
轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本概念:(來源:生命經(jīng)緯)
(一)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的定義
將人工分離和修飾過的基因?qū)氲缴矬w基因組中,由于導(dǎo)入基因的表達,引起生物體
的性狀的可遺傳的修飾,這一技術(shù)稱之為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。人們常說的“遺傳工程”、“基因工程”、
“遺傳轉(zhuǎn)化”均為轉(zhuǎn)基因的同義詞。經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)修飾的生物體在媒體上常被稱為“遺傳修飾
過的生物體”(Geneticallymodifiedorganism,簡稱GMO)。
(二)幾種常用的植物轉(zhuǎn)基因方法
遺傳轉(zhuǎn)化的方法按其是否需要通過組織培養(yǎng)、再生植株可分成兩大類,第一類需要通過
組織培養(yǎng)再生植株,常用的方法有農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法、基因槍法;另一類方法不需要通過組
織培養(yǎng),目前比較成熟的主要有花粉管通道法。
1.農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法
農(nóng)桿菌是普遍存在于土壤中的一種革蘭氏陰性細菌,它能在自然條件下趨化性地感染大
多數(shù)雙子葉植物的受傷部位,并誘導(dǎo)產(chǎn)生冠癭瘤或發(fā)狀根。根癌農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌中細胞
中分別含有Ti質(zhì)粒和Ri質(zhì)粒,其上有一段T-DNA,農(nóng)桿菌通過侵染植物傷口進入細胞后,
可將T-DNA插入到植物基因組中。因此,農(nóng)桿菌是一種天然的植物遺傳轉(zhuǎn)化體系。人們將
目的基因插入到經(jīng)過改造的T-DNA區(qū),借助農(nóng)桿菌的感染實現(xiàn)外源基因向植物細胞的轉(zhuǎn)移
與整合,然后通過細胞和組織培養(yǎng)技術(shù),再生出轉(zhuǎn)基因植株。
農(nóng)桿菌介導(dǎo)法起初只被用于雙子葉植物中,近年來,農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化在一些單子葉植物(尤
其是水稻)中也得到了廣泛應(yīng)用。
2.基因槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法
利用火藥爆炸或高壓氣體加速(這一加速設(shè)備被稱為基因槍),將包裹了帶目的基因的
DNA溶液的高速微彈直接送入完整的植物組織和細胞中,然后通過細胞和組織培養(yǎng)技術(shù),
再生出植株,選出其中轉(zhuǎn)基因陽性植株即為轉(zhuǎn)基因植株。與農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化相比,基因槍法轉(zhuǎn)化
的一個主要優(yōu)點是不受受體植物范圍的限制。而且其載體質(zhì)粒的構(gòu)建也相對簡單,因此也是
目前轉(zhuǎn)基因研究中應(yīng)用較為廣泛的一種方法。
3.花粉管通道法
在授粉后向子房注射合目的基因的DNA溶液,利用植物在開花、受精過程中形成的花粉
管通道,將外源DNA導(dǎo)入受精卵細胞,并進一步地被整合到受體細胞的基因組中,隨著受
精卵的發(fā)育而成為帶轉(zhuǎn)基因的新個體。該方法于80年代初期由我國學(xué)者周光宇提出,我國
目前推廣面積最大的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。該法的最大優(yōu)點是不依
賴組織培養(yǎng)人工再生植株,技術(shù)簡單,不需要裝備精良的實驗室,常規(guī)育種工作者易于掌握。
(三)常用的動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)
1.顯微注射法
在顯微鏡下,用一根極細的玻璃針(直徑1-2微米)直接將DNA注射到胚胎的細胞核內(nèi),
再把注射過DNA的胚胎移植到動物體內(nèi),使之發(fā)育成正常的幼仔。用這種方法生產(chǎn)的動物
約有十分之一是整合外源基因的轉(zhuǎn)基因動物。
2.體細胞核移植方法
先在體外培養(yǎng)的體細胞中進行基因?qū)耄Y選獲得帶轉(zhuǎn)基因的細胞。然后,將帶轉(zhuǎn)基因
體細胞移植到去掉細胞核的卵細胞中,生產(chǎn)重構(gòu)胚胎。重構(gòu)胚胎經(jīng)移植到母體中,產(chǎn)生的仔
畜百分之百是轉(zhuǎn)基因動物。
(四)轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的關(guān)系
自從人類耕種作物以來,我們的祖先就從未停止過作物的遺傳改良。過去的幾千年里農(nóng)
