轉(zhuǎn)基因技術(shù)和產(chǎn)品的安全性一直備受關(guān)注,基因在作物“體內(nèi)”到底是怎樣“轉(zhuǎn)”的?我們國家在公眾關(guān)心的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因是中性技術(shù)
“轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指利用基因重組技術(shù),將人工分離或修飾的功能基因?qū)肷矬w,從而使其在抗病蟲、抗逆、營養(yǎng)和品質(zhì)等方面滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類消費(fèi)需求的一種技術(shù)。”中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所所長林敏告訴《瞭望》新聞周刊記者,轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)本質(zhì)上都是通過基因轉(zhuǎn)移獲得優(yōu)良品種,但轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以打破物種界限,實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)、快速、可控的基因重組和轉(zhuǎn)移,提高育種效率。
“機(jī)理上講,自然界中存在自然的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因的結(jié)果。我們做的轉(zhuǎn)基因是通過人為的方式,定向定點(diǎn)的轉(zhuǎn)基因。”中國農(nóng)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(zhuǎn)基因雖然是一項新技術(shù),但沒有脫離生物學(xué)的規(guī)律。”中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員朱禎認(rèn)為,轉(zhuǎn)基因是一種中性技術(shù),產(chǎn)生結(jié)果的好壞在于轉(zhuǎn)入的是何種基因。
林敏也表示,轉(zhuǎn)基因安全不安全關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)什么基因、選擇什么性狀。如轉(zhuǎn)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(jī)會,在存儲過程中不會像非轉(zhuǎn)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(jù)500多個獨(dú)立科學(xué)團(tuán)體、歷時25年開展的130多個研究項目,得出“生物技術(shù)特別是轉(zhuǎn)基因技術(shù),并不比傳統(tǒng)育種更有風(fēng)險”的結(jié)論。1967年,美國科學(xué)家利用雜交技術(shù)要培養(yǎng)一種含水量較少的土豆品種,結(jié)果培育出了有毒生物堿含量高的品種。
“美國科研進(jìn)展最快,原來大部分轉(zhuǎn)基因通過基因槍或農(nóng)桿菌介導(dǎo)導(dǎo)入基因,現(xiàn)在基因編輯技術(shù),可以把某些功能突變掉,對某些病蟲害產(chǎn)生抗性。最典型的是把蘑菇產(chǎn)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(xué)國家實(shí)驗室生物信息學(xué)部研究員謝震告訴記者。
“馬鈴薯用基因組編輯技術(shù)破壞基因,可以減少糖分,從而減少馬鈴薯在高溫烹炸時產(chǎn)生的丙烯酰胺,這是一種神經(jīng)毒素,這項技術(shù)在美國已經(jīng)試驗成功。”朱禎說。
專家認(rèn)為,轉(zhuǎn)基因技術(shù)在抗病蟲等性狀改良方面具有重要作用,能夠降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人工成本,降低農(nóng)藥使用量,在緩解資源約束、保護(hù)生態(tài)、推動綠色發(fā)展方面有潛力。
僅批準(zhǔn)了兩種可商業(yè)化種植
棉鈴蟲和紅鈴蟲是我國棉花生產(chǎn)的主要害蟲。以往棉農(nóng)防治棉鈴蟲一年需要打藥10~20次,大量用藥已導(dǎo)致害蟲對農(nóng)藥產(chǎn)生抗藥性。“上世紀(jì)90年代,我國曾遇棉鈴蟲大爆發(fā),全國棉花產(chǎn)業(yè)面臨滅頂之災(zāi)。當(dāng)時棉鈴蟲已經(jīng)抗農(nóng)藥了,用農(nóng)藥浸泡都?xì)⒉凰溃且恢浑u把這個蟲吃掉以后卻被毒死了。”林敏介紹當(dāng)時的情況說。
1997年轉(zhuǎn)基因棉花的商業(yè)化種植,為我國棉花產(chǎn)業(yè)帶來生機(jī)。我國成為繼美國之后,第二個擁有自主研制抗蟲棉技術(shù)的國家。目前,轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和轉(zhuǎn)基因抗病毒番木瓜是我國僅有的兩種被批準(zhǔn)可商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品。
