

了解——什么是基因和轉基因技術
基因(遺傳因子)是遺傳的物質基礎,是DNA或RNA分子上具有遺傳信息的特定核苷酸序列。基因通過復制把遺傳信息傳遞給下一代,使后代出現與親代相似的性狀。人類大約有幾萬個基因,儲存著生命孕育、生長、凋亡過程的全部信息,通過復制、表達、修復,完成生命繁衍、細胞分裂和蛋白質合成等重要生理過程。生物體的生、長、病、老、死等一切生命現象都與基因有關。它也是決定人體健康的內在因素。
人們對基因的認識是不斷發展的,19世紀60年代,遺傳學家孟德爾就提出了生物的性狀是由遺傳因子控制的觀點,但這僅僅是一種邏輯推理的產物。20世紀初期,遺傳學家摩爾根通過果蠅的遺傳實驗,認識到基因存在于染色體上,并且在染色體上呈線性排列,從而得出了染色體是基因載體的結論。
20世紀50年代以后,隨著分子遺傳學的發展,尤其是沃森和克里克提出雙螺旋結構后,人們才真正認識了基因的本質,即基因是具有遺傳效應的DNA片斷。研究結果還表明,每條染色體只含有1~2個DNA分子,每個DNA分子上有多個基因,每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸。由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序(堿基序列)不同,所以不同的基因就含有不同的遺傳信息。1994年中科院曾邦哲提出系統遺傳學概念與原理,探討貓之為貓、虎之為虎的基因邏輯與語言,提出基因之間相互關系與基因組邏輯結構及其程序化表達的發展研究。
轉基因技術是將人工分離和修飾過的基因導入到生物體基因組中,由于導入基因的表達,引起生物體性狀的可遺傳的修飾,這一技術稱之為轉基因技術。人們常說的遺傳工程、基因工程、遺傳轉化等均為轉基因的同義詞。經轉基因技術修飾的生物體在媒體上常被稱為“遺傳修飾過的生物體”。
運用科學手段從某種生物中提取所需要的基因,將其轉入另一種生物中,使其與另一種生物的基因進行重組,從而產生特定的具有優良遺傳性狀的物質。利用轉基因技術可以改變動植物性狀,培育新品種。也可以利用其他生物體培育出人類所需要的生物制品,用于醫藥、食品等方面。
轉基因技術,包括外源基因的克隆、表達載體、受體細胞以及轉基因途徑等,外源基因的人工合成技術、基因調控網絡的人工設計發展,導致了21世紀的轉基因技術將走向轉基因系統生物技術-合成生物學時代。
解疑——為什么要發展轉基因技術
轉基因技術是現代生物技術的核心,運用轉基因技術培育高產、優質、多抗、高效的新品種,能夠降低農藥、肥料的投入,對緩解資源約束、保護生態環境、改善產品品質、拓展農業功能等具有重要作用。目前,世界各國都把轉基因生物技術作為支撐和發展、引領未來的戰略選擇,轉基因技術已經成為各國搶占科技制高點和增強農業國際競爭力的戰略重點。
人類社會發展,特別是人類的生存與健康,都離不開科技的進步。從古至今,農業發展就是一個人類不斷改造自然條件,贏得生存空間的過程。在史前文明的漁獵采集階段,每5平方千米土地只能養活2個人;在原始農業的刀耕火種階段,可養活50人,當時世界人口以幾百萬計;在農耕文明的種植養殖階段,能養活約1 000人,當時的世界人口以千萬計;在工業文明的集約經營的現代農業階段,每5平方千米土地能養活的人數則猛增至5 000人。2011年全球人口達到70億,預計2050年將達到100億。從古至今,農業發展就是人類不斷改造自然條件、贏得生存空間的過程。片面追求所謂的有機農業,除非回到原始農業甚至史前文明時代。