作物改良的方式主要是對自然突變產(chǎn)生的優(yōu)良基因和重組體的選擇和利用,通過隨機和自然
的方式來積累優(yōu)良基因。遺傳學(xué)創(chuàng)立后近百年的動植物育種則是采用人工雜交的方法,進行
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優(yōu)良基因的重組和外源基因的導(dǎo)入而實現(xiàn)遺傳改良。
因此,轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)是一脈相承的,其本質(zhì)都是通過獲得優(yōu)良基因進行遺傳改
良。但在基因轉(zhuǎn)移的范圍和效率上,轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)有兩點重要區(qū)別。第一,傳
統(tǒng)技術(shù)一般只能在生物種內(nèi)個體間實現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移,而轉(zhuǎn)基因技術(shù)所轉(zhuǎn)移的基因則不受生物體
間親緣關(guān)系的限制。第二,傳統(tǒng)的雜交和選擇技術(shù)一般是在生物個體水平上進行,操作對象
是整個基因組,所轉(zhuǎn)移的是大量的基因,不可能準確地對某個基因進行操作和選擇,對后代
的表現(xiàn)預(yù)見性較差。而轉(zhuǎn)基因技術(shù)所操作和轉(zhuǎn)移的一般是經(jīng)過明確定義的基因,功能清楚,
后代表現(xiàn)可準確預(yù)期。因此,轉(zhuǎn)基因技術(shù)是對傳統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和補充。將兩者緊密結(jié)合,可
相得益彰,大大地提高動植物品種改良的效率。
國內(nèi)外轉(zhuǎn)基因動植物研究和產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀
(一)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物研究和產(chǎn)業(yè)化
1983年世界首例轉(zhuǎn)基因植物培育成功,標志著人類用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良農(nóng)作物的開始。1986
年轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物獲得批準進入田間試驗,1994年美國Calgene公司培育的延熟保鮮的轉(zhuǎn)基因
番茄被批準商品化生產(chǎn),2000年全世界轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的種植面積達4,420萬公頃,發(fā)展速度
非常迅猛。
據(jù)不完全統(tǒng)計,轉(zhuǎn)基因研究至少在35科120種植物中獲得了成功,所涉及到的性狀包括
抗蟲、抗病毒、抗細茵、抗真菌、抗除草劑、抗逆境、品質(zhì)改良,以及對生長發(fā)育的調(diào)控以
提高產(chǎn)量潛力等。
根據(jù)“經(jīng)濟合作與發(fā)展組織”(OECD)的數(shù)據(jù),從1986年到2000年的15年間,OECD國
家共批準10,313例轉(zhuǎn)基因生物進入田間試驗,其中植物占總數(shù)的98.4%,細菌占1.0%,
病毒占0.3%,真菌占0.2%,動物占0.1%。在全部被批準的10,313例田間試驗中,
美國占總數(shù)的71.1%。
全球范圍內(nèi)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的種植面積近年來呈逐年大幅度增長的趨勢,1996年為170萬
公頃,1997年為1,100萬公頃,1998年增加到2,780萬公頃,1999年進一步增加到3,
990萬公頃,雖然受到國際上關(guān)于GMO爭議的影響,2000年的種植面積仍有增加,達4,
420萬公頃。種植面積在100萬公頃以上的有大豆、玉米、棉花和油菜,所用的主要為抗除
草劑基因和抗蟲基因。尤其值得指出的是,根據(jù)1999年的數(shù)據(jù)分析,美國該年種植轉(zhuǎn)基因
大豆面積為1,500萬公頃,占全國大豆面積的50%;轉(zhuǎn)基因玉米的種植面積為1,030萬
公頃,占全國玉米面積的33%。
目前我國有6種轉(zhuǎn)基因植物被批準進入商品化生產(chǎn),包括我國自己培育的耐儲存番茄
(1997)、抗蟲棉(1997)、觀賞植物矮牽牛(1997)、抗病毒甜椒(1998)、抗病毒番茄(1998),
以及美國孟三都公司培育的抗蟲棉(1997)。在上述轉(zhuǎn)基因作物中,種植面積最大的是抗蟲
棉,到2000年底止,國產(chǎn)抗蟲棉的累計推廣面積達37萬公頃,減少農(nóng)藥用量達80%,創(chuàng)
造效益7.7億元人民幣。根據(jù)山東省2000年的統(tǒng)計,抗蟲棉的推廣減少農(nóng)藥用量1,300
多噸。孟三都公司的抗蟲棉也有很大面積的種植。
從整體水平看,我國在轉(zhuǎn)基因作物研究技術(shù)方面的進展與國際上基本同步,在發(fā)展中國家中
