對轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用的思考

史紅梅，李愛軍，張海燕

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所，山西晉中030600）

1 科技發(fā)展的歷程

第1次科技革命（18世紀60年代）以牛頓的力學(xué)為原理，蒸汽機的廣泛應(yīng)用，創(chuàng)造了巨大的生產(chǎn)力，社會面貌發(fā)生翻天覆地的變化。但科學(xué)和技術(shù)尚未真正結(jié)合。第2次科技革命（19世紀70年代）以電磁學(xué)為理論指導(dǎo)，以電力和內(nèi)燃機的廣泛使用為主要標志，極大提高了社會生產(chǎn)力，密切了世界各地的聯(lián)系，提高了人們的生活質(zhì)量，為經(jīng)濟的發(fā)展開辟了更加廣泛的途徑。第3次科技革命（20世紀四五十年代）以原子能、計算機、航天技術(shù)、生物工程等重大突破為標志，推動生產(chǎn)力空前發(fā)展，并進一步引起世界經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟格局的變化，推動了世界經(jīng)濟格局的多極化。

第3次科技革命以來，經(jīng)歷了不到一百年科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，涌現(xiàn)大量的科技成果，大大加快了科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的速度，縮短了知識變?yōu)槲镔|(zhì)財富的過程。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極大地改變了人類及其社會發(fā)展的進程。日益成熟的轉(zhuǎn)基因技術(shù)、克隆技術(shù)以及正在加速發(fā)展的基因組學(xué)技術(shù)和蛋白質(zhì)組技術(shù)、干細胞組織工程等關(guān)鍵技術(shù)，正在推動生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)成為新世紀最重要的產(chǎn)業(yè)之一，深刻地改變著人類的醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、人口和食品狀況。特別是在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用中，有效提高作物的產(chǎn)量，獲得具有抗蟲、抗真菌、抗病毒、抗逆性等優(yōu)良性狀的植物；創(chuàng)造有更多優(yōu)良性狀的家畜和其他動物。總體看來，生物技術(shù)給人類帶來了前所未有的好處。

2 科學(xué)技術(shù)的雙面性

科學(xué)技術(shù)是雙刃劍的說法已經(jīng)被廣泛接受，但是科學(xué)依然擁有很高的話語地位[1-2]。的確，在新技術(shù)誕生之初，人們很難找到其有害的科學(xué)依據(jù)。最簡單的原因是負面效應(yīng)的呈現(xiàn)需要時間。比如四環(huán)素長期服用會導(dǎo)致四環(huán)素牙，很多人都是在經(jīng)過了十多年，深受其害之后才認識到的。氟利昂自1930年前后被發(fā)明出來并用作制冷劑以來，一直受到普遍的贊美和歡呼，人們也安于享受冰箱、空調(diào)帶來的便利和舒適。歷經(jīng)40多a直到1974年，人類才發(fā)現(xiàn)它會破壞臭氧層。當時歡呼的人們，誰會把家里的空調(diào)與臭氧層的空洞聯(lián)系起來呢[3]！機械化、電氣化的發(fā)展給人們帶來了便捷，能源得到無止境的開采，導(dǎo)致氣候的變化是多年后才表現(xiàn)出來；化肥導(dǎo)致土地板結(jié)、地下水污染的后果也是如此。近年來，轉(zhuǎn)基因在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，已經(jīng)由物用（抗蟲棉）到食用（轉(zhuǎn)基因大豆、轉(zhuǎn)基因水稻、轉(zhuǎn)基因玉米），直接進入食物鏈。生物技術(shù)已經(jīng)開始改造生命本身。

3 轉(zhuǎn)基因作物的迅猛發(fā)展

轉(zhuǎn)基因生物是指科學(xué)家在實驗室中，把動植物的基因加以改變，再制造出具備新特征的生物種類。許多人已經(jīng)知道，所有生物細胞核里DNA的組成和排序不同，它們是建構(gòu)和維持生命的化學(xué)信息。通過修改DNA鏈上的某一片段（基因），科學(xué)家們能夠改變一個有機體的部分或全部特征。這些修改了基因組成的生物通過動植物進入食物鏈，如果這些基因的遺傳力強，將會遺傳給人類的子子孫孫。

