科學(xué)認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)

　　摘要： 近年來， 現(xiàn)代生物技術(shù)在我國(guó)迅猛發(fā)展，越來越多的轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種體系中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性一直是大眾十分關(guān)心的問題。 本文介紹了轉(zhuǎn)基因的技術(shù)手段、 國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展歷程及安全監(jiān)管措施等， 以期幫助大眾科學(xué)認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因相關(guān)知識(shí)。

　　關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)基因; 安全性; 監(jiān)管措施; 展望

　　曹偉平; 宋健; 豐碩， 現(xiàn)代農(nóng)村科技 發(fā)表時(shí)間：2021-11-11

　　轉(zhuǎn)基因，是利用現(xiàn)代生物技術(shù)將一種生物體的一個(gè)或幾個(gè)基因轉(zhuǎn)移到另外一種生物體內(nèi)，從而讓后一種生物體獲得新的性狀。比如，將昆蟲病原細(xì)菌蘇云金芽胞桿菌(Bt)的抗蟲基因轉(zhuǎn)入棉花、水稻或玉米，培育成對(duì)棉鈴蟲、卷葉螟及玉米螟等昆蟲具有抗性的轉(zhuǎn)基因棉花、水稻或玉米?；虻慕粨Q、轉(zhuǎn)移和改變是自然界中常見的現(xiàn)象，是推動(dòng)生物進(jìn)化的重要力量。

　　1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否安全

　　1.1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)手段的安全性。通俗地說，轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是把一個(gè)生物物種中控制優(yōu)良性狀的基因拿出來，跟另外需要這種優(yōu)良性狀的生物物種進(jìn)行雜交的技術(shù)。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所彭于發(fā)研究員形象地把轉(zhuǎn)基因的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)比喻為剪刀、漿糊和篩子。剪刀即“內(nèi)切酶”，用于把抗蟲抗病等基因片段從一種生物物種的染色體上剪下來，然后用“漿糊”也就是“連接酶”把剪下來的基因片段粘貼在目的物種的基因鏈上，基因篩子負(fù)責(zé)把能夠達(dá)到預(yù)期效果的優(yōu)秀“選手”選出來。最佳“選手”不但要保證目的基因被安放在母本基因鏈中恰當(dāng)?shù)奈恢蒙?，發(fā)揮目的基因應(yīng)有的作用，還要保證母本物種中負(fù)責(zé)植株正常生長(zhǎng)的基因沒有被破壞掉。

　　運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得的農(nóng)作物與運(yùn)用傳統(tǒng)育種技術(shù)獲得的農(nóng)作物相比，二者既有相同點(diǎn)，也有不同點(diǎn)。相同點(diǎn)是：非轉(zhuǎn)基因和轉(zhuǎn)基因的植株本身或種子，在顏色和外表上是沒有差別的，總體來說，所有產(chǎn)品都是碳水化合物組成的，果實(shí)、種子及其附屬產(chǎn)品如油脂、蛋白、中間代謝產(chǎn)物等都是相同的。二者的不同點(diǎn)是：如以營(yíng)養(yǎng)為目標(biāo)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物產(chǎn)品，其質(zhì)量?jī)?yōu)于傳統(tǒng)育種產(chǎn)品，如蛋白質(zhì)中必需氨基酸含量增加。

　　1.2 轉(zhuǎn)基因作物食用的安全性。轉(zhuǎn)基因食品的安全性一直是大眾關(guān)心的問題，甚至有人提出“轉(zhuǎn)基因食品是新東西，需要長(zhǎng)期多代人驗(yàn)證”的說法。那么，轉(zhuǎn)基因食品是否安全?“長(zhǎng)期多代人驗(yàn)證”的說法是否科學(xué)呢?