居領(lǐng)先地位。但與國際先進水平相比,我們的差距仍然很大,主要表現(xiàn)在擁有自主知識產(chǎn)權(quán)
的基因很少,因此缺乏后勁;產(chǎn)業(yè)化滯后,活力不足。
(二)轉(zhuǎn)基因動物研究和產(chǎn)業(yè)化
國際上從九十年代初開始花費大量人力和財力研究和開發(fā)動物乳腺生物反應(yīng)器技術(shù),取
得大量成果。從2001年起,將會有抗胰蛋白酶因子、C蛋白、凝血酶Ⅲ、葡萄糖苷酶和乳
轉(zhuǎn)鐵蛋白等5-6種產(chǎn)品陸續(xù)上市,年產(chǎn)值約10億美元。從1995年起又大量投資開發(fā)體細胞
克隆技術(shù),研發(fā)重點是生產(chǎn)干細胞,用于組織修補等治療性目的。
我國在轉(zhuǎn)基因魚的研究和開發(fā)上處于國際領(lǐng)先地位,已生產(chǎn)出生產(chǎn)性能優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因魚,
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對生態(tài)環(huán)境無不良影響,現(xiàn)已通過中試和安全評價試驗,具備了投入商品生產(chǎn)的條件。我們
已較好地建立了動物乳腺生物反應(yīng)器和體細胞克隆技術(shù)平臺。動物乳腺生產(chǎn)的IBDV疫苗和
干擾素,將在“十五”期間完成中試,創(chuàng)造商業(yè)生產(chǎn)條件。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的意義和前景
(一)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些主要問題
第一,主要作物的病蟲危害逐年加重,每年噴施的大量農(nóng)藥既加重了農(nóng)民負擔,使農(nóng)民
增產(chǎn)不增收,又嚴重破壞了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境,還造成了食物中的大量農(nóng)藥殘留,危
害人類健康。因此,增加品種的抗蟲性,減少農(nóng)藥的施用量是一個十分緊迫的問題。
第二,高產(chǎn)品種需肥量大。目前我國大部分地區(qū)作物生產(chǎn)的施肥量已經(jīng)超過了土地的承
受能力,大量施肥除加重農(nóng)民負擔外,土壤退化、江河湖海的富營養(yǎng)化正成為農(nóng)業(yè)和環(huán)境可
持續(xù)發(fā)展的嚴重障礙。培育肥料高效利用的品種,在保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時降低肥料用量也已
迫在眉睫。
第三,水資源日趨短缺。除西北長期缺水、華北旱災(zāi)頻繁外,旱災(zāi)在長江流域發(fā)生的頻
率近年也有很大提高。據(jù)統(tǒng)計,我國農(nóng)業(yè)耗水約占全國總耗水量的70%,而水稻的用水幾
乎占整個農(nóng)業(yè)耗水的70%,在水資源日益短缺的今天,培育耐旱品種,降低水稻的用水對
國民經(jīng)濟乃至人類社會的生存和發(fā)展均有著十分重要的意義。
第四,我國北方的鹽堿地面積很大,南方熱帶、亞熱帶土壤普遍為酸性,鋁離子的毒害
是一個嚴重問題。這些不良環(huán)境對作物的種植和產(chǎn)量潛力的發(fā)揮均有限制作用。
第五,我國的主要作物的品質(zhì)較差,既不能適應(yīng)人民生活水平提高的要求,且又因其偏低的
售價影響了農(nóng)民的積極性,亟待改良。
第六,近二十年來各種作物產(chǎn)量均現(xiàn)徘徊局面,新育出的品種在產(chǎn)量潛力上沒有大的突
破。
(二)轉(zhuǎn)基因技術(shù)在我國農(nóng)作物改良中的前景
近年來,國內(nèi)外應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了抗蟲性強的棉花、玉米、水稻等。抗蟲棉花在
國內(nèi)外已大面積種植,抗蟲玉米在國外已有很大的種植面積,它們的推廣大幅度地降低了農(nóng)
藥的用量。抗蟲水稻為我國獨有,已完成了中間試驗,具備了產(chǎn)業(yè)化的條件。
國外已培育出氮肥高效利用的轉(zhuǎn)基因小麥,磷肥利用效率明顯提高的轉(zhuǎn)基因煙草。近年國內(nèi)
外均已鑒定分離出一些與氮、磷肥料利用效率有關(guān)的基因,將這些基因?qū)氲狡渌魑铮瑢?/p>
可能有效地提高各種作物的肥料利用效率,降低肥料用量。
隨著分子生物學(xué)研究的進展,國際上已獲得了不少調(diào)節(jié)植物水分狀態(tài)使植物耐旱的基因,
這些基因的利用將會培育出耐旱農(nóng)作物品種。
近年在耐鹽堿、耐鋁毒分子生物學(xué)研究取得了很好的進展,已分別培育出耐鹽堿、耐鋁毒的
轉(zhuǎn)基因植物。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用將在不久的將來培育出耐鹽堿、耐鋁毒的作物新品種。
應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的耐儲藏保鮮番茄,在國內(nèi)外都率先獲準進行商品化生產(chǎn)。國內(nèi)已