1996—2009年間轉(zhuǎn)基因作物迅猛發(fā)展，種植面積增長了80倍，使轉(zhuǎn)基因成為農(nóng)業(yè)近代史上利用最快的生物技術(shù)。2009年有25個國家種植了1.34億hm2的轉(zhuǎn)基因作物，如果加上允許進口轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品的國家，共有57個國家在采用、經(jīng)營轉(zhuǎn)基因作物和產(chǎn)品，包括將轉(zhuǎn)基因作物用于食品、飼料和進行環(huán)境釋放。全球種植面積較大的轉(zhuǎn)基因作物主要有4種。2009年轉(zhuǎn)基因大豆首次占到全球9 000萬hm2大豆種植面積的3/4，轉(zhuǎn)基因棉花占到全球3 300萬hm2棉花種植面積的近1/2，轉(zhuǎn)基因玉米超過了全球1.58億hm2玉米種植面積的1/4，轉(zhuǎn)基因油菜超過全球3 100萬hm2油菜種植面積的1/5[4]。這些農(nóng)作物產(chǎn)品除棉花用于紡織業(yè)和部分玉米用于能源加工外，其余全部進入了食物鏈，特別是發(fā)展中國家和貧困國家和地區(qū)。

4 轉(zhuǎn)基因作物在我國的應(yīng)用

大約10 a前，歐洲的反基因食品人士促使媒體掀起一輪報道關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品害處的浪潮，警告人們自作聰明“玩弄大自然”的后果，讓轉(zhuǎn)基因食品面臨“不確定”的前景。但人們?yōu)榱双@得更高的產(chǎn)量和更多的糧食，轉(zhuǎn)基因糧食的種植在過去10 a里獲得長足發(fā)展，尤其是在發(fā)展中國家，以前生產(chǎn)效率低下的貧窮農(nóng)民從這一技術(shù)中獲得了“益處”。轉(zhuǎn)基因作物在產(chǎn)量、經(jīng)濟、物質(zhì)財富等方面帶來了持續(xù)、顯著的效益，因此，獲得了全球上千萬農(nóng)民的信任。

近年來，轉(zhuǎn)基因食品的安全性引起很大的爭議。2007年，法國科學(xué)家證實，世界最大的種子公司美國孟山都公司出產(chǎn)的一種轉(zhuǎn)基因玉米對人體肝臟和腎臟具有毒性。2008年，美國科學(xué)家也證實了長時間喂食轉(zhuǎn)基因玉米的小白鼠免疫系統(tǒng)會受到損害，該研究成果發(fā)表在同年《農(nóng)業(yè)與食品化學(xué)》雜志上。2009年12月22日，法國生物技術(shù)委員會最終宣布，轉(zhuǎn)基因玉米弊大于利[3]。

在轉(zhuǎn)基因糧食的安全問題上，總有些人以為轉(zhuǎn)基因食品的所有成分已知，則效應(yīng)已知，用傳統(tǒng)的“經(jīng)典科學(xué)”去推斷大自然的復(fù)雜反應(yīng)，1+1=2只是“自然”之一斑，我們應(yīng)堅信一個觀點：世界非線性。這個世界是一個整體，牽一發(fā)而動全身，非簡單的物種相加，而是復(fù)雜的非線性關(guān)聯(lián)，傳統(tǒng)的經(jīng)典科學(xué)觀在探討復(fù)雜系統(tǒng)的面前顯得力不從心。

現(xiàn)代技術(shù)短期可控、局部可控，但不能保證長期可控、總體可控，尚未發(fā)現(xiàn)不等于不存在，不等于永不發(fā)現(xiàn)。但現(xiàn)實社會的行為邏輯是：如果暫時沒有發(fā)現(xiàn)有害，就假設(shè)是無害的，就可以應(yīng)用，等發(fā)現(xiàn)有害再說。這與科學(xué)主義的一個基本預(yù)設(shè)相一致：科學(xué)的負面效應(yīng)是暫時的、偶然的、可以避免的，即便不可避免，也能隨著科學(xué)的進一步發(fā)展得到解決。常用的說法是，不能因可能的負面效應(yīng)阻礙科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步。而科學(xué)技術(shù)的進步，一向被等同于社會的進步。然而，如果以這種態(tài)度對待科學(xué)技術(shù)，人類就只能甘于做事后諸葛，不能在科學(xué)技術(shù)的負面效應(yīng)尚未發(fā)生時就加以制止。

