轉基因技術和產品的安全性一直備受關注,基因在作物“體內”到底是怎樣“轉”的?我們國家在公眾關心的轉基因安全問題上又做了哪些工作?《瞭望》新聞周刊記者就此采訪了部分專家。
轉基因是中性技術
“轉基因技術是指利用基因重組技術,將人工分離或修飾的功能基因導入生物體,從而使其在抗病蟲、抗逆、營養和品質等方面滿足農業生產和人類消費需求的一種技術。”中國農業科學院生物技術研究所所長林敏告訴《瞭望》新聞周刊記者,轉基因技術與傳統技術本質上都是通過基因轉移獲得優良品種,但轉基因技術可以打破物種界限,實現更為精準、快速、可控的基因重組和轉移,提高育種效率。
“機理上講,自然界中存在自然的轉基因,比如基因會整合、染色體會交換,本身的變異等等,紅薯的大根莖就是在自然條件下自然轉基因的結果。我們做的轉基因是通過人為的方式,定向定點的轉基因。”中國農科院深圳基因組研究所研究員蕭玉濤告訴《瞭望》新聞周刊。
“轉基因雖然是一項新技術,但沒有脫離生物學的規律。”中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員朱禎認為,轉基因是一種中性技術,產生結果的好壞在于轉入的是何種基因。
林敏也表示,轉基因安全不安全關鍵在于轉什么基因、選擇什么性狀。如轉基因抗蟲玉米可以減少害蟲對玉米的侵害,減少玉米感染真菌的機會,在存儲過程中不會像非轉基因玉米一樣受真菌引起的毒枝菌素污染。
歐盟委員會根據500多個獨立科學團體、歷時25年開展的130多個研究項目,得出“生物技術特別是轉基因技術,并不比傳統育種更有風險”的結論。1967年,美國科學家利用雜交技術要培養一種含水量較少的土豆品種,結果培育出了有毒生物堿含量高的品種。
“美國科研進展最快,原來大部分轉基因通過基因槍或農桿菌介導導入基因,現在基因編輯技術,可以把某些功能突變掉,對某些病蟲害產生抗性。最典型的是把蘑菇產生孢子的過程突變掉,這樣蘑菇存放的時間就很長,不會變黑。”清華大學國家實驗室生物信息學部研究員謝震告訴記者。
“馬鈴薯用基因組編輯技術破壞基因,可以減少糖分,從而減少馬鈴薯在高溫烹炸時產生的丙烯酰胺,這是一種神經毒素,這項技術在美國已經試驗成功。”朱禎說。
專家認為,轉基因技術在抗病蟲等性狀改良方面具有重要作用,能夠降低農業生產人工成本,降低農藥使用量,在緩解資源約束、保護生態、推動綠色發展方面有潛力。
僅批準了兩種可商業化種植
棉鈴蟲和紅鈴蟲是我國棉花生產的主要害蟲。以往棉農防治棉鈴蟲一年需要打藥10~20次,大量用藥已導致害蟲對農藥產生抗藥性。“上世紀90年代,我國曾遇棉鈴蟲大爆發,全國棉花產業面臨滅頂之災。當時棉鈴蟲已經抗農藥了,用農藥浸泡都殺不死,但是一只雞把這個蟲吃掉以后卻被毒死了。”林敏介紹當時的情況說。
1997年轉基因棉花的商業化種植,為我國棉花產業帶來生機。我國成為繼美國之后,第二個擁有自主研制抗蟲棉技術的國家。目前,轉基因抗蟲棉和轉基因抗病毒番木瓜是我國僅有的兩種被批準可商業化種植的轉基因農產品。
“自然界本身有細菌,細菌產生的毒素能殺死害蟲,怎么讓棉花植物本身產生這種毒素?就是把細菌本身的基因克隆出來,再通過轉基因的方式轉到棉花里面,棉花就能夠表達這樣的毒素,蟲子吃了就能被殺死。”蕭玉濤告訴記者。
“這種轉入棉花的基因就是蘇云金桿菌分離出的基因Bt蛋白。”朱禎說。
種植轉基因抗蟲棉之后,我國科學家對棉區農田生態和自然環境的影響進行了連續10多年的跟蹤監測。
據中國農科院植物保護研究所研究員、國家農業轉基因生物安全委員會委員彭于發介紹,轉基因抗蟲棉品種本身就具有良好的抗蟲效果,一般只需要打藥2到5次,就能有效控制棉鈴蟲和紅鈴蟲這兩種主要害蟲,不僅棉花上農藥用量減少70%以上,而且大豆、玉米、花生上棉鈴蟲的數量也顯著減少。
“但長期使用Bt蛋白基因,會使棉鈴蟲耐受性增強。轉基因抗蟲棉已經對耐受種群不起作用,國內已經存在這種情況。”朱禎坦言。
蕭玉濤也認為,昆蟲正在慢慢進化,在美國、澳大利亞、印度等,已經有對轉基因棉花產生抗性的害蟲種群,能夠在轉基因棉花上完成生活史。
為應對新問題,朱禎通過利用RNA干擾技術殺滅棉鈴蟲,并在煙草植被上完成了實驗。“維持昆蟲存活的有蛻皮激素、保幼激素,使用RNA干擾技術,在棉花中轉入昆蟲的保幼激素基因的一段序列,就能干擾昆蟲的保幼、蛻皮激素的分泌,使棉鈴蟲體內激素失衡。我們做的昆蟲激素含量測定,分析出導致昆蟲死亡的原因就是由于激素失衡。”