培育出直鏈淀粉含量明顯降低、蒸煮和食味品質(zhì)明顯改善的水稻。瑞士科學(xué)家培育的富含維
生素A的“金米”由于其科學(xué)意義和政治意義,近年在國際上更是引起了轟動。在食品的營
養(yǎng)品質(zhì)、微量元素的改良方面,轉(zhuǎn)基因技術(shù)預(yù)期將會發(fā)揮重要作用。
應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)修飾植物的生理生化代謝途徑,可以大幅度地提高作物的生產(chǎn)力,改進
產(chǎn)量潛力。例如我國科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的延緩葉片衰老的水稻,單株生產(chǎn)力顯著提
高。
此外,轉(zhuǎn)生長激素基因的魚、豬表現(xiàn)出快速生長、餌料利用效率提高、品質(zhì)改良等優(yōu)點,既
提高產(chǎn)出,又可降低養(yǎng)殖成本。對我國畜牧業(yè)、漁業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的改善,均會起
到保障作用。
轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的安全性及管理
有著不同程度的不良影響,人類的很多疾病都與食品有關(guān)。此外,安全性只是相對的,對于
一部分人群安全的食品,對另外一部分人不一定安全,如蝦、蟹等海鮮食品是大多數(shù)人的美
味佳肴,但對少數(shù)人則產(chǎn)生過敏反應(yīng)。
還有人認為,在批準商品化之前,應(yīng)該弄清轉(zhuǎn)基因食品安全性的長期效應(yīng)。但我們都知
道,今天所吃的主要食品,在將它們開辟成食物之前,都沒有經(jīng)過毒性檢驗,也未對它們進
行過長期安全效應(yīng)評價,人們都沒有認為這些食品不安全。還有一些已知長期大量食用不利
于健康的食品(如高脂肪、高糖等),沒有人認為應(yīng)該禁止。轉(zhuǎn)基因作物大面積種植已達7
年,食用轉(zhuǎn)基因食品的人群至少已有10億之多,至今沒有轉(zhuǎn)基因食品不安全的任何實例。
轉(zhuǎn)基因食品安全性的長期效應(yīng)由此可見一斑。對待轉(zhuǎn)基因食品安全性比較科學(xué)的態(tài)度應(yīng)該是
遵循“安全性”的定義,堅持“實質(zhì)等同”的原則。
2.轉(zhuǎn)基因作物是否會演化為“超級雜草”
人類歷史上幾千年的作物改良,所產(chǎn)生的一個總體效應(yīng)是:作物遺傳改良的程度
越高,對人類創(chuàng)造的環(huán)境的依賴性就越大,在自然條件下越難生存。現(xiàn)代的作物與其野生親
緣相比在很多性狀上都發(fā)生了改變,這種改變涉及到大量基因。農(nóng)作物尤其是優(yōu)良的農(nóng)作物
品種不可能因為導(dǎo)入一個或幾個與雜草無關(guān)的基因而變成雜草。
但值得注意的是,有證據(jù)表明農(nóng)作物的基因向雜草轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象是存在的,因此應(yīng)
該防止轉(zhuǎn)基因向雜草的轉(zhuǎn)移。對轉(zhuǎn)抗除草劑基因的作物,尤其應(yīng)該防止抗除草劑基因向雜草
的轉(zhuǎn)移而使得雜草無法控制(即成為所謂的超級雜草)。在有作物野生親緣群落和作物近緣
雜草的地區(qū)應(yīng)注意監(jiān)測基因的轉(zhuǎn)移,采取相應(yīng)的防范措施。
3.轉(zhuǎn)基因作物對生態(tài)環(huán)境是否安全
按國家法規(guī)規(guī)定的程序批準商品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因作物,不會比非轉(zhuǎn)基因的農(nóng)作物對
生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生更大的不良效應(yīng)。例如前述的耐儲存番茄,以及一些類似的品質(zhì)改良的轉(zhuǎn)基因
作物,與其原來的品種比,沒有任何添加成分,對環(huán)境中性。而另外一些轉(zhuǎn)基因作物則對生
態(tài)環(huán)境有益,如抗蟲作物。對我國抗蟲棉田間調(diào)查數(shù)據(jù)表明,由于對棉鈴蟲不打或少打藥,
害蟲天敵大量增加,對蚜蟲類的害蟲也得到了有效控制,因此對蚜蟲也可不打或少打藥。預(yù)
期其它抗蟲轉(zhuǎn)基因作物的推廣也會得到類似的效果。如果在主要作物和蔬菜的生產(chǎn)中能顯著
減少農(nóng)藥用量,我國的生態(tài)環(huán)境將會得到極大的改善。
4.轉(zhuǎn)基因作物是否會影響生物多樣性
有人擔心轉(zhuǎn)基因作物替代傳統(tǒng)作物品種的結(jié)果會減少品種的多樣性,這種可能性顯
然是存在的。不過這種可能性不僅限于轉(zhuǎn)基因作物,優(yōu)良品種的應(yīng)用導(dǎo)致種植品種多樣性的
減少是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個普遍現(xiàn)象。而從技術(shù)上講,轉(zhuǎn)基因只是向生物體添加了個別基因,基
