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朱作言院士:為什么不怕雜交卻怕轉(zhuǎn)基因
2017-1-3 閱讀(531)
世界*轉(zhuǎn)基因“低乳糖奶牛”在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)誕生
聽到“開個微博或公號來講講轉(zhuǎn)基因”這樣的提議,,一些科學(xué)家臉色一黯,。
在他們看來,這種做法對于普通的科學(xué)問題或許有效,,但要是談轉(zhuǎn)基因,,恐怕處境難堪。
這種疑慮也許會在2016年有所改變,。1月出臺的中央1號文件提出,,對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)“在確保安全的基礎(chǔ)上慎重推廣”。4月13日,,農(nóng)業(yè)部召開轉(zhuǎn)基因?qū)n}發(fā)布會,,重申了發(fā)展轉(zhuǎn)基因是黨中央、國務(wù)院作出的重大戰(zhàn)略決策,。
這些都將深刻影響轉(zhuǎn)基因場的走向,。
為什么不怕雜卻怕轉(zhuǎn)基因
面對科普對象,中科院水生生物研究所研究員,、北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授,、中科院院士朱作言從細(xì)胞核說起,力圖“講得細(xì)一點(diǎn)”,。
細(xì)胞核中的染色體儲存了遺傳物質(zhì),染色體上面分布著基因,?;蚓褪沁z傳編碼,所攜帶的遺傳信息指導(dǎo)某種蛋白質(zhì)的合成,,從而控制生物個體的性狀表現(xiàn),。
如果把基因看作一條線,那真正的編碼只是其中一部分,,前面一段負(fù)責(zé)編碼啟動,,是發(fā)動機(jī),,后面一段則負(fù)責(zé)終止、剎車,。
朱作言研究的轉(zhuǎn)基因黃河鯉,,即是“通過基因克隆,把草魚生長激素基因中間的這段編碼順序拿出來,,將鯉魚自己的一段啟動和終止序列接到兩邊,,導(dǎo)入鯉魚的受精卵中”。
草魚長得快,,通過以上轉(zhuǎn)基因操作,,使轉(zhuǎn)基因鯉魚長成2~3斤可以上市的時間,從普通鯉魚所需的兩年縮短到一年,,甚至七八個月,。
“如果草魚和鯉魚雜交,是草魚的整套基因和鯉魚的整套基因混在一塊,。一聽雜交,,大家覺得沒有任何疑問,可以吃,。”朱作言告訴《了望東方周刊》,,“而我們做的,只是把草魚的一個基因跟鯉魚放在一起,,反而導(dǎo)致了不小的疑問,。”
實(shí)際上,早在1984年,,朱作言的團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)通過重組人的生長基因,,轉(zhuǎn)入泥鰍、金魚,、鯽魚,、鯉魚等等,縮短了鯽魚的生長周期,。
但那畢竟是借用人的基因,。“如果都是魚的基因,不是其他物種或者細(xì)菌的基因,,老百姓相對容易理解和接受,。”朱作言說。
然而,,在科學(xué)家眼里,,轉(zhuǎn)基因zui大的優(yōu)勢恰恰就是可以跨物種。
現(xiàn)在為人熟知的控制糖尿病的人胰島素,便是利用轉(zhuǎn)基因微生物生產(chǎn),,于1982年由美國食品及藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)的,、世界*商業(yè)化應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。
在轉(zhuǎn)基因技術(shù)廣泛應(yīng)用的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,,轉(zhuǎn)基因作物的研究發(fā)展zui快,。而其中zui早走到商業(yè)化階段的抗蟲、耐除草劑作物,,就是把細(xì)菌的抗蟲基因,、耐除草劑基因轉(zhuǎn)入植物的基因組:將蘇云金芽孢桿菌(Bt)的基因轉(zhuǎn)入棉花、玉米,、水稻等植物中,,使之抗蟲;將耐除草劑的EPSPS基因等轉(zhuǎn)入大豆等作物中,,使之抗除草劑,。
在轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展之前,傳統(tǒng)育種始終在物種之內(nèi)和近緣種之間進(jìn)行,。但育種進(jìn)程較長,,而且可能沒法朝下走。比如馬和驢雜交產(chǎn)生的騾子,,是雜優(yōu)勢里的一個成功案例,,但騾子無法生育。
而轉(zhuǎn)基因則實(shí)現(xiàn)了人工選擇優(yōu)良基因,,跨物種集聚優(yōu)良的性狀,。它打破物種屏障,拓展了可利用的基因資源,,提高了選擇效率,,育種進(jìn)程更。
殺蟲不殺人,?