　　早在二十世紀(jì)八十年代，轉(zhuǎn)基因技術(shù)就被應(yīng)用在醫(yī)藥和食品工業(yè)領(lǐng)域，如人胰島素、抗生素、疫苗、食品添加劑、食品酶制劑、干擾素和啤酒酵母等都是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)手段生產(chǎn)的。轉(zhuǎn)基因作物開始商業(yè)化種植始于 1996 年，20 多年來，全世界近 30 個(gè)國(guó)家和地區(qū)累計(jì)種植了 300 億畝轉(zhuǎn)基因作物，人類規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用轉(zhuǎn)基因大豆、玉米和油菜也經(jīng)歷了 25 年，幾十億人直接或間接使用或食用過轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，至今尚未出現(xiàn)一例食品安全事故。

　　以轉(zhuǎn) Bt 基因抗蟲作物為例，蘇云金芽胞桿菌一直存在于自然界中，Bt 殺蟲蛋白具有高度專一性，只能與棉鈴蟲等鱗翅目害蟲腸道上皮細(xì)胞的特異性受體結(jié)合，引起害蟲腸道穿孔，從而導(dǎo)致害蟲死亡，而其他昆蟲、哺乳動(dòng)物和人類腸道細(xì)胞沒有與 Bt 蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，因此不會(huì)對(duì)非靶標(biāo)昆蟲和哺乳動(dòng)物造成傷害。

　　2 轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展與應(yīng)用

　　2.1 我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展歷程。我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物研究始于 20 世紀(jì) 80 年代，已成為僅次于美國(guó)的第二個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)基因研發(fā)強(qiáng)國(guó)[1]，至 2019 年底，我國(guó)共培育成轉(zhuǎn)基因抗蟲棉新品種 176 個(gè)，我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗蟲棉品種市場(chǎng)份額已達(dá)到 99%以上，累計(jì)推廣 4.7 億畝，極大地減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用量。目前我國(guó)批準(zhǔn)大規(guī)模種植的轉(zhuǎn)基因作物只有抗蟲的轉(zhuǎn)基因棉花，另外還有少量的抗病毒病的轉(zhuǎn)基因木瓜。

　　2.2 世界各國(guó)轉(zhuǎn)基因作物的最新種植情況。美國(guó)是轉(zhuǎn)基因作物種植種類和使用用途最多的國(guó)家，美國(guó)農(nóng)業(yè)部動(dòng)植物衛(wèi)生檢驗(yàn)局于 2021 年 1 月 15 日批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因棉花 MON88702 的解除管制申請(qǐng)，該轉(zhuǎn)基因棉花含有蘇云金芽孢桿菌 mCry51Aa2 基因，具有抗盲蝽蟓的特性。

　　2017 年 9 月 29 日，澳大利亞批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因油菜 MS11 用于食品;2018 年 2 月 14 日批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因棉花 SYN-1R102-7 用于 食品、 飼 料 以 及 商 業(yè) 種 植 ; 2018 年 6 月 21 日，批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因棉花 MON88702 用于食用的申請(qǐng);2020 年 10 月 15 日批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因棉花 MON88701 用于食品、飼料和種植，該轉(zhuǎn)基因棉花含有 dmo 基因和 bar 基因，兼具耐麥草畏和耐草銨膦的特性。2017 年 10 月 4 日，臺(tái)灣批準(zhǔn)抗蟲耐除草 劑 大 豆 (MON87751 ×MON87701 ×MON87708 MON89788 ) 和抗蟲耐除草劑玉米(Bt11 ×MIR162 MIR604 ×TC1507 ×5307 ×GA21)的食用;2019 年 4 月 17 日 和 23 日 批 準(zhǔn) 了 轉(zhuǎn) 基 因 抗 蟲 棉 花 MON88702 和轉(zhuǎn)基因抗蟲耐除草劑玉米 MZIR098 用于食品。2018 年，埃塞俄比亞政府首次進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因玉米的田間試驗(yàn)。2017 年 11 月 17 日，阿根廷農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因耐草甘膦和 HPPD 類除草劑大豆 SYN-000H2-5 的商業(yè)化種植;2019 年 2 月 5 日批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因耐除草劑棉花 GHB811 用于食品、飼料和種植。2017 年 6 月 8 日，巴西批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因甘蔗 CTC20BT 的商業(yè)化;2018 年 10 月 4 日，批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因玉米 MZIR098 用于食品和飼料、轉(zhuǎn)基因棉花 DAS-81910-7 用于食品、飼料和種植。2017 年 12 月韓國(guó)批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因玉米 MZHG0JG 的食用和飼用、轉(zhuǎn)基因玉米 Bt11 ×MIR162 ×MON89034 GA21 的飼用以及轉(zhuǎn)基因玉米 MON89034 ×TC1507 NK603 ×MIR162 和 轉(zhuǎn) 基 因 大 豆 MON87708 ×MON89788 ×A5547-127 的食用。2017 年 10 月 23 日，新加坡新批準(zhǔn)了 7 項(xiàng)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品用于食品或食品原料。分別 為 ： 轉(zhuǎn) 基 因 油 菜 MON-88302-9、 轉(zhuǎn) 基 因 大 豆 MON87769-7、 轉(zhuǎn) 基 因 玉 米 SYN-BT011-1、 SYN-IR162-4、 SYN-IR604-5、 MON-00021-9 以 及 轉(zhuǎn)基因苜蓿 MON-00179-5。2017 年 7 月 31 日，加拿大 批 準(zhǔn) 了 轉(zhuǎn) 基 因 土 豆 品 種 (SPS-000W8-4， SPS-00X17-5，SPS-000Y9-7)的食用、飼用和種植。 2017 年 3 月 30 日，馬來西亞批準(zhǔn)了同時(shí)具有抗蟲和耐除草劑性狀的轉(zhuǎn)基因棉花 GHB119、耐除草劑轉(zhuǎn)基因棉花 LLCotton25 和 T304-40 的食用和飼用許可。