因添加的本身并不改變生物多樣性。應(yīng)該說,從長遠看,轉(zhuǎn)基因作物將會增加作物的生產(chǎn)力,
從而少用農(nóng)田,少用農(nóng)藥,有助于保護生物多樣性。
為防止作物品種多樣性的減少,應(yīng)注意作物品種資源的保護,以保證各種基因資源
被保存下來。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還應(yīng)注意作物品種的合理搭配,避免大面積地種植單一品種給作
物造成可能的病蟲危害。
(二)關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物安全性的爭議
近年來,在國際上(尤其是歐洲)對轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)了較大的爭議,這些爭議在一
定程度上影響了轉(zhuǎn)基因作物的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的進程。這些爭議的爆發(fā)在與以下幾個事
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件有一定的關(guān)系。
1.Pusztai事件
英國蘇格蘭Rowett研究所的研究人員ArpadPusztai1998年秋在電視臺宣稱,他用
轉(zhuǎn)雪花蓮凝集素基因的馬鈴薯飼喂大鼠,“導(dǎo)致大鼠體重及器官重量嚴重減輕,免疫系統(tǒng)被
損壞”。此事引起轟動,從此引發(fā)了國際上對轉(zhuǎn)基因作物安全性的爭論。英國皇家學(xué)會對此
十分重視,組織了專門的同行評議,并于1999年5月公布報告,指出Pusztai的研究從試
驗設(shè)計、方法,到研究結(jié)果及數(shù)據(jù)分析都有嚴重缺陷。Pusztai本人也因此而被勸提前退休。
2.帝王蝶(Monarchbutterfly)事件
1999年美國康奈爾大學(xué)Loy等報道在實驗室內(nèi)以拌有轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲玉
米花粉的馬利筋草喂養(yǎng)帝王蝶幼蟲可導(dǎo)致死亡,這一結(jié)果被解釋為轉(zhuǎn)基因威脅非目標昆蟲。
“環(huán)境主義”組織據(jù)此提出應(yīng)限制轉(zhuǎn)基因玉米的生產(chǎn)與銷售。
當年夏天,美國環(huán)境保護局(EPA)組織昆蟲專家們對帝王蝶問題進行了專題研究。
結(jié)論是,抗蟲玉米花粉在田間對帝王蝶并無威脅,其原因是:(1)玉米花粉大而重,擴散
不遠,在田間所有花粉只落在10碼以內(nèi),在距玉米5米的馬利筋雜草上,每平方厘米葉子
上只發(fā)現(xiàn)一粒玉米花粉;(2)帝王蝶通常并不吃玉米花粉,它們在玉米散完粉后才大量產(chǎn)
卵;(3)在經(jīng)調(diào)查的美國中西部轉(zhuǎn)Bt基因玉米占玉米面積的25%,但田間的帝王蝶數(shù)量
卻很大。美國環(huán)境保護局在最近的一個報告中指出,評價轉(zhuǎn)基因作物對非靶標昆蟲的影響,
應(yīng)以野外實驗為準,而不能僅僅依靠試驗室的數(shù)據(jù)。
但這一事件也表明,抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米還存在有待改進的地方,如可以讓花粉不產(chǎn)生Bt殺蟲
蛋白,這樣就可使得花粉對非目標抗蟲完全沒有威脅。
3.巴西堅果事件
美國先鋒種子公司的科學(xué)家在對大豆作品質(zhì)改良時發(fā)現(xiàn)巴西堅果中有一種蛋白質(zhì)
富含甲硫氨酸和半胱氨酸,并將這一基因轉(zhuǎn)到大豆。但他們發(fā)現(xiàn)一些人對巴西堅果有過敏反
應(yīng),而且引起過敏反應(yīng)的正是這一蛋白。他們隨即對帶巴西堅果蛋白的轉(zhuǎn)基因大豆也進行檢
驗,發(fā)現(xiàn)對巴西堅果過敏的人對這種轉(zhuǎn)基因大豆也過敏。該公司于是取消了這項研究計劃。
這件事一度被說成是轉(zhuǎn)基因大豆引起食物過敏,顯然不準確。但我們可以從兩個方
面來看待這件事:一方面,轉(zhuǎn)基因技術(shù)有可能將一些造成食物過敏的基因轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物中來,
因此需要防止;另一方面也說明對轉(zhuǎn)基因植物的安全管理能有效地防止轉(zhuǎn)基因食品成為過敏
原。事實上,國際上早已有關(guān)于能產(chǎn)生過敏反應(yīng)的食品及有關(guān)基因的清單。
4.爭議背后的復(fù)雜背景
轉(zhuǎn)基因研究從一開始就遇到了不少的非難,但這些非難所提出的基本上都不是科學(xué)
問題。孟三都等跨國公司在北美和南美大面積推廣轉(zhuǎn)基因作物的過程中,就一直受到“綠色
和平組織”等民間組織及宗教團體的批評。在這些跨國公司擬將轉(zhuǎn)基因作物進入歐洲市場
時,引發(fā)了世界性的對轉(zhuǎn)基因作物的爭議。引起爭議的原因十分復(fù)雜,包括:歐洲相對落后
