轉基因農產品發展分析

朱安俊

（全國農業展覽館，北京 100026）

進入21世紀，農業的主導技術由生物技術、農業工程和農業管理技術所構成。這些技術的配合，將使農業生產發展到一個新水平。轉基因技術是一項生物技術，其打破了物種隔離，可以使不同物種的基因按人們的設計精準地重新組合，這就避免了雜交育種過程中的隨機性、盲目性和不確定性，更加安全可靠和高效。轉基因農產品是現代轉基因技術應用于農業生產的偉大成果，可以獲得抵抗病蟲害的高產和優質農產品。

1 轉基因技術

轉基因技術是指采用農桿菌介導轉化法、基因槍法、花粉管通道法和顯微注射法等方法將基因從一個生物體轉移到另一個生物體，進行很多次的人工選育，從而獲得穩定性狀的轉基因生物體新品種的過程。生物體是動物、植物、真菌、細菌及病毒等的統稱。

1.1 農桿菌介導轉化法

農桿菌的主要生活環境為土壤，并且其屬于一種微生物，在自然狀態下，能夠對雙子葉植物、裸子植物產生感染。農桿菌介導轉化法的過程包括：科研人員要將農桿菌插入植物的基因進行滅活處理，然后將目的基因插入到經過滅活處理的T-DNA區，再通過細胞培養技術及組織培養技術，共同培養出轉基因植株。通過轉基因技術，培育出人類所需要的優良品種。比如轉基因抗蟲水稻，轉移的目的基因就是抗蟲基因，國際水稻所采用根癌農桿菌轉化水稻技術將抗蟲基因導入水稻，育成抗二化螟、縱卷葉螟的轉基因水稻。

1.2 基因槍法

基因槍法，這一方法是1987年，美國康奈爾大學的生物化學系科學家約翰·桑福德（John.C.Sanford）研究成功的。這一技術是將直徑4 μm的鎢粉或金粉在含有目的基因的DNA中浸泡，用基因槍將這些含有目的基因的鎢粒或金粒打入植物細胞、組織或器官中，依靠基因槍來幫助導入目的基因。其優點包括：應用面廣、操作方法簡便、高效及安全等?；驑尫ㄟm用于動植物、細胞培養物、胚胎和細菌的轉基因。

基因槍最早是出現在1987年，最早的基因槍叫作臺式基因槍，最原始的類型就是火藥型基因槍。直到1990年，美國一公司首次推出了基因槍系統。這種新型基因槍系統是一種臺式基因槍。1992年，另一公司又推出了另一種基因槍。1989年，我國中國科學院生物物理所也研究出了新型槍種，1991年，清華大學也推出了一種新型基因槍，并且為此申請了專利。

1996年，伯樂公司正式推出了第二代基因槍，這種基因槍是手持槍，也是全世界第一把手持基因槍。第二代基因槍的出現，能夠對氦氣脈沖進行調節，對小塑料管內壁預包的DNA、RNA或者其他生物學材料的金粉顆粒起到帶動作用，并且能夠直接將其打入細胞內。因為第二代基因槍的體積較小，便于隨身攜帶，進而基因槍的應用范圍明顯拓寬。

直至2009年，第三代基因槍被研制成功，即GDS-80手持基因槍，第三代基因槍將流體動力學結合航空動力學，氦氣或者氮氣在抵押狀態下，將生物分子的速度升高至極高狀態，從而實現傳送基因過程。第三代基因槍在低壓下進行傳導，能夠大大降低對細胞的損傷程度，減少槍體轟擊的噪音，其子彈的制備也從干式轉化為濕式，省去了烘干這一步驟，將整個流程明顯簡化。

1.3 花粉管通道法

花粉管通道法，該方法于80年代初期由我國著名生物化學家周光宇教授與江蘇農科院的科研人員首先在棉花上合作建立的。其領導的研究組證明DNA經花粉管通道確實能直接到達胚囊；將M13（mp7）DNA導入棉花，證明了棉胚中有M13（mp7）DNA的整合；花粉管通道法首先應用于棉花獲得成功。目前，我國仍然有上百家科研單位，通過花粉管通道法對稻、麥、棉、菜和豆等植物進行培養。就是使用花粉管通道法培育出國內推廣面積最大的轉基因抗蟲棉。花粉管通道法最明顯的優勢就在于其無須依靠培養人工再生植物，從技術角度來看，相對簡單，更加容易由工作人員掌握。