朱禎介紹說,由于棉花繁殖慢,需要收集大量抗蟲數據,這種RNA干擾技術應用到棉花中還需要一段時間,但使用后將延長棉花對抗耐受害蟲種群的時間。
轉基因農產品安全性需個案分析
食用的轉基因產品安全性問題受到更多的關注。部分專家認為對轉基因農產品不必過于擔心,目前也沒有科學證據表明轉基因作物影響消費者健康,但同時也認為潛在的風險值得關注,如食用轉基因食品能否改變人的遺傳特性等。
“每個轉基因技術產出的產品都不一樣,要個案分析。例如導入的抗蟲基因,分泌蛋白殺死蟲子,只有這些昆蟲有被殺死的機制,才能殺死昆蟲。而人沒有這種機制,這種轉基因對人就基本無害。”謝震說。
“一把鑰匙開一把鎖,分離出的基因Bt蛋白,具有專一性,只對棉鈴蟲起作用,不抗蚜蟲,對家蠶都沒有傷害。”朱禎認為,抗蟲轉基因作物中的Bt蛋白是一種高度專一的殺蟲蛋白,其他昆蟲、哺乳動物和人類腸道細胞沒有Bt蛋白的結合位點,因此不會影響到人類健康。
彭于發也認同這一觀點。他告訴記者,轉基因水稻中的殺蟲蛋白,可與鱗翅目害蟲腸道上皮細胞的特異性受體結合,引起害蟲腸麻痹,造成害蟲死亡。只有鱗翅目害蟲的腸壁細胞上含有這種蛋白的結合位點,而其他昆蟲和動物腸道上皮細胞沒有該蛋白的結合位點,因此不會造成傷害。
不過,抗生素基因水平轉移的風險還需注意。“轉基因成功率非常低,加入抗生素基因可用來篩選轉基因品系,能夠提高轉基因成功率,但抗生素基因轉移的風險不好排除。”謝震提醒道。
中國農科院專家同樣認為,基因水平轉移使腸道內細菌有獲得抗生素抗性的可能。盡管國際糧農組織和世界衛生組織專家組認為動物體攝入抗性基因后,其水平轉移到腸道細菌并對動物產生不利影響的概率很小,但仍需對其潛在的危險性進行評估。
“轉基因大豆磨成大豆油,生產過程中抗生素基因變成碎片,基本不可能發生基因轉移。相比較而言,因為我們濫用抗生素而產生的抗性細菌對人類健康危害程度要大得多。”謝震說。
嚴格進行安全評價
目前,世界各國對轉基因的態度和政策有所不同,比如巴西、阿根廷大力種植轉基因大豆并向全球出口,而俄羅斯則禁止種植轉基因作物。在我國,關于農業轉基因的方針政策十分明確,即研究上要大膽,推廣上要慎重,管理上要嚴格。
“每種轉基因技術都要個案分析,已有的基因品種用了這么多年,經過了一段時間驗證,沒有太大危險。但有新的轉基因品種出來時要進行嚴格測試。”謝震強調道。
按照《農業轉基因生物安全管理條例》及配套規章規定,我國對農業轉基因生物實行分級、分階段安全評價制度,農業轉基因生物安全委員會負責農業轉基因生物安全評價工作。安全評價按照實驗研究、中間試驗、環境釋放、生產性試驗和申請獲取安全證書5個階段進行。
安全評價分為食用安全評價、環境安全評價兩部分。食用安全評價包括毒性、致敏性、致畸形性等,環境安全評價包括基因漂移、遺傳穩定性、生存競爭能力、生物多樣性等。
食用安全評價方面,受訪的中國農科院專家認為,若轉基因玉米中轉入基因所表達的蛋白有致敏性或者因轉入基因的表達而產生新致敏原都會使其產生致敏性。所以,轉基因玉米安全性評價的重要問題之一是致敏性評估。
環境安全評價方面,轉基因作物基因漂移備受關注。受訪專家認為,花粉、種子和無性繁殖器官都會介導轉基因漂移。而轉基因漂移會使非轉基因種子混雜轉基因種子,降低種子純度。并且,傳統品種種子中混雜了轉基因種子會破壞傳統品種種質資源的完整性。
異形雜交存在潛在的生物安全威脅,對環境有影響。“抗除草劑大豆基因有跟雜草發生基因轉移的風險。如果抗除草劑的基因到了雜草里面,就有可能產生抗除草劑的雜草。因此種植轉基因植物方面有嚴格要求,以降低基因轉移的風險。”謝震說。
2016年,農業部對農業轉基因研究試驗環節監管情況開展專項督導,檢查發現,有11家單位違反農業轉基因生物安全管理規定,違規種植轉基因作物。例如遼寧省丹東農業科學院玉米選系基地內違規種植轉基因玉米試驗材料。農業部決定,暫停該院2017~2019年農業轉基因生物安全評價中間試驗資格,終止該院承擔的玉米現代農業產業技術體系丹東綜合試驗站項目,取消該院“十三五”期間承擔農業部科技項目的資格。
目前,我國批準了國外公司研發的大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜5種轉基因作物的進口安全證書,主要是抗蟲和抗除草劑兩類性狀;并且僅批準用作加工原料,不允許在國內種植。國內銷售的土豆、紫薯、小西紅柿、小黃瓜、小南瓜、彩椒等都不是轉基因產品。