　　3 我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物的安全監(jiān)管

　　3.1 我國(guó)的轉(zhuǎn)基因作物安全評(píng)價(jià)政策。國(guó)際上用于評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性，一種是美國(guó)模式，僅針對(duì)后期的產(chǎn)品進(jìn)行安全性評(píng)估;另外一種是歐盟模式，僅僅對(duì)操作過程進(jìn)行安全性評(píng)估。我國(guó)執(zhí)行的是同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)基因過程和產(chǎn)品進(jìn)行安全性評(píng)估，是全球范圍內(nèi)最嚴(yán)格的評(píng)估體系。

　　3.2 我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物種植和進(jìn)口政策。截至 2016 年底，我國(guó)批準(zhǔn)了兩類轉(zhuǎn)基因作物安全證書，一類是批準(zhǔn)了自主研發(fā)的抗蟲棉、抗病毒番木瓜、高植酸酶玉米、抗蟲水稻、抗病甜椒、改變花色矮牽牛、延熟抗病番茄等 7 種作物的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，目前商業(yè)化種植的只有轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花和轉(zhuǎn)基因抗病毒番木瓜。第二類是批準(zhǔn)了國(guó)外公司研發(fā)的具有抗蟲和抗除草劑性狀的大豆、油菜、玉米、甜菜、棉花等 5 種轉(zhuǎn)基因作物的進(jìn)口安全證書。

　　我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的進(jìn)口審批決策非常審慎，安全審批過程同樣極為嚴(yán)格。只有滿足以下四個(gè)前提，才能在我國(guó)申請(qǐng)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進(jìn)口安全證書：一是輸出轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的國(guó)家或者地區(qū)已經(jīng)允許作為相應(yīng)用途使用并已投放市場(chǎng)，二是輸出轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的國(guó)家或者地區(qū)已經(jīng)過長(zhǎng)期大量的科學(xué)試驗(yàn)證實(shí)了該農(nóng)產(chǎn)品對(duì)人類、動(dòng)植物和生態(tài)環(huán)境沒有危害，三是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品必須通過我國(guó)相關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的對(duì)人類、動(dòng)物和生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)，四是具有相應(yīng)的用途安全管制措施。我國(guó)的 《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》 《專利法》 和 《種子法》規(guī)定不允許私自種植轉(zhuǎn)基因作物，如果發(fā)現(xiàn)有未經(jīng)批準(zhǔn)而私自種植的轉(zhuǎn)基因作物，相關(guān)人員和部門會(huì)依法受到嚴(yán)肅查處。

　　3.3 我國(guó)轉(zhuǎn)基因標(biāo)識(shí)管理工作。許多國(guó)家對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品實(shí)行標(biāo)識(shí)管理。歐盟采取定量標(biāo)識(shí)制度，規(guī)定所有產(chǎn)品中凡轉(zhuǎn)基因成分≥0.9%的必須標(biāo)識(shí)。日本采取按目錄定量標(biāo)識(shí)制度，在目錄范圍內(nèi)的產(chǎn)品，對(duì)轉(zhuǎn)基因成分≥5%的進(jìn)行標(biāo)識(shí)。美國(guó)實(shí)行自愿標(biāo)識(shí)制度。