在轉基因這樣的戰略高技術領域,不發展就會落后,落后就要挨打。首先,這是國家重大需求:用占世界7%的耕地面積養活13億人。到2030年,我國人口將達到16億,屆時,全國年需糧食存在著巨大的缺口。另外,南咸、北堿、東西部寒冷、半壁江山干旱的實情迫切需要轉基因技術培育新品種來保障我國糧食安全。
任何科學技術在發展過程中都存在一定風險,轉基因技術也不例外。將“轉基因”混同于農藥中毒、食品污染是認識的誤區;科學家通過科學研究,已經排除或澄清了許多風險問題,要求轉基因生物“零風險”等提法并不科學。科學、理性的態度是加強管理、深入研究,在努力預防和規避風險的同時加快發展。轉基因技術的機遇和風險同在。因為轉基因技術可能帶來風險就拒絕它是不明智的。汽車會壓死人是否要生產汽車?原子彈可以毀滅人類是否需要發展原子能技術?細心思考一定會得到結論。
有人提出,轉基因產品的動物實驗只做了5年,那么你怎么保證50年后的安全?保證100年后的安全?如果這樣去問的話,沒有一種產品可以用。
基因技術有著嚴格的法律、法規和相關的監督機制,轉基因產品并不像某些宣傳的那樣可怕,也可以說只是傳統育種技術的發展和延續。轉基因并不是人類憑空創造的一項技術,而是在自然界中本來就普遍存在的現象,包括物種內和物種間的基因轉移。可以說,沒有基因轉移現象也就沒有當今生物的多樣性。人類要想解決人口爆炸、糧食短缺、環境惡化以及病害頻發等問題都離不開轉基因技術的應用。隨著社會的發展,越來越多的轉基因產品必將服務于人們生活的方方面面。隨著時間的推移和社會的發展,公眾對轉基因的擔心必定慢慢降低,畢竟人們對任何一個新事物都會有這么一個逐漸認識的過程。
前景——轉基因在中國的發展情況
中國在國際上的生物技術、轉基因方面的水平不低,除了美國、日本、德國等一些發達國家以外,中國在發展中國家可謂首屈一指,而且在某些方面也達到了國際先進水平。中國總共有50多種植物,包括糧食作物,在做轉基因的開發研究,在動物方面也有,魚的轉基因也在做。從1997年到 2001年底,農業部一共受理了轉基因生物的申請有587項,申請進行環境釋放、商業化生產。最后批準環境釋放的有415項,雖然環境釋放可以種,但是只允許很小面積種,而且要有隔離措施。批準商業化生產的有46項,商業化生產沒有隔離措施,主要有5種:①棉花,就是抗蟲、轉Bt基因的抗蟲棉;②番茄,一種是抗黃瓜花葉病毒的番茄,還有一種是晚熟的番茄;③抗黃瓜花葉病毒矮牽牛的甜椒;④獸用的飼料添加劑;⑤微生物的農用產品。
在中國市場上,真正國產的轉基因番茄只有在湖北、廣東有少量種植,占地不超過6.7平方千米。甜椒主要限制在遼寧范圍,而且因為還沒有通過種子審定,因此商業化生產十分有限。而最主要的轉基因產品則是棉花,棉花不是食品,但是棉花的種子可以榨油。通過調查發現,河北省很多農民是用棉花籽榨油吃,所以棉花也可以作為食品,因此他們食用的就是轉基因的棉花油。
種植轉基因棉花的面積比較大,從1996年開始到2001年, 30%以上的棉花都是轉基因。轉基因棉花當中,有70%是美國孟山都公司提供的種子,還有30%是我們中國的研究所——中國農科院棉花所和很多省級農科院培育出來的轉基因棉花品種。“30%”這個量還是相當大的,所以中國成為世界四大種植轉基因生物的國家之一,主要是轉基因棉花的分量比較大。