1.4 顯微注射法

顯微注射法，顧名思義，就是在顯微鏡的幫助下，使用極細的玻璃微量注射針，通過該注射針將外源基因片段注射進受體細胞中，然后通過不斷培養及篩選，從而得到轉基因動物。此法已成功運用于包括魚、鼠、兔子及許多大型家畜，如牛、羊和豬等轉基因動物。

2 轉基因技術的發展及相關政策法規

20世紀80年代，我國就開始進行轉基因農產品的研究，是國際上農業生物工程應用最早的國家之一，轉基因作物育種在轉基因水稻等研究領域已進入國際先進行列。通過轉基因技術，可以使轉基因農產品具有很多優良性狀如抗蟲、改良營養成分、耐除草劑、耐儲藏和增加營養價值等。正如中國農業科學院生物技術研究所研究員黃大昉所說，轉基因技術是科學技術發展的必然，在未來將成為一種常規的技術。黨中央、國務院高度重視農業轉基因技術發展。轉基因是一項新技術，也是一個新產業，具有廣闊發展前景，要大膽研究創新，占領制高點，同時涉及安全的因素都要考慮到。

我國非常重視對轉基因食品的監管，先后制定了一系列的法規和制度。如《農業轉基因生物安全管理條例》《農業轉基因生物安全評價管理辦法》《中華人民共和國食品安全法》將轉基因食品同其他商品一道列入該法適用范圍。

目前，已有40多個國家和地區制定了相關的法律和法規，要求對轉基因產品進行標識管理，以保護消費者的知情權和選擇權。歐盟在1990年頒布的轉基因生物管理法規（220/90號指令）中確定了轉基因食品標識管理框架。2002年，歐盟對轉基因標識管理政策進行了修改，要求對所有轉基因植物衍生的食品及飼料進行標識，并將標識的最低限量降低到0.9%。

3 國內外轉基因農產品現狀

中國作為農業生產大國，2008年，我國國務院設置了轉基因專項，其目的就是支持我國的農業轉基因技術的研究，目前，國內科研人員共克隆了137個基因，共獲取了6項專利，專利數量在全球中占第二位，僅少于美國。在國際上，是第一個將基因編輯技術應用在水稻、小麥上的國家，將基因刪除、定點重組進行創新，明顯提升了國內自主基因、自主技術以及自主品種的研發。郭三堆育種專家和研究小組1994年培育出中國轉基因棉花植株，使中國成為繼美國之后世界上第二個擁有自主知識產權轉基因抗蟲棉的國家。1997年，又成功研制出雙價抗蟲棉品種。截至2019年底，轉基因專項共育成轉基因抗蟲棉新品種176個。

目前，我國已有轉基因抗蟲棉、轉基因耐儲藏番茄、轉基因抗病毒甜椒、轉基因抗蟲水稻及轉植酸酶玉米等轉基因農產品，每年種植的農產品只有轉基因棉花和抗病毒轉基因番木瓜。1997年我國開始種植轉基因農產品，當年種植面積僅為670 hm2。1998年中國開始種植轉基因棉花，只種植了6.3萬hm2，此后轉基因抗蟲棉在中國的種植面積增長迅猛，2001年達到150萬hm2，2002年突破200萬hm2，2004年至2011年一直維持在300萬hm2以上。2014年，中國710萬小農戶（耕地面積為0.5～0.6 hm2的農戶）成功種植390萬hm2轉基因棉花，約占棉花種植總面積（420萬hm2）的93%；2015年中國成功種植了370萬hm2的轉基因棉花，約占棉花種植總面積（380萬hm2）的97%。

2012年，抗病毒轉基因番木瓜首次在海南島種植2 000 hm2，2013年，在中國最主要的木瓜種植大省廣東省，轉基因番木瓜采用達到95%，即4 500 hm2木瓜中有4 275 hm2是轉基因抗環斑病毒番木瓜；2014年廣東、海南和廣西3省共種植了約8 500 hm2抗病毒番木瓜，2015年種植了7 000 hm2。轉基因番木瓜自身有著其得天獨厚的優點：抗病能力強，產量有保證；節約資源，促進了番木瓜生產用地的減少；轉基因番木瓜與非轉基因番木瓜相比，在微生物毒素、農藥殘留等方面更安全。