的技術(shù)成熟度,被媒體和一些民間組織夸大了的Pusztai事件和帝王蝶事件,瘋牛病、二惡
英等。市場保護和貿(mào)易沖突也是歐洲拒絕轉(zhuǎn)基因作物的重要原因。
(三)科學(xué)界對轉(zhuǎn)基因作物的態(tài)度
國際上出現(xiàn)的關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物的爭議,引起了科學(xué)界的極大關(guān)注。許多科學(xué)家、
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學(xué)術(shù)團體紛紛以各種形式發(fā)表對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的支持態(tài)度。
1.全球七大科學(xué)院發(fā)出聯(lián)合聲明
2000年7月11日,英國皇家學(xué)會、巴西、中國、印度、墨西哥、美國科
學(xué)院及第三世界科學(xué)院發(fā)表聯(lián)合聲明指出,應(yīng)改進食品的生產(chǎn)和分配以滿足日益增長的世界
人口的生活需要,同時減少對環(huán)境的不利影響和為低收入地區(qū)提供更多的就業(yè)機會。聲明強
調(diào),利用基因改造技術(shù)能生產(chǎn)出更有營養(yǎng)、更宜儲存和促進健康的食品,對工業(yè)化國家和發(fā)
展中國家的消費者都會帶來好處。應(yīng)該通過有計劃地一致行動研究基因改造技術(shù)可能給環(huán)境
帶來的正面和負面的影響,但這些影響應(yīng)與目前使用的常規(guī)農(nóng)業(yè)技術(shù)所產(chǎn)生的影響相比較而
加以評估。
2.全球3000多科學(xué)家簽署聲明主持農(nóng)業(yè)生物技術(shù)
由美國Tuskegee大學(xué)Prakash教授2000年1月起草了題為“科學(xué)家支持農(nóng)業(yè)生物
技術(shù)的聲明”,已征集到世界上3,000多位科學(xué)家的簽名,其中包括DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)
者、諾貝爾獎得主JamesWatson,綠色革命的創(chuàng)始人、諾貝爾獎得主NormanBorlaug,世
界糧食獎獲得者、國際水稻研究所首席育種家GurdevKhush。該聲明說道:“對植物負責
任的遺傳修飾既不新也不危險。如抗病蟲等諸多性狀已通過有性雜交和細胞培養(yǎng)的方法經(jīng)常
性地引入作物中。與傳統(tǒng)的方法相比較,通過重組DNA技術(shù)引入新的或不同的基因并不一定
會有新的或更大的風險,且商品化的產(chǎn)品的安全性則由于目前的安全管理規(guī)則而得到了更進
一步的保障。遺傳新技術(shù)為作物改進提供了更大的靈活性和精確性”。
3.美國科學(xué)界的支持態(tài)度
美國眾議院科學(xué)委員會基礎(chǔ)研究分委員會在對大量研究結(jié)果進行分析和許多科學(xué)家
參與的聽證的基礎(chǔ)上,于2000年4月13日以“機遇的種子:對植物基因組和農(nóng)業(yè)生物技術(shù)
效益、安全和監(jiān)理的評價”為題,向國會提交了一個報告。該報告就人們對轉(zhuǎn)基因植物普遍
關(guān)心的問題,得出了13點發(fā)現(xiàn),提出了6條推薦意見。13點發(fā)現(xiàn)的要點主要是:農(nóng)業(yè)生物
技術(shù)具有巨大的潛在價值;沒有證據(jù)表明從其它生物向植物轉(zhuǎn)入基因會有特別的風險;由農(nóng)
業(yè)生物技術(shù)培育出的抗蟲品種對帝王蝶及其它非目標昆蟲的威脅實際上不顯著;標識農(nóng)業(yè)生
物技術(shù)產(chǎn)品是提供誤導(dǎo)信息,可能會使消費者對食品安全產(chǎn)生混亂;聯(lián)邦政府的管理應(yīng)重點
放在植物的特性、對它計劃的用途以及擬種植此植物的環(huán)境,而不是培育該植物的方法等。
根據(jù)上述的結(jié)論,該報告提出了6條推薦意見,包括:國會應(yīng)保證植物基因組基礎(chǔ)研究有足
夠的經(jīng)費;農(nóng)業(yè)部(USDA)現(xiàn)行的、環(huán)境保護局(EPA)提出的以生物技術(shù)的產(chǎn)品為對象的
管理辦法應(yīng)修改;食品和藥物管理局(FDA)應(yīng)保持它目前以科學(xué)為根據(jù)的管理政策;食品
和藥物管理局應(yīng)保持它目前在食品標識上以科學(xué)為根據(jù)的政策;行政當局應(yīng)努力保證農(nóng)業(yè)生
物技術(shù)產(chǎn)品市場不受到一些沒有科學(xué)根據(jù)的措施的限制;管理部門、企業(yè)和科學(xué)界應(yīng)教育公
眾,使認識到農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的產(chǎn)品已經(jīng)有了一個長期安全的記錄。
4.歐洲的現(xiàn)況
歐洲由于受GMO爭議的影響較大,爭論仍較激烈。但是歐盟委員會為推進農(nóng)業(yè)生物