上圖:轉(zhuǎn)基因獼猴(左)和普通獼猴外觀上沒有什么區(qū)別 ,;下圖 :在特殊光源下,轉(zhuǎn)基因獼猴(左)通體呈現(xiàn)綠色,,這是因?yàn)樗w內(nèi)的綠色熒光蛋白所致
中原一帶,,很多人的童年記憶中都有“揪棉鈴蟲”的片段——棉花果實(shí)初長時是青青嫩嫩的小球狀,稱為棉鈴,,棉鈴蟲打孔鉆入,,吃盡里面的嫩纖維,而從外面噴的藥奈何不了它,。不少地方曾動員小學(xué)生下田,徒手揪蟲。
而將Bt細(xì)菌的殺蟲蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花,、玉米,、水稻等植物的基因組,其表達(dá)后就產(chǎn)生Bt殺蟲蛋白,。害蟲取食而亡,,植物從而自衛(wèi)。
而這引起了推測:蟲子吃了都會死,,何況人,?
事實(shí)上,只有目標(biāo)害蟲攝入轉(zhuǎn)基因作物中的Bt蛋白后,,在腸道環(huán)境和特定蛋白酶作用下,,Bt蛋白溶解成的活性蛋白與害蟲中腸上表皮膜受體結(jié)合,形成特異性穿孔,,害蟲中腸麻痹死亡,。其他非目標(biāo)昆蟲則沒有這個過程,不會被殺死,。
人體內(nèi)則不存在相應(yīng)受體,,不能與Bt蛋白結(jié)合,因此并不會“中招”,。
上述推測就成為一種謠言,。
目前,國內(nèi)轉(zhuǎn)基因棉花種植范圍是95%-98%,。有科學(xué)家稱,,一般估計(jì),Bt轉(zhuǎn)基因作物可以讓農(nóng)藥化學(xué)殺蟲劑使用量減少50%,,明顯降低了農(nóng)藥對作物和環(huán)境的影響,。
如今水稻似乎也陷入了當(dāng)初棉花的防蟲困局——二化螟、三化螟,、稻飛虱,,農(nóng)藥在上面噴,害蟲卻殺不死,。
研究轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員朱禎博士告訴《了望東方周刊》,,如果推廣轉(zhuǎn)基因,農(nóng)藥市場將受到較大沖擊,。
在轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展以前,,農(nóng)業(yè)防蟲手段大致可分為兩種:化學(xué)農(nóng)藥和生物防治。
常見的有機(jī)磷農(nóng)藥,、氨基甲酸酯農(nóng)藥,,可麻痹昆蟲的神經(jīng)系統(tǒng),致其中毒死亡。而這種殺蟲機(jī)制對于動物和人是一樣的,,都有可能導(dǎo)致中毒死亡,。
生物防治則催生了兩個產(chǎn)業(yè):一是飼養(yǎng)天敵昆蟲,比如針對玉米螟蟲飼養(yǎng)赤眼蜂,,但天敵昆蟲須與害蟲生長時間同步,,因此實(shí)際操作并不方便;二是生物殺蟲劑,,zui常用的就是Bt細(xì)菌,,它的缺點(diǎn)是陽光照射、刮風(fēng)下雨都會讓它迅速失去活性,,成本大幅升高,。
而轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物,則不同于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)防蟲手段,,是讓植物掌握了保護(hù)自己的手段,。
“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本降低,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利,,也意味著社會上每個消費(fèi)者的成本降低,,化學(xué)農(nóng)藥減少也有利于環(huán)境改善,人人都是受益者,。”朱禎說,。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)是的?
在南京藝蓮苑拍攝的殘荷(右)與盛開的“轉(zhuǎn)基因荷花”
“轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以防治病蟲害,、增產(chǎn),,是有效而安全的技術(shù)。但這并不意味著轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是的,。”中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻所生物工程系原主任王大元告訴《了望東方周刊》,。
對于抗蟲轉(zhuǎn)基因作物,害蟲也會產(chǎn)生抗性,。比如種轉(zhuǎn)基因棉花,,絕大多數(shù)敏感的棉鈴蟲中毒死亡,可能還是會剩下萬分之一的抗性個體,,其繁殖的后代會產(chǎn)生抗性,。
為此,20年前美國政府就要求轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花的種植比例控制在80%,,剩下20%種植普通棉花,,這樣在普通棉花上生存下來的棉鈴蟲不攜帶抗性基因,和攜帶抗性基因的棉鈴蟲結(jié)合,,后代是沒有抗性的,,能夠被Bt轉(zhuǎn)基因棉花殺死,。
這種管理措施在中國農(nóng)戶中推行則有現(xiàn)實(shí)困難:誰愿意承擔(dān)那20%普通棉花的損失呢?不過,,目前我國商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因作物僅有Bt抗蟲棉花和抗病毒番木瓜,。因此,棉田里長出來的抗性棉鈴蟲,,可能被玉米田里的非抗性種群稀釋,無法形成抗性種群,。
事實(shí)上,,轉(zhuǎn)基因棉花種了20年,現(xiàn)在棉鈴蟲對Bt轉(zhuǎn)基因棉花的抗性水平還是很低,。
監(jiān)管與安全是一回事,?
