这两种主要害虫,不仅棉花上农药用量减少70%以上,而且大豆、玉米、花生上棉铃虫的数量也显著减少。

  但长期使用Bt蛋白基因,会使棉铃虫耐受性增强。转基因抗虫棉已经对耐受种群不起作用,国内已经存在这种情况。朱祯坦言。

  萧玉涛也认为,昆虫正在慢慢进化,在美国、澳大利亚、印度等,已经有对转基因棉花产生抗性的害虫种群,能够在转基因棉花上完成生活史。

  为应对新问题,朱祯通过利用RNA干扰技术杀灭棉铃虫,并在烟草植被上完成了实验。维持昆虫存活的有蜕皮激素、保幼激素,使用RNA干扰技术,在棉花中转入昆虫的保幼激素基因的一段序列,就能干扰昆虫的保幼、蜕皮激素的分泌,使棉铃虫体内激素失衡。我们做的昆虫激素含量测定,分析出导致昆虫死亡的原因就是由于激素失衡。

  朱祯介绍说,由于棉花繁殖慢,需要收集大量抗虫数据,这种RNA干扰技术应用到棉花中还需要一段时间,但使用后将延长棉花对抗耐受害虫种群的时间。

  转基因农产品安全性需个案分析

  食用的转基因产品安全性问题受到更多的关注。部分专家认为对转基因农产品不必过于担心,目前也没有科学证据表明转基因作物影响消费者健康,但同时也认为潜在的风险值得关注,如食用转基因食品能否改变人的遗传特性等。

  每个转基因技术产出的产品都不一样,要个案分析。例如导入的抗虫基因,分泌蛋白杀死虫子,只有这些昆虫有被杀死的机制,才能杀死昆虫。而人没有这种机制,这种转基因对人就基本无害。谢震说。

  一把钥匙开一把锁,分离出的基因Bt蛋白,具有专一性,只对棉铃虫起作用,不抗蚜虫,对家蚕都没有伤害。朱祯认为,抗虫转基因作物中的Bt蛋白是一种高度专一的杀虫蛋白,其他昆虫、哺乳动物和人类肠道细胞没有Bt蛋白的结合位点,因此不会影响到人类健康。

  彭于发也认同这一观点。他告诉记者,转基因水稻中的杀虫蛋白,可与鳞翅目害虫肠道上皮细胞的特异性受体结合,引起害虫肠麻痹,造成害虫死亡。只有鳞翅目害虫的肠壁细胞上含有这种蛋白的结合位点,而其他昆虫和动物肠道上皮细胞没有该蛋白的结合位点,因此不会造成伤害。

  不过,抗生素基因水平转移的风险还需注意。转基因成功率非常低,加入抗生素基因可用来筛选转基因品系,能够提高转基因成功率,但抗生素基因转移的风险不好排除。谢震提醒道。

  中国农科院专家同样认为,基因水平转移使肠道内细菌有获得抗生素抗性的可能。尽管国际粮农组织和世界卫生组织专家组认为动物体摄入抗性基因后,其水平转移到肠道细菌并对动物产生不利影响的概率很小,但仍需对其潜在的危险性进行评估。

  转基因大豆磨成大豆油,生产过程中抗生素基因变成碎片,基本不可能发生基因转移。相比较而言,因为我们滥用抗生素而产生的抗性细菌对人类健康危害程度要大得多。谢震说。

  严格进行安全评价

  目前,世界各国对转基因的态度和政策有所不同,比如巴西、阿根廷大力种植转基因大豆并向全球出口,而俄罗斯则禁止种植转基因作物。在我国,关于农业转基因的方针政策十分明确,即研究上要大胆,推广上要慎重,管理上要严格。

  每种转基因技术都要个案分析,已有的基因品种用了这么多年,经过了一段时间验证,没有太大危险。但有新的转基因品种出来时要进行严格测试。谢震强调道。

  按照《农业转基因生物安全管理条例》及配套规章规定,我国对农业转基因生物实行分级、分阶段安全评价制度,农业转基因生物安全委员会负责农业转基因生物安全评价工作。安全评价按照实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和申请获取安全证书5个阶段进行。

  安全评价分为食用安全评价、环境安全评价两部分。食用安全评价包括毒性、致敏性、致畸形性等,环境安全评价包括基因漂移、遗传稳定性、生存竞争能力、生物多样性等。

  食用安全评价方面,受访的中国农科院专家认为,若转基因玉米中转入基因所表达的蛋白有致敏性或者因转入基因的表达而产生新致敏原都会使其产生致敏性。所以,转基因玉米安全性评价的重要问题之一是致敏性评估。

  环境安全评价方面,转基因作物基因漂移备受关注。受访专家认为,花粉、种子和无性繁殖器官都会介导转基因漂移。而转基因漂移会使非转基因种子混杂转基因种子,降低种子纯度。并且,传统品种种子中混杂了转基因种子会破坏传统品种种质资源的完整性。

  异形杂交存在潜在的生物安全威胁,对环境有影响。抗除草剂大豆基因有跟杂草发生基因转移的风险。如果抗除草剂的基因到了杂草里面,就有可能产生抗除草剂的杂草。因此种植转基因植物方面有严格要求,以降低基因转移的风险。谢震说。

  2016年,农业部对农业转基因研究试验环节监管情况开展专项督导,检查发现,有11家单位违反农业转基因生物安全管理规定,违规种植转基因作物。例如辽宁省丹东农业科学院玉米选系基地内违规种植转基因玉米试验材料。农业部决定,暂停该院20172019年农业转基因生物安全评价中间试验资格,终止该院承担的玉米现代农业产业技术体系丹东综合试验站项目,取消该院十三五期间承担农业部科技项目的资格。

  目前,我国批准了国外公司研发的大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜5种转基因作物的进口安全证书,主要是抗虫和抗除草剂两类性状;并且仅批准用作加工原料,不允许在国内种植。国内销售的土豆、紫薯、小西红柿、小黄瓜、小南瓜、彩椒等都不是转基因产品。

 

 

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