來，跟著院士研修轉基因
——記2018國際農業生物技術大會上的前沿生物技術科普課堂

“轉基因不是魔鬼，也不是亡國滅種的陰謀，它只是一項高新的科學技術?！?中國農村雜志社總編輯雷劉功在第七屆全國媒體記者轉基因報道研修班上致辭道。

研修班舉行之際，2018年國際農業生物技術大會同時在山東濰坊召開，三位院士和三位頂尖外籍專家主持了這場生動的前沿生物技術的科普“課堂”。

轉基因為何物？

我們今天所吃的農產品到底是如何產生的？中國科學院院士、中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員曹曉風介紹，最初的作物育種技術是馴化。以水稻為例，野生水稻是匍匐生長，成熟后的野生水稻會掉粒，以方便繁衍后代。通過改變其中一個基因的活性，野生水稻被馴化為如今我們所食用的栽培稻。水稻從“趴”在地上變成了直立生長。

曹曉風進一步解釋：今天的農產品絕大多數都是人類通過長期馴化與人工選育的結果。人類對能遺傳的變異加以有意識地選擇、分離和繁殖，最終便將野生植物馴化成栽培價值更高的作物類型，變得更易為人們利用。

除了馴化，雜交育種是另一種改變生物基因的方式。“通過誘變育種，使基因百萬倍或者億萬倍變化，據此來選擇我們所需要的性狀，大大提高了可選性狀的范圍，增加作物種類?！泵绹茖W院院士、北京大學現代農學院教授鄧興旺介紹道。

“馴化是有什么我就用什么，誘變育種是誘導出新的東西。而轉基因育種是我們引入植物中本來沒有的基因。譬如，牛身上有個好東西，植物怎么也用不上。轉基因可以把牛的基因放到植物里面去，或者把細菌的基因放到植物里面，跨物種利用起來?！?/p>

曹曉風表示，“轉基因技術是將人工分離和修飾過的優質基因，導入到生物體基因組中，從而達到改造生物的目的。由于導入基因的表達，引起生物體的性狀發生改變，這一技術被稱為人工轉基因技術。該技術可以增加人們所期望的新性狀，培育出新品種?！?/p>

但是，轉基因并不是直接把其他物種的基因注入植物的基因組里，而是利用大自然的轉化體系，“鬼斧神工”地完成這一過程。鄧興旺進一步介紹，20世紀初，人們在研究植物腫瘤時發現了農桿菌?！稗r桿菌使植物在根和莖的交界處經常長瘤子，細胞沒有控制地分裂，稱為植物根瘤。”

農桿菌通過侵染植物傷口進入細胞后，把自己的一小段環形DNA，從自身一個細胞里面轉出來，最終轉移整合到植物基因組中。農桿菌是一種天然的植物遺傳轉化體系，被譽為“自然界最小的遺傳工程師”。20世紀70年代末，科學家們在弄清其原理后，便研究將該技術應用到育種中?！艾F在大部分轉基因植物的產生都是應用這個方法?！?鄧興旺說道。

如何看待轉基因作物？

“吃了轉基因會不育”“美國人不吃轉基因”“圣女果和彩椒是轉基因”等謠言曾廣泛傳播，人們也因此談轉基因“色變”。

對此，發展中國家科學院院士、北京大學中國農業政策研究中心主任黃季焜表示，自1996年轉基因作物商業化種植以來，到目前為止，全球尚未發現一例身體健康問題與轉基因產品有關。

而就美國人到底吃不吃轉基因這一問題，鄧興旺給出了一組數據：美國人轉基因作物種植面積中，轉基因大豆和玉米種植面積占總面積的百分比分別為94%和96%?！皩嶋H上美國人是肯定吃的，不吃就會餓死?！?/p>

市面上一些“另類”的蔬菜、水果、作物和花卉，如玉米花斑粒、番茄果實由圓形伸長為橢圓、白色葡萄等等，常被一些人誤傳是“轉基因”的。對此，曹曉風辟謠道：這是由于我們生活中經常吃的多種蔬菜、水果、糧食以及花卉中轉座子跳躍造成的天然“轉基因”現象。

20世紀50年代，美國女科學家芭芭拉·麥克林托克在研究玉米花斑籽粒的時候首次發現了轉座子的存在?！稗D座子是可以‘跳躍’的序列，可以從基因組的一個位置跳到另一個位置，從而產生重復序列。轉座子跳躍會產生好的影響和壞的影響，其中品質優良的轉座子跳躍現象被人工選擇或者自然選擇保留下來?！辈軙燥L總結道。

曹曉風以玉米花斑籽粒現象為例對“轉座子”進一步解釋：玉米的基因組里有一個控制花青素合成的基因，當有一個轉座子發生跳躍，插入到花青素基因的位置時，便破壞了該基因的表達，所以玉米籽粒就呈現黃色或白色。由于轉座子不穩定，其還有可能跳走，若第一個細胞分裂時便跳走了，花青素基因表達，整個籽粒都會呈現紫色。若在玉米籽粒生長的中途轉座子跳走，那么后續的細胞再分裂就呈現紫顏色，而之前的細胞則為白色或黃色，所以便出現花斑籽粒。玉米的花斑籽粒也是一種天然的“轉基因”現象。

對于轉基因技術的產業化應用，黃季焜教授指出，從現在國家農業發展面臨的挑戰來看，轉基因技術可提高產量、降低成本、減少進口，“對保障食物安全只有好處沒有壞處”。他表示，轉基因生物技術能夠大幅度減少農藥施用量，節省大量水資源，在提高單產的同時節省土地資源。

1999年，黃季焜在山東和河北開展轉基因抗蟲棉農藥施用調研。當時不種轉基因棉花的農民，每個生長季節需要打農藥20次，而種植轉基因棉花的農民，農藥施用減少了13次。而后，黃季焜又對整個華北地區進行調研，直至2012年，農民減少農藥施量次數為10～14次不等。

國際作物科學協會CropLife International董 事Graham Brookes補充，作物生物技術有利于推動可持續農業的發展，減少溫室氣體的排放。“在南美由于這種轉基因耐除草劑的使用，讓我們的農民很好地控制了雜草的問題，從而促進了免耕系統。經過這種生物技術的使用，我們在2016年二氧化碳的排放量減少達到29億千克，相當于我們的公路上每年減少1675萬輛汽車，這比英國每年登記數量的一半還要多?！?/p>

探索全新的育種方式

2013年，全新的育種方式——基因編輯育種出現?；蚪M編輯技術是指對基因組的已被搞清楚的特定DNA序列進行編輯，實現對特定DNA片段的刪除、添加等。

曹曉風認為，該技術的出現，有望實現快速有效的分子設計育種，極大地加快育種的進程，“基因編輯技術的研究和應用是目前生命科學研究的前沿和熱點。利用它，已經獲得了防止褐化的白蘑菇、含有高支鏈淀粉的玉米和高油酸的大豆等產品”。

目前，我國科學家已成功將基因編輯技術應用在水稻、玉米、大豆和馬鈴薯等植物中，使得農作物定向分子育種成為可能。曹曉風強調，該技術精度更精確，基因組中無新片段的插入，美國、加拿大、智利、日本、以色列等國家已將部分基因組編輯作物歸為非轉基因作物。

“國家法律和政策的制定是需要一個過程的，目前國家對基因編輯技術、包括對轉基因宣傳，都是正面的，同時也是謹慎的?！辈軙燥L在答記者問時表示。