技術(shù)的發(fā)展作出了較大的努力。2000年7月,歐盟委員會決定要求成員國采取措施恢復(fù)公
眾對GMO批準程序的信心。2001年7月,歐盟委員會提出了關(guān)于對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品實行標識的
法案,也可看作是恢復(fù)公眾對GMO信心的一項措施。
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雖然遭遇到了不少反對,歐洲仍然進行了大量的轉(zhuǎn)基因作物的田間試驗。據(jù)歐盟聯(lián)
合研究中心的數(shù)據(jù)顯示,到2001年4月止,歐盟國家共進行了1,668例田間試驗。在反對
聲比較強烈的英國,也新增了58處田間試驗點,并在蘇格蘭選了5處作農(nóng)場規(guī)模的試驗。
5.我國科學(xué)界對GMO爭議的反應(yīng)
近年來,中國工程院、農(nóng)業(yè)部等部門就轉(zhuǎn)基因植物的問題組織專家進行了多次討論。
專家們認為,由于黨中央和國務(wù)院的高瞻遠矚,80年代中期不失時機啟動的863計劃和近
期批準的轉(zhuǎn)基因?qū)m椨媱潱刮覈谥参锘蚪M和轉(zhuǎn)基因研究的許多領(lǐng)域都取得了相對優(yōu)
勢。
專家們認為,我國叨年代建立起來的農(nóng)業(yè)生物安全管理法規(guī)已基本能滿足從中間試驗到商業(yè)
化生產(chǎn)科學(xué)有序地管理的要求,在安全評價中所采用的“實質(zhì)等同”(Substantial
equivalence)和“個案分析”(Ca-by-ca)的原則是非常科學(xué)合理的。我國已批準商
品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因作物都是安全的。
專家們還認為,我國現(xiàn)已培育出了一批轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物材料,有些已經(jīng)過了多年的田間試驗,
產(chǎn)業(yè)化的條件已完全成熟,應(yīng)該進一步不失時機地推進產(chǎn)業(yè)化。否則,不僅會喪失我們已經(jīng)
取得的一些相對優(yōu)勢,失去在國際競爭中的先機,而且還會影響到農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)
域研究的發(fā)展,并使科研隊伍失去凝聚力,導(dǎo)致人才的進一步流失。
(四)對轉(zhuǎn)基因作物的管理
轉(zhuǎn)基因生物安全性的管理從一開始就受到世界各國的重視,從事轉(zhuǎn)基因研究和開發(fā)
的國家各自均有比較完善的、以科學(xué)為基礎(chǔ)的管理規(guī)則,這些制度的建立對轉(zhuǎn)基因的研究和
開發(fā)的健康而有序地發(fā)展起到了很好的作用。
1.國際上對轉(zhuǎn)基因作物的管理
從已查到資料看,美國對轉(zhuǎn)基因作物的管理體系最為完善。在這個管理體系最基
層的是各研究單位的生物安全委員會,其責任是監(jiān)測各單位在生物研究中可能出現(xiàn)的安全問
題,保障研究工作遵守生物安全的程序。
在聯(lián)邦政府的層面上,有一個由農(nóng)業(yè)部(USDA)、環(huán)境保護局(EPA)、食品和藥
物管理局(FDA)參與的協(xié)調(diào)管理的框架。在這個框架中,USDA負責確定轉(zhuǎn)基因植物是否可
能會成為有害生物,即對農(nóng)業(yè)和環(huán)境是否會產(chǎn)生不利影響,管理轉(zhuǎn)基因植物和種子的進口、
運輸和田間試驗。對于多數(shù)常見作物的運輸和田間試驗,研究人員只需向USDA通報即可。
對于一些不常種植的作物或風險性較大的性狀,研究人員則需要提交正式申請,經(jīng)許可后才
可進行運輸和種植。在進行田間試驗的過程中,USDA要求有防止轉(zhuǎn)基因擴散和進入食品的
措施。轉(zhuǎn)基因植物的商品化生產(chǎn)前,研究人員要向USDA申請對該轉(zhuǎn)基因植物“解除管制”。
為此,研究人員需要提供關(guān)于轉(zhuǎn)基因及其植物生物學(xué)效應(yīng),對生態(tài)系統(tǒng)的影響等方面大量的
數(shù)據(jù)。當作物進入市場后,一旦發(fā)現(xiàn)問題,USDA有權(quán)停止銷售。
FDA主要負責食品及食品成份安全的管理。FDA工作人員對研究人員提出
咨詢,考查有關(guān)數(shù)據(jù),對基因來源于已知為過敏原的生物,還應(yīng)進行過敏性的評價。如果轉(zhuǎn)
基因作物涉及到毒性物質(zhì)、或改變食品的營養(yǎng)構(gòu)成、或含有新的物質(zhì)成份、或帶有抗抗生素
的標記等,則需作進一步的考查。2001年1月,F(xiàn)DA又頒布了一項新規(guī)定,要求至少在商品
化生產(chǎn)之前的120天提交各種相關(guān)資料。
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EPA管理轉(zhuǎn)基因植物的環(huán)境安全性,主要監(jiān)管對象為“植保型”的轉(zhuǎn)基