我國批準進口用作加工原料的轉基因作物有大豆、玉米、油菜、棉花和甜菜。根據美國農業部海外農業局2015年1月5日發布的《中國農業生物技術年報》，截至2014年12月31日統計，中國批準進口的轉基因作物產品共涉及41個轉基因事件或事件組合。

全世界自1996年實現轉基因作物大規模產業化到2022年已有20多年，轉基因作物種植面積增長超100倍，由1996年170萬hm2增加到2019年1.904億hm2。ISAAA數據顯示，2019年5大轉基因種植國家的種植面積占比近90%，其中，美國種植面積為7150萬hm2；巴西種植面積為5 280萬hm2；阿根廷種植面積為2 400萬hm2；加拿大種植面積為1 250萬hm2；印度種植面積為1190萬hm2。中國的轉基因種植面積為320萬hm2，位列第七位。

4 轉基因農產品安全性分析

自20世紀80年代以來，人類食用轉基因農產品已有40余年。國際商品法典委員會制定的轉基因食品安全評價指南，是各國開展安全評價的重要依據。至今，尚未發生被科學證實的轉基因安全問題。世界衛生組織：目前在國際市場上可獲得的轉基因食品已通過安全性評估，并且可能不會對人類健康產生危險。此外，在此類食品獲得批準的國家，民眾對這些食品的消費未顯示對人類健康的影響。歐盟委員會：根據500多個獨立科學團體歷時25年開展的130多個科研項目，得出結論，“生物技術，特別是轉基因技術，并不比傳統育種技術更有風險?！倍纠韺W學會：科學分析表明，轉基因食品的生產過程不大可能導致任何連毒理學家都不能預知的其他危害。對消費者而言，現有轉基因食品的安全水平看來與傳統食品的安全水平相當。

國際科學理事會：現有的轉基因作物及由其制成的食品，已被判定可以安全食用，所使用的檢測方法被認為是合理適當的。巴西科學院、中國科學院、印度國家科學院、墨西哥科學院、美國國家科學院、英國皇家學會和第三世界科學院發表《轉基因植物與世界》，認為“可以利用轉基因技術生產更有營養、儲存更穩定的食品，給工業化和發展中國家的消費者帶來惠益?！?/p>

5 轉基因農產品對人類的貢獻

5.1 轉基因生產國農民產生可觀的經濟效益

從1996—2009年，全世界農民種植轉基因玉米帶來的總收益為167億美元，種植轉基因大豆帶來的收益為250億美元，種植轉基因棉花的總收益為254億美元。2013年轉基因技術使全球增產6 400萬t農產品，農民增收204億美元。截至2012年，我國自己研制的轉基因抗蟲棉品種種植面積，達到全國轉基因抗蟲棉種植總面積的95%以上，累計為棉農增收節支900多億元。2014年中國700多萬小農戶繼續種植轉基因作物。2015年種植轉基因棉花的農民人數超過660萬。實際受益于轉基因Bt棉花的中國農民就遠遠超過了1 700萬。

5.2 提高農產品產量

2014年5月6日，英國獨立調查咨詢機構PG Economics在其網站上全文發布《全球轉基因作物社會經濟環境效益報告》，報告顯示，1996—2012年，轉基因技術使全世界多生產了1.2億t大豆、2.31億t玉米、1 820萬t皮棉和660萬t油菜籽。

5.3 降低農藥使用率，保護環境

全世界各國研發轉基因抗蟲大豆、轉基因抗蟲玉米、轉基因抗蟲棉花、轉基因抗蟲馬鈴薯、抗蟲轉基因水稻和轉基因抗蟲番茄等轉基因農產品的目的就是降低殺蟲劑等農藥的使用量，減少對人類賴以生存自然環境的污染。根據國際農業生物技術應用研究機構（ISAAA）的統計，由于轉基因作物在全球范圍內的大規模推廣，1996—2014年減少5.835億kg殺蟲劑活性成分的使用量；僅2014年一年就減少270億kg二氧化碳排放，相當于一年在公路上減少1 200萬輛汽車的行駛。截至2011年，國產轉基因抗蟲棉在中國國內累計推廣超過5.6億畝（1畝約等于0.066 7 hm2），減少農藥使用9 000 kg。