“自然界本身有細(xì)菌,細(xì)菌產(chǎn)生的毒素能殺死害蟲,怎么讓棉花植物本身產(chǎn)生這種毒素?就是把細(xì)菌本身的基因克隆出來,再通過轉(zhuǎn)基因的方式轉(zhuǎn)到棉花里面,棉花就能夠表達(dá)這樣的毒素,蟲子吃了就能被殺死。”蕭玉濤告訴記者。
“這種轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因抗蟲棉之后,我國科學(xué)家對棉區(qū)農(nóng)田生態(tài)和自然環(huán)境的影響進(jìn)行了連續(xù)10多年的跟蹤監(jiān)測。
據(jù)中國農(nóng)科院植物保護(hù)研究所研究員、國家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會委員彭于發(fā)介紹,轉(zhuǎn)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(nóng)藥用量減少70%以上,而且大豆、玉米、花生上棉鈴蟲的數(shù)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(qiáng)。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉已經(jīng)對耐受種群不起作用,國內(nèi)已經(jīng)存在這種情況。”朱禎坦言。
蕭玉濤也認(rèn)為,昆蟲正在慢慢進(jìn)化,在美國、澳大利亞、印度等,已經(jīng)有對轉(zhuǎn)基因棉花產(chǎn)生抗性的害蟲種群,能夠在轉(zhuǎn)基因棉花上完成生活史。
為應(yīng)對新問題,朱禎通過利用RNA干擾技術(shù)殺滅棉鈴蟲,并在煙草植被上完成了實(shí)驗。“維持昆蟲存活的有蛻皮激素、保幼激素,使用RNA干擾技術(shù),在棉花中轉(zhuǎn)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(nèi)激素失衡。我們做的昆蟲激素含量測定,分析出導(dǎo)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(shù)據(jù),這種RNA干擾技術(shù)應(yīng)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(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性需個案分析
食用的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性問題受到更多的關(guān)注。部分專家認(rèn)為對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品不必過于擔(dān)心,目前也沒有科學(xué)證據(jù)表明轉(zhuǎn)基因作物影響消費(fèi)者健康,但同時也認(rèn)為潛在的風(fēng)險值得關(guān)注,如食用轉(zhuǎn)基因食品能否改變?nèi)说倪z傳特性等。
“每個轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)出的產(chǎn)品都不一樣,要個案分析。例如導(dǎo)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(jī)制,才能殺死昆蟲。而人沒有這種機(jī)制,這種轉(zhuǎn)基因?qū)θ司突緹o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(rèn)為,抗蟲轉(zhuǎn)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(xì)胞沒有Bt蛋白的結(jié)合位點(diǎn),因此不會影響到人類健康。
彭于發(fā)也認(rèn)同這一觀點(diǎn)。他告訴記者,轉(zhuǎn)基因水稻中的殺蟲蛋白,可與鱗翅目害蟲腸道上皮細(xì)胞的特異性受體結(jié)合,引起害蟲腸麻痹,造成害蟲死亡。只有鱗翅目害蟲的腸壁細(xì)胞上含有這種蛋白的結(jié)合位點(diǎn),而其他昆蟲和動物腸道上皮細(xì)胞沒有該蛋白的結(jié)合位點(diǎn),因此不會造成傷害。
不過,抗生素基因水平轉(zhuǎn)移的風(fēng)險還需注意。“轉(zhuǎn)基因成功率非常低,加入抗生素基因可用來篩選轉(zhuǎn)基因品系,能夠提高轉(zhuǎn)基因成功率,但抗生素基因轉(zhuǎn)移的風(fēng)險不好排除。”謝震提醒道。
中國農(nóng)科院專家同樣認(rèn)為,基因水平轉(zhuǎn)移使腸道內(nèi)細(xì)菌有獲得抗生素抗性的可能。盡管國際糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織專家組認(rèn)為動物體攝入抗性基因后,其水平轉(zhuǎn)移到腸道細(xì)菌并對動物產(chǎn)生不利影響的概率很小,但仍需對其潛在的危險性進(jìn)行評估。