中國市場上沒有多少轉基因的食品,因為我們自己生產的并不多,但并不代表我們離轉基因食品很遠。實際上,我們基本上每天都會接觸轉基因食品,主要原因是我們進口了轉基因的食品,其中進口轉基因的大豆比較多。轉基因的大豆榨成了油,制成了豆制品,因此我們不可避免地會接觸轉基因食品。例如2001年在中國進口的1 394萬噸大豆當中,從美國進口572萬噸,從阿根廷進口502萬噸,這是兩個主要的進口國家。2001年,美國63%的大豆是轉基因的,而阿根廷90%以上的大豆是轉基因的,所以這些進口大豆中,實際上大部分都是轉基因的。2002年,中國國務院的條例發布以后,我們從巴西進口的大豆增加了23.7%,巴西基本上都是非轉基因的大豆,從美國進口的大豆減少了19%,從阿根廷進口的大豆減少了44.7%,在總體上減少了進口大豆18.7%。
那么,為什么中國還進口轉基因大豆?中國加入了WTO ,實現了國際經濟全球化,美國大豆也進入了中國市場。過去,東北大豆的價格比美國大豆要高20%,但是東北大豆的含油量不如美國,美國大豆含油量達到21% ,但東北大豆只有18%,所以榨油商要用美國大豆,因其出油率高。現在,農業部推廣高油大豆,我們大豆的含油量也達到了21%,而且我們的大豆是非轉基因,也叫有機大豆,日本人、南韓人都要吃非轉基因大豆,所以我們大豆的出口量就增加了。
爭議——危害爭論
反對論
轉基因食品是利用新技術創造的產品,也是一種新生事物,人們自然對食用轉基因食品的安全性有疑問。其實,最早提出這個問題的人是英國的阿伯丁羅特研究所的普庇泰教授。1998年,他在研究中發現幼鼠食用轉基因土豆后,會使內臟和免疫系統受損。這引起了科學界的極大關注。隨即,英國皇家學會對這份報告進行了審查,并于1999年5月宣布此項研究“充滿漏洞”。1999年英國的權威科學雜志《自然》刊登了美國康乃爾大學教授約翰·羅西的一篇論文,指出蝴蝶幼蟲等田間益蟲吃了撒有某種轉基因玉米花粉的菜葉后會發育不良,死亡率特別高。還有一些證據也指出轉基因食品存在潛在的危險。
辯解論
但更多的科學試驗表明,轉基因食品是安全的。贊同這個觀點的科學家主要有以下幾個理由:首先,任何一種轉基因食品在上市之前都進行了大量的科學試驗,國家和政府有相關的法律法規進行約束,而科學家們也都抱有很嚴謹的治學態度;其次,傳統的作物在種植的時候,農民會使用農藥來保證質量,而有些抗病蟲的轉基因食品無需噴灑農藥;最后,一種食品會不會造成中毒,主要是看它在人體內有沒有受體和能不能被代謝掉,轉化的基因是經過篩選的、作用明確的,所以轉基因成分不會在人體內積累,也就不會有害。
比如說,我們培育的一種抗蟲玉米,向玉米中轉入的是一種來自于蘇云金桿菌的基因,它僅能導致鱗翅目昆蟲死亡,因為只有鱗翅目昆蟲有這種基因編碼的蛋白質的特異受體,而人類和其他動物、昆蟲均沒有這樣的受體,所以無毒害作用。
1993年,經合組織(OECD)首次提出了轉基因食品的評價原則——“實質等同”的原則,即對轉基因食品的各種主要營養成分、主要抗營養物質、毒性物質及過敏性成分等物質的種類與含量進行分析測定,如果與同類傳統食品無差異,則認為兩者具有實質等同性,不存在安全性問題;如果無實質等同性,則需逐條進行安全性評價。
結論
運用轉基因技術培育高產、優質、多抗、高效的新品種,能夠降低農藥、肥料的投入,對緩解資源緊張、保護生態環境具有戰略意義的作用,是傳統育種(雜交、輻射等)的自然延續,是科學技術發展的必然結果。現階段,對于轉基因還存在著很大爭議,存在爭議是合理、也是非常必要的。在爭論的過程中,一方面可以讓科學家更加謹慎地去對轉基因食品的安全性進行更嚴格的評估,另一方面也能夠為公眾更好地普及轉基因知識。