轉(zhuǎn)基因爭議多年,誤區(qū)無外乎集中在所謂的轉(zhuǎn)基因主糧化和監(jiān)管不透明等,。但這無關(guān)轉(zhuǎn)基因本質(zhì)的安全問題,。
事實(shí)上,自2001年頒布《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》以來,,*對安全評價(jià)過程并無掩蓋,。
2013年,按照《中華人民共和國政府信息公開條例》,,農(nóng)業(yè)部在*“熱點(diǎn)專題”的“轉(zhuǎn)基因關(guān)注”欄中,,主動公開了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的相關(guān)法律、法規(guī),、安全評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),、指南、檢測機(jī)構(gòu),、安委會工作規(guī)則和委員組成名單等,。同時,依照公民個人申請,,依法公開了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因安全管理相關(guān)的政府信息,。
在4月13日農(nóng)業(yè)部新聞發(fā)布會上,中國工程院院士,、國家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會主任委員吳孔明表示:“現(xiàn)在上對轉(zhuǎn)基因的評價(jià)基本上是兩種模式,,美國模式是對產(chǎn)品進(jìn)行評估,歐盟模式是對技術(shù)過程進(jìn)行評估,,而中國既對產(chǎn)品,、又對過程進(jìn)行評估,此外還增加了大鼠三代繁殖試驗(yàn)和水稻重金屬含量分析等指標(biāo),,從這個角度來說,,我國的評價(jià)體系是zui嚴(yán)的,。”
“一個國家的轉(zhuǎn)基因?qū)徟鞒毯蛯忩?yàn)機(jī)制是由各相關(guān)領(lǐng)域的專家討論決定的,不是某一個專家說了算,。”王大元說,,這套流程復(fù)雜到有的科學(xué)家都未必能全部看懂。
至于反轉(zhuǎn)人士質(zhì)疑的非法種植,、監(jiān)管問題,,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所研究員黃大昉告訴《了望東方周刊》說:“現(xiàn)行法律的規(guī)定是兩步走,轉(zhuǎn)基因作物,,一是要拿到安全證書,,二是要通過品種審定。如果品種審定還沒通過就去賣,、種,,那就是違法。但違法不是因?yàn)檗D(zhuǎn)基因不安全,。這兩個概念不能混淆,。”
這種概念的混淆,具體表現(xiàn)是2008年的“黃金大米事件”,。
“黃金大米目的是防治維生素A缺乏癥,。”中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所研究員陳曉亞告訴《了望東方周刊》,,“問題出在實(shí)驗(yàn)未按國務(wù)院《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》的規(guī)定向國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)申報(bào),,而且未向受試兒童和家長充分說明情況。但大米本身是安全的,。”
從外面來了什么擔(dān)心
西南大學(xué)家蠶基因組研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出轉(zhuǎn)基因新型有色繭品種,,
這是我國獲得的轉(zhuǎn)基因新型有色蠶絲
“轉(zhuǎn)基因原本是技術(shù)問題。”黃大昉覺得,,人們一開始有疑問是正常的,。
“這個擔(dān)心是從外面來的。”朱作言告訴本刊記者,,美國等西方國家的轉(zhuǎn)基因開始商業(yè)化種植時也出現(xiàn)過類似聲音,。
國外至少有四種反對力量:
其一是環(huán)保人士,認(rèn)為破壞物種的多樣性,,對環(huán)境有害,;
其二是宗教人士,認(rèn)為只能是上帝造萬物,,人類不能輕易改變,;
其三是貿(mào)易戰(zhàn)爭,尤其見于西歐對北美的農(nóng)業(yè)貿(mào)易壁壘——美國70%,?80%的食品都含轉(zhuǎn)基因,,西歐只有不接受轉(zhuǎn)基因才能阻擋美國農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)入本地區(qū),;
其四是舊有利益集團(tuán),例如原來野生三文魚來自海洋捕撈,,人工養(yǎng)殖后,,三文魚價(jià)格被拉低,受到傳統(tǒng)漁業(yè)集團(tuán)的反對和抵制,。他們的理由包括,,養(yǎng)殖魚近親交配繁殖使遺傳性喪失,養(yǎng)殖魚與野生三文魚破壞野外種群遺傳性,。
“其實(shí),,自然界每天都在發(fā)生著遺傳基因突變,比轉(zhuǎn)基因可能帶來的突變概率還要大,。”朱作言說,“真正懂遺傳學(xué)的人覺得這些都是歪理,,而公眾卻未必都能認(rèn)識到,。”
1986年初,王大珩,、師昌緒等四位中科院學(xué)部委員上書*,,建議發(fā)展高技術(shù),后稱“863計(jì)劃”,。中國的轉(zhuǎn)基因作物研究在此計(jì)劃支持下迅速發(fā)展,。1988年,中國還因抗病毒轉(zhuǎn)基因煙草的商業(yè)化,,成為世界上*個商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因作物的國家,。
“當(dāng)時大家都覺得是好事,‘轉(zhuǎn)基因’還被當(dāng)作賣點(diǎn),。”朱禎說,。2008年,國務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立了“轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大科技專項(xiàng)”,,這作為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域*的項(xiàng)目,,與大飛機(jī)制造一起被列入國家16個中長期重大科技專項(xiàng),計(jì)劃15年投入240億元,,成為有史以來投入資金zui多的農(nóng)業(yè)科技項(xiàng)目,。