“轉(zhuǎn)基因大豆磨成大豆油,生產(chǎn)過程中抗生素基因變成碎片,基本不可能發(fā)生基因轉(zhuǎn)移。相比較而言,因為我們?yōu)E用抗生素而產(chǎn)生的抗性細(xì)菌對人類健康危害程度要大得多。”謝震說。
嚴(yán)格進(jìn)行安全評價
目前,世界各國對轉(zhuǎn)基因的態(tài)度和政策有所不同,比如巴西、阿根廷大力種植轉(zhuǎn)基因大豆并向全球出口,而俄羅斯則禁止種植轉(zhuǎn)基因作物。在我國,關(guān)于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)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(yán)格。
“每種轉(zhuǎn)基因技術(shù)都要個案分析,已有的基因品種用了這么多年,經(jīng)過了一段時間驗證,沒有太大危險。但有新的轉(zhuǎn)基因品種出來時要進(jìn)行嚴(yán)格測試。”謝震強(qiáng)調(diào)道。
按照《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》及配套規(guī)章規(guī)定,我國對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物實(shí)行分級、分階段安全評價制度,農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會負(fù)責(zé)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價工作。安全評價按照實(shí)驗研究、中間試驗、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗和申請獲取安全證書5個階段進(jìn)行。
安全評價分為食用安全評價、環(huán)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(huán)境安全評價包括基因漂移、遺傳穩(wěn)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(nóng)科院專家認(rèn)為,若轉(zhuǎn)基因玉米中轉(zhuǎn)入基因所表達(dá)的蛋白有致敏性或者因轉(zhuǎn)入基因的表達(dá)而產(chǎn)生新致敏原都會使其產(chǎn)生致敏性。所以,轉(zhuǎn)基因玉米安全性評價的重要問題之一是致敏性評估。
環(huán)境安全評價方面,轉(zhuǎn)基因作物基因漂移備受關(guān)注。受訪專家認(rèn)為,花粉、種子和無性繁殖器官都會介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因漂移。而轉(zhuǎn)基因漂移會使非轉(zhuǎn)基因種子混雜轉(zhuǎn)基因種子,降低種子純度。并且,傳統(tǒng)品種種子中混雜了轉(zhuǎn)基因種子會破壞傳統(tǒng)品種種質(zhì)資源的完整性。
異形雜交存在潛在的生物安全威脅,對環(huán)境有影響。“抗除草劑大豆基因有跟雜草發(fā)生基因轉(zhuǎn)移的風(fēng)險。如果抗除草劑的基因到了雜草里面,就有可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草。因此種植轉(zhuǎn)基因植物方面有嚴(yán)格要求,以降低基因轉(zhuǎn)移的風(fēng)險。”謝震說。
2016年,農(nóng)業(yè)部對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因研究試驗環(huán)節(jié)監(jiān)管情況開展專項督導(dǎo),檢查發(fā)現(xiàn),有11家單位違反農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理規(guī)定,違規(guī)種植轉(zhuǎn)基因作物。例如遼寧省丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米選系基地內(nèi)違規(guī)種植轉(zhuǎn)基因玉米試驗材料。農(nóng)業(yè)部決定,暫停該院2017~2019年農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價中間試驗資格,終止該院承擔(dān)的玉米現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系丹東綜合試驗站項目,取消該院“十三五”期間承擔(dān)農(nóng)業(yè)部科技項目的資格。
目前,我國批準(zhǔn)了國外公司研發(fā)的大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜5種轉(zhuǎn)基因作物的進(jìn)口安全證書,主要是抗蟲和抗除草劑兩類性狀;并且僅批準(zhǔn)用作加工原料,不允許在國內(nèi)種植。國內(nèi)銷售的土豆、紫薯、小西紅柿、小黃瓜、小南瓜、彩椒等都不是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。