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我国转基因作物的安全与评价
(来源: 中国科学院遗传与发育生物学研究所翟文学研究组)
 
        转基因技术是现代生物技术的核心,运用转基因技术培育高产、优质、多抗、高效的新品种,能够降低农药、肥料投入,对缓解资源约束、保护生态环境、改善产品品质、提高农业效率等具有重要作用。目前,许多国家把应用转基因技术作为支撑发展、引领未来的战略选择,转基因技术已逐步成为各国抢占科技制高点和增强农业国际竞争力的战略重点。
 
转基因植物的发展历程与现状
        1983年,第一例转基因植物(转基因烟草)诞生。直到1996年,一种延迟成熟的西红柿在美国上市。此后的20年间,转基因植物得到了迅速的发展。截止2015年,全球已有29个国家批准了91种转基因作物的商业化种植,种植面积由1996年的170万公顷发展到2015年的1.8亿公顷,增长了106倍。2015年6月30日,美国农业部公布了美国2015年转基因作物的种植情况。2015年美国转基因玉米、大豆和棉花的种植比例分别为92%,94%和94%;可见,美国在玉米、大豆、棉花三大作物已全面普及转基因品种。放眼国内,目前我国已批准商业化种植的转基因植物有棉花、番茄、甜椒、番木瓜和白杨。其中,种植面积最大的是转Bt基因抗虫棉花,其次是抗病毒番木瓜。2009年,我国农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米“BVLA430101”、转基因抗虫水稻“华恢1号”及其杂交种“Bt汕优63”生产应用的安全证书,这是我国首次在粮食作物上颁发的该类证书。但由于对转基因科学知识的匮乏,公众对转基因作物的安全性表现出极大的担忧,大量媒体也都纷纷组织转基因安全性的辩论。当前对转基因作物和食品的指责,多是在部分极端组织的有意误导之下,由于普通公众缺乏相应生物学知识而出现的社会恐慌。这样的争论,并无多少的科学含量,算不上是一场科学的争论。究其原因,主要在于普通公众对转基因技术的原理和转基因作物安全评价过程的不了解。
 
转基因作物的作用原理与优势
        转基因技术在农业上的应用主要是将一些抗虫、抗病、抗逆、高产和优质等性状相关的基因导入到目标植物中,以获得我们想要的功能。通常是将某种生物中具有特殊功能(如抗病虫害、增加营养成分等)的基因,通过转基因技术加入到目标植物当中,使该基因在目标植物中表达,从而使目标植物获得了该基因的功能。
 
        通过利用这样的技术,能够克服物种间的生殖隔离,对不同物种中有用的功能基因进行聚合。需要指出的是,转入的功能基因往往只会改变我们想要的某一个特定性状。例如,转基因抗病水稻,它们的营养成分,外观等不会发生改变;如果发生改变,农业部是不会发放安全证书的。从总体上来说,转基因技术是传统育种方法的延伸,只不过比传统育种目的性更强、更为高效和精确、更加容易控制而已。
 
转基因作物的食用安全性评价
        由于一些媒体对转基因作物危害环境或试验动物的个案报道,使得人们对转基因作物的环境和食用安全性产生了极大的担忧。部分反对者认为,转基因技术对作物的遗传物质进行改造后,会产生对人体有毒害的物质。例如,获得生产应用安全证书的两种转基因水稻,外源Bt基因来自人工改造合成的苏云金芽胞杆菌,其表达产物可以专一、高效地控制水稻二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等水稻鳞翅目害虫。对于这种转基因水稻,因为外源基因是来源于苏云金芽孢杆菌,所以普通大众担忧是否食用这种转基因水稻后会对人类的健康产生危害。事实上,这种转基因水稻之所以抗虫,是因为转基因水稻产生的Bt蛋白可与鳞翅目害虫肠道上皮细胞的特异受体结合,引起害虫肠麻痹,从而造成害虫死亡;而人类肠道上皮细胞没有该蛋白的结合位点,因此不会对人体造成伤害。如今新一代转基因水稻,还可以通过生物技术手段使抗虫基因只在水稻的茎秆和叶片等受害虫侵害的部位表达,而稻米中不表达,这将彻底消除转Bt基因稻米的食用安全隐患。
 
        除此之外,普通民众还疑惑转基因作物是否会有长期安全性隐患,他们担心转基因的核酸(遗传物质)会对整合进人体,改变人类自身的基因。基于常规的生理学知识,我们知道,除了少数的难以消化的蛋白质、多糖外,生物大分子都会被人体(以及其他生物)的消化系统降解为基本的小分子,然后为人体所消化吸收。再则,我们每天都在补充食物,我们的祖先必然已经品尝过成千上万种动物、植物、微生物(我们现在的食品还有一些是微生物发酵制成的食物)的遗传物质,而人类基因组仍然保持稳定。况且,我国农业部明文规定,申请安全证书的转基因作物需要提供目标蛋白的毒理性试验和致敏性评价数据,可见转基因生物的食品安全性问题是可以认识的,并且是可以控制的。关于“转基因食品的安全性还没有定论”,这种媒体上较为常见的说法是不准确的,国际权威机构一致认定已被批准上市的转基因食品是安全的。
 
