转基因科普:转基因在我国农业的应用情况

作者:湖北省农业科学院植保土肥研究所  许冬

       转基因技术,是一个全国乃至世界都饱受争议的词汇。而争议的关键在于人类是否像自己所认为的那样,已经可以代替上帝“随意”改造自然。毕竟作为食物链顶端的人类,经不起反复折腾。

那么,什么是转基因技术?

       从专业角度来说,转基因技术是将某一基因的DNA片段转入到某一特定生物中,DNA片段与生物本身的基因组进行重组,再从重组体中进行数代的人工选育,从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体。这些基因片段的来源可能是提取某特定生物体基因组中所需要的目的基因,也可以是人工合成指定序列的DNA片段。通过转基因技术,使得重组生物增加人们所期望的新性状,从而培育出新品种。如目前种植的转基因抗虫棉,就是转入了苏云芽孢杆菌的Bt基因,使得常规棉花具备了防控棉铃虫的功效。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。

        通俗一点,就是说生物细胞里本身都有许多基因,这些基因是每种植物或动物的“大管家”,有的管叶子长得圆还是扁,有的管脚长得长还是短,如果把一种生物里的某种特定基因“搬”到另一种生物里,如果其在新家里“住得惯”,且能发挥自己的本领,就会创造出某种前所未有的新生物。这种让基因“搬家”的技术,就叫转基因技术。

转基因技术在各行业中的应用情况如何?

        目前,以转基因技术为代表的现代生物技术已经在农业、医药、工业等不同领域展示出了巨大的生产潜力。

       农业领域。主要在农业转基因动物、植物及微生物等方面进行培育。特别是转基因技术在现代农业的应用,培育了一批具有抗虫、抗病、耐除草剂等新型性状的转基因作物,彻底改变了传统农业的育种观念。目前,按照我国产业发展的战略需要,我国转基因作物正在朝着改善农艺性状、抗旱耐盐和改善品质等方向不断的开拓发展。

       医药领域。基因工程在现代药物研发中的应用也越来越广泛,其与酶工程、细胞工程构成了现代生物制药的三大基石。如1982年美国食品药物管理局(FDA)批准利用转基因微生物生产的人胰岛素商业化生产,这是世界首例商业化应用的转基因产品。此后,利用转基因技术生产的药物层出不穷,如重组疫苗、抑生长素、干扰素、人生长激素等。

       工业领域。转基因技术在工业中的应用也有长久历史,如利用转基因工程菌生产食品用酶制剂、添加剂和洗涤酶制剂等。

       此外,转基因技术在食品工业领域如乳制品发酵、环境保护如污染物的生物降解、能源生产如利用转基因生物发酵酒精、新材料领域如利用转基因生物生产高价值的工业品等应用也较为广泛。

转基因作物在我国农业领域的应用情况如何?

       要想了解我国转基因作物的实际应用概况,大家需要明确以下几点:

       第一, 我国批准进口的转基因作物及转基因事件有哪些?

       农业部批准进口的转基因作物包括大豆、玉米、棉花、油菜、甜菜等5种作物。进口的转基因大豆、玉米、油菜和甜菜等4种作物被严格限制在原料加工方面使用,不能直接用来食用。根据农业部网站公开的信息,现在有效的(最短的有效期也至2018年12月20日)进口转基因作物安全证书共涉及46个转基因事件或事件组合。所涉及的转基因性状包括耐除草剂、抗虫、改善品质、耐旱及上述部分性状的组合如抗虫+耐除草剂、品质+耐除草剂。

        第二, 我国被允许种植的转基因作物有哪些?

        与美国种植玉米、大豆、棉花、油菜、甜菜、苜蓿、马铃薯、苹果等多种转基因作物不同,我国目前商业化种植的转基因作物仅有棉花和番木瓜。其中,2018年我国的转基因作物种植面积大约为280万公顷,其中绝大部分为转基因抗虫棉,转基因木瓜的种植面积不足1万公顷。而对于转基因玉米、大豆、水稻等粮食作物,我国只对2种转基因玉米和1种转基因水稻颁发了安全证书,但尚未同意进行商业化种植,也就是说我国目前尚未批准商业化种植转基因粮食作物。另外,国内市场上流通的小麦、小番茄(圣女果)、大蒜、洋葱、紫薯、土豆、彩椒、胡萝卜、小黄瓜等粮食和蔬菜,均不是转基因品种。

        第三,我国批准种植的转基因棉花和番木瓜涉及的转基因性状有哪些?