因植物,如抗蟲棉花、抗病毒番茄等。EPA監(jiān)管具有含抗蟲、抗菌類物質(zhì)的植物及微生物的
擴散、銷售、利用和試驗,還監(jiān)管食品中的抗蟲、抗菌類的物質(zhì),以及遺傳修飾過的微生物。
2.關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品的標識
各國對轉(zhuǎn)基因食品標識的管理存在較大的差異。美國對食品安全的管理由FDA負
責,對食品標識的總原則是“真實、不誤導(dǎo)”(truthfulandnotmisleading),要求標
識食品的成份、營養(yǎng)組成、過敏性等。他們認為不應(yīng)將轉(zhuǎn)基因食品作為一類特殊食品,進行
特別標識。
日本對2001年4月開始對轉(zhuǎn)基因食品實行標識。他們表示,標識的目的不是基于
安全性的考慮,而是給消費者提供“知情權(quán)”和“選擇權(quán)”。其基本做法是由管理部門每年
提出應(yīng)該標識的食品種類的清單。對于轉(zhuǎn)基因的DNA或蛋白質(zhì)可被檢測到、所用的轉(zhuǎn)基因作
物原料在該食品中為3種最大量成份之一、且轉(zhuǎn)基因作物原料重量超過5%的食品(如豆腐、
豆奶、煮熟的大豆、玉米點心等),應(yīng)作標識。反之,如果DNA/蛋白質(zhì)不能被檢測到、或
在所用原料中不為3種最大量成份之一、或在重量上達不到5%(如油、醬油、玉米糖、馬
鈴薯制品等),則不必標識。
在歐洲,歐盟委員會于2001年7月提出一項法案,要求對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品實行標識,
并要求對從生產(chǎn)到銷售的全過程實行代碼跟蹤管理。
3.我國對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全的管理
在我國,原國家科委于1993年頒布了《基因工程安全管理辦法》,為我國轉(zhuǎn)基因
生物安全管理提供了基本框架。根據(jù)這一基本框架,農(nóng)業(yè)部于1996年頒布了《農(nóng)業(yè)生物基
因工程安全管理實施辦法》,1997年又發(fā)布了《關(guān)于貫徹執(zhí)行(農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管
理的實施辦法)的通知》,并于同年成立了“農(nóng)業(yè)生物基因工程安全委員會”和“農(nóng)業(yè)生物
基因工程安全管理辦公室”。2001年國務(wù)院又頒布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》,
使得我國對轉(zhuǎn)基因生物的安全管理更加完善具體。
這些法規(guī)所管理的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物包括轉(zhuǎn)基因動植物(含種子、種畜禽、水產(chǎn)苗
種)和微生物、轉(zhuǎn)基因動植物、微生物產(chǎn)品、轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的直接加工品、含有轉(zhuǎn)基因動植
物、微生物或者其產(chǎn)品成份的種子、種畜禽、水產(chǎn)苗種、農(nóng)藥、獸藥、肥料和添加劑等產(chǎn)品。
在安全性評價時,根據(jù)受體的生物學(xué)特征和基因操作對生物體安全等級的影響,
將農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全性分為:尚不存在危險、具有低度危險、具有中度危險、具有高度危
險等四個等級,評價過程分為五個階段,即實驗研究、中間試驗、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗和
生物安全證書。
在管理上,已頒布和正在制定農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價制度、轉(zhuǎn)基因種子、種畜
禽、水產(chǎn)苗種生產(chǎn)許可證制度、農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物經(jīng)營許可證制度、農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標識制度、
農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進口管理制度等一系列的制度。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)正在領(lǐng)導(dǎo)一場新的農(nóng)業(yè)科技革命。目前我國公眾對轉(zhuǎn)基因技術(shù)和轉(zhuǎn)基因
食品還存在一些疑慮,應(yīng)該采用多種形式進行普及生命科學(xué)知識的教育,使公眾對轉(zhuǎn)基因技
術(shù)有一個較為科學(xué)的認識,主動地接受轉(zhuǎn)基因食品。使轉(zhuǎn)基因技術(shù)貼近民眾,造福于人類。
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