转基因作物的环境安全性评价
        人们对转基因作物的另一个担忧在于它的环境安全性,担心转基因作物会改变生态环境中的种群结构,产生超级杂草等。例如,已在美国等国家大面积种植的转基因抗除草剂大豆,它是在大豆中,转入抗除草剂基因,从而使大豆具有抗除草剂的功能。虽然现有研究未发现转基因作物对非目标生物产生危害,农业部在安全评价过程中也严格要求对非靶标生物的影响要进行检测。此外,有些基因的安全性是公认的,比如目前正在进行研究的转抗白叶枯病和稻瘟病基因的水稻。白叶枯病、稻瘟病都是水稻生长过程中毁灭性的病害,水稻被这些病害感染后将减产10%-30%,严重的时候甚至颗粒无收。生物学家通过长期的田间观察发现,不同的水稻品种有的抗病,有的感病。后来发现,水稻之所以抗病是因为它自身含有针对这种病害的抗性基因。生物学家于是从抗病水稻中克隆出这些抗病基因,然后转入到感病品种中去,从而得到了品质优良且抗病的品种。这不仅减少了农药施用量,也增加农民的收入,对生态环境更加友好。简而言之,这样的转基因水稻就是从水稻中来到水稻中去;更为直接的证据是通过常规杂交育种方法育成的含有这些抗病基因的水稻,人们已经种植和食用多年,未发现任何不良影响。
 
我国转基因安全评价的监管体系以及具体流程
        在对转基因作物推广的过程中,少部分公众对国家和农业部相关部门的积极态度进行指责和诽谤。殊不知,其实我国对转基因作物的监管是极其负责而又严谨的。农业部等相关机构已经建立了一整套适合我国国情并与国际惯例接轨的法律法规、技术规程和管理体系。早在1993年,当时的国家科委就发布了《基因工程安全管理办法》,规定在从事基因工程研究的同时应当进行安全性评价。1996年农业部发布的《农业生物基因工程安全管理实施办法》,对农业生物基因工程项目的审批程序、安全评价系统以及法律责任等做了具体规定。2001年,国务院又颁布了《农业转基因生物安全管理条例》,对在中国境内从事的农业转基因生物研究、试验、生产、加工、经营和进出口等活动进行全过程安全管控。为了进一步完善我国转基因生物的安全管理,农业部和质检总局又相继制定了5个配套规章。即《农业转基因生物安全评价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》、《农业转基因生物标识管理办法》、《农业转基因生物加工审批办法》和《进出境转基因产品检验检疫管理办法》。除制定法律法规外,农业部组建了农业转基因生物安全委员会、全国农业转基因生物安全管理标准化技术委员会等监管机构,并要求县级以上的各农业主管部门要设立专门的转基因安全管理和监督工作小组。此外,农业部还建设了一批安全监督检验测试机构,对转基因生物的各个阶段进行安全评价、监督和检测。
 
        目前,转基因生物的研究需要得到转基因安全委会的许可和农业部批准后,才能进行转基因生物的中间试验,环境释放和生产性试验。中间试验的目的是分析外源基因在转基因后代中的分子特征、表达的特异性,比较表达产物与已知毒蛋白、抗营养因子的相似性等。通过中间试验后,才能申请进行环境释放。在环境释放阶段,必须明确转化事件的有效性、转基因后代的遗传稳定性、是否对环境存在潜在威胁等。环境释放阶段通过后,进行扩大规模的生产性试验;该阶段需要测试转基因植物的生存竞争力、对非靶标生物和生物多样性的影响、以及必要的食品毒理学实验等。经过一系列的安全性评价试验后,确定该转基因不会导致环境和食用安全性问题后,才有资格申请生产应用的安全证书。申请后,转基因安全委员会将对转基因生物进行复核检测,之后才能获得安全证书。生产应用证书的获得并不等同于准许转基因作物的商业化生产,这之前还需要依据我国《种子法》的规定,进行品种审定。在获得品种审定证书后,还要依次获得生产许可证、经营许可证。至此,转基因作物才能允许进行商业化种植和销售。
 
 
 
李振声院士和薛勇彪所长等
专家在海南转基因水稻试验基地指导工作
转基因作物的展望 
        转基因的安全性在新一代的转基因作物中将得到进一步的改进。生物学家已经开发了提高转基因作物安全性的分子策略,其中包括选择标记的去除,转基因的组织特异表达和诱导性表达,以及转基因逃逸的控制等。例如,通过控制目标基因的表达部位,将抗病基因只在水稻的发病部位表达,而不在稻米中表达,从而消除食用安全隐患。此外,不带有抗生素选择标记、只含有目标基因的转基因作物,以及通过转基因降低水稻自身的一些基因的表达量,从而改善稻米口感,这样的转基因水稻就不会产生环境与食用安全性问题。这样的转基因水稻由于没有抗生素基因,不会产生除草剂杀不死的超级杂草,另外由于只是改变水稻本身基因的表达,在转基因水稻中并没有产生新的蛋白,因此也不会带来食用安全性问题。
 
        事实上,经过转基因生物安全评价的转基因作物不仅是安全的,而且往往比同类非转基因产品更有益于环境和人类健康。例如,转基因抗病水稻由于减少了农药的使用,进而减少了食品中农药的残留,降低了对食品的污染。诚然,当前大规模种植的转基因作物主要是抗除草剂和抗虫害品种,它们能减少农药的使用,降低生产成本,增加产量,主要是对农民、环境有益,对消费者的好处还不是那么直接。新一代的转基因作物能改善食物中的营养成分,将会让消费者更切身地体会到其好处。就像普通公众当初由于重组DNA药物(如乙肝疫苗)获益而迅速消除了对重组DNA技术的恐慌一样,也许新一代转基因作物的出现,也能让人们更普遍地接受转基因食品。