　　我國(guó) 《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》 規(guī)定，在我國(guó)境內(nèi)銷售列入農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物目錄的轉(zhuǎn)基因作物，應(yīng)當(dāng)由生產(chǎn)單位、分裝單位和經(jīng)營(yíng)個(gè)人負(fù)責(zé)設(shè)置明顯的轉(zhuǎn)基因標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)應(yīng)當(dāng)載明產(chǎn)品中含有轉(zhuǎn)基因成分的主要原料名稱，未標(biāo)識(shí)的，不得銷售。經(jīng)營(yíng)單位和個(gè)人收到轉(zhuǎn)基因生物貨物和產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)其標(biāo)識(shí)進(jìn)行核對(duì)，拆開原包裝進(jìn)行銷售的，應(yīng)當(dāng)重新標(biāo)識(shí);有特殊銷售范圍要求的，還應(yīng)當(dāng)載明銷售范圍，并在指定范圍內(nèi)銷售;凡是列入標(biāo)識(shí)管理目錄并用于銷售的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物，即使最終產(chǎn)品檢測(cè)不出轉(zhuǎn)基因成分，都必須進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

　　4 公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因的顧慮

　　4.1 公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因品種的誤解。隨著人們健康意識(shí)的提高，認(rèn)為紫色的東西營(yíng)養(yǎng)成分更高，于是市場(chǎng)上就出現(xiàn)了紫薯、紫土豆、紫山藥、紫甘藍(lán)，有些人就以為這些都是通過轉(zhuǎn)基因得來的，實(shí)際上都不是，目前我國(guó)市場(chǎng)上銷售的紫薯、彩椒和圣女果等都是自然界中原來就有的，只是比較稀有，后來經(jīng)過大量繁殖現(xiàn)在才得以出現(xiàn)在人們的餐桌上，有的是人類對(duì)野生植物進(jìn)行栽培和馴化得來的，有些是從國(guó)外引進(jìn)的，只是之前數(shù)量少?zèng)]有廣泛推廣而已。

　　4.2 國(guó)外是否食用轉(zhuǎn)基因食品。國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織報(bào)告顯示，2018 年全球有 44 個(gè)國(guó)家進(jìn)口了轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品及其制品。2020 年 3 月，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)官網(wǎng)發(fā)布的信息顯示，美國(guó)市場(chǎng)上四分之三以上的食品含有轉(zhuǎn)基因成分，種類和品牌超過 3 000 個(gè)，如果加上凝乳酶等轉(zhuǎn)基因微生物來源的食品，美國(guó)轉(zhuǎn)基因來源的食品已超過了 5 000 種。歐盟和日本也在大量進(jìn)口和消費(fèi)轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品，年均轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進(jìn)口量接近 2 000 萬噸。

　　5 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展展望

　　農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)與否受多種因素影響，應(yīng)用轉(zhuǎn)基因抗蟲、抗除草劑等品種不但能減少害蟲和雜草危害，減少產(chǎn)量損失，同時(shí)也加快了少耕或免耕栽培技術(shù)的推廣，顯著促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增效[2] 。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，全球轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用發(fā)展迅速，就單一轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積占種植總面積的比例而言，全世界轉(zhuǎn)基因大豆比例最高，占 78%;其次是棉花，占 64%;玉米、油菜分別占 33%、 24%。在世界上，美國(guó)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積所占種植總面積的比例是最高的，第二名至第七名依次是：巴西、阿根廷、加拿大、印度、巴拉圭、巴基斯坦、中國(guó)。

　　中國(guó)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，農(nóng)業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著舉足輕重的地位，在掌握農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)上必須擁有自主成果。為此，2008 年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立了轉(zhuǎn)基因育種重大專項(xiàng)，經(jīng)過十多年的不懈努力，我國(guó)科研人員獲得 1 000 多項(xiàng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)相關(guān)專利，取得了抗蟲抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物等一批重大科研成果。轉(zhuǎn)基因并不是什么讓人亡族絕種的毒藥，科學(xué)家們正是希望通過推廣這些轉(zhuǎn)基因技術(shù)，為食品安全、環(huán)境保護(hù)及對(duì)資源更加有效的利用，提供一劑良藥。