       目前我国商业化种植的转基因抗虫棉主要是Bt抗虫棉。它导入的是苏云菌芽孢杆菌的Bt基因,该基因可表达产生一种杀虫的晶体蛋白。当棉铃虫等鳞翅目靶标害虫取食棉花后,转基因抗虫棉表达的Bt晶体蛋白会在其碱性环境的肠胃中发挥作用,并与棉铃虫等害虫肠胃中的独特的位点进行结合,最终达到杀虫的目的。那作为食物链顶端的人类,我们会不会也是其作用的靶标生物呢?当然不用紧张,因为我们人类以及其它哺乳动物的肠胃环境属于酸性,也不具有Bt晶体蛋白独特的结合位点,所以不会对人和其它哺乳动物造成任何影响。

       转基因木瓜,是为了解决番木瓜环斑病毒病(一种常见木瓜病害)带来的木瓜产业下降问题的新型产品。最早的转基因木瓜是美国在1998年被批准商业化种植,而我国培育的 “华农1号”是在2006年获得我国农业部颁发的安全性证书。该品种导入的基因是木瓜环斑病毒病的复制酶基因,对我国华南地区番木瓜环斑病毒病具有很好的抗性。大面积种植后产生了巨大的经济效益,深受瓜农喜爱。目前国内市场上销售的木瓜基本上都是转基因品种(包括从美国进口的转基因品种)。

       第四, 转基因作物是否能够在我国随意种植?

       目前,我国农业部只批准商业化种植的作物为棉花和番木瓜。除此之外,非试验用途的转基因作物如转基因大豆、玉米、水稻等,以及导入其它新型性状如抗旱、抗病的转基因棉花和木瓜,在未获得安全证书以前种植,都是非法的。各科研院校可以进行科研种植,但需要在非常严格的情况下进行,如试验开展前需要在当地农业主管部门进行备案,试验种植地点必须选择在有隔离条件的基地内开展等。同时,在进行环境释放、田间实验前,必须先向农业部申请,否则也是非法行为。

       我国农业部对转基因作物的监管工作是非常高度重视的。农业各级行政主管部门每年都在进行拉网式排查,严防非法扩散和种植未经批准的转基因作物。目前我国不存在转基因农作物滥种现象。但也不可否认,我国个别地区存在违法零星种植转基因农作物的情况。所以,农业行政主管部门还需要进一步加大排查力度,同时要强化转基因生物安全属地管理责任和研发生产经营者的主体责任。目前,农业部正在和国务院法制办等相关部门研究,将其作为非法经营罪纳入刑法予以规制。

       第五,转基因玉米、大豆等粮食作物是否安全?

       转基因技术作为一项新技术,其安全问题也一直备受国际瞩目,国际食品法典委员会、联合国粮农组织、世界卫生组织等组织也制定了一系列转基因生物安全评价标准。在转基因生物安全评价体系制定方面,我国也紧跟国际步伐,制定了《农业转基因生物安全管理条例》以及配套的管理办法,实行严格的分阶段的评价。不同于美国和欧美只对转基因产品研发过程或转基因产品进行监管和评价,我国制定了既对转基因产品又对其生产过程进行评估的安全评价体系。该评价体系从实验室研究阶段就已展开,直至获得转基因产品安全性证书,期间需经历实验研究阶段、中间试验阶段、环境释放阶段、生产性试验阶段、申请安全证书阶段等五个阶段,任何一个环节出现问题都要立即终止,不再进入下一个阶段。可见,我国对转基因作物所持的态度是非常谨慎、理性和积极。目前,凡已获得农业农村部颁发安全证书的转基因农作物品种都是已顺利通过了安全测试的。

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