5 轉(zhuǎn)基因作物對自然進化的威脅

5.1 轉(zhuǎn)基因作物本身能演變?yōu)檗r(nóng)田雜草

由于導(dǎo)入新的外源基因，轉(zhuǎn)基因作物獲得或增強了生存競爭和繁殖能力，使其在生長勢、越冬性、耐受性、種子產(chǎn)量等方面都強于親本或野生種。因其具有野生植物沒有的各種抗性，將會迅速地成為新的優(yōu)勢種群，進而可能演變成農(nóng)田雜草。例如，加拿大商業(yè)化種植具有抗除草劑的轉(zhuǎn)基因油菜，僅幾年后，其農(nóng)田便發(fā)現(xiàn)了對多種除草劑（包括草甘膦、固殺草和保幼酮等）具有耐抗性的雜草化油菜植株。據(jù)專家預(yù)言，這種雜草化的轉(zhuǎn)基因油菜，將成為加拿大草原地區(qū)為害最為嚴重的野草[5-6]。

5.2 通過基因漂移影響其他物種

在自然條件下，栽培作物種內(nèi)與其近緣野生種間及雜草之間都有可能發(fā)生基因漂移。例如，引起廣泛關(guān)注的墨西哥玉米污染事件，即在墨西哥偏遠山區(qū)的野生玉米受到了轉(zhuǎn)基因玉米DNA片斷的污染，且污染比率高達35%。轉(zhuǎn)基因作物中的一些抗除草劑、殺蟲劑和病毒的抗性基因就有可能通過花粉雜交等途徑向其同種或近緣野生種轉(zhuǎn)移，使其獲得轉(zhuǎn)基因生物體的抗逆特性，成為對其他作物構(gòu)成嚴重威脅的“超級雜草”。而自然界生物間的協(xié)同進化或生物與非生物抑制因子間的對抗最終會出現(xiàn)適應(yīng)或淘汰的結(jié)果。轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的長期、大規(guī)模種植可能使目標害蟲或非目標害蟲對毒素蛋白的適應(yīng)在群體水平上產(chǎn)生抗性，有可能產(chǎn)生侵染力、致病力更強的“超級害蟲”，造成更大的危害。研究表明，轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉對第1代、第2代棉鈴蟲有很好的抵抗作用，但第3代、第4代棉鈴蟲已對該轉(zhuǎn)基因棉產(chǎn)生了抗性。原來的次要害蟲盲蝽迅速繁殖。2010年5月14日，美國著名的《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)布了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所吳孔明研究員的一項工作，十多年的觀察表明，盲蝽數(shù)目已經(jīng)增長了12倍。

5.3 對生物多樣性的威脅

轉(zhuǎn)基因作物作為外來品種進入自然生態(tài)系統(tǒng)，往往具有較強的“選擇優(yōu)勢”，可能會影響植物基因庫的遺傳結(jié)構(gòu)，淘汰原來棲息地上的物種及其他遺傳資源，致使物種呈單一化趨勢，造成生物數(shù)量劇減，甚至?xí)乖形锓N滅絕，導(dǎo)致生物多樣性的喪失。墨西哥玉米事件的發(fā)生，已經(jīng)嚴重威脅到世界玉米起源中心地區(qū)的玉米生物多樣性資源。抗蟲作物的抗蟲基因不僅直接作用于目標害蟲，對非目標害蟲也可能直接或間接地產(chǎn)生傷害，進而對生物多樣性產(chǎn)生影響。

5.4 轉(zhuǎn)基因食品可能產(chǎn)生過敏反應(yīng)

在自然條件下存在許多過敏源。轉(zhuǎn)基因作物通常插入特定的基因片斷以表達特定的蛋白，而所表達蛋白若是已知過敏源，則有可能引起過敏人群的不良反應(yīng)。例如，為增加大豆含硫氨基酸的含量，研究人員將巴西堅果中的2S清蛋白基因轉(zhuǎn)入大豆中，而2S清蛋白具有過敏性，導(dǎo)致原本沒有過敏性的大豆對某些人群產(chǎn)生過敏反應(yīng)，最終該轉(zhuǎn)基因大豆被禁止商品化生產(chǎn)。即便表達蛋白為非已知過敏源，但只要是在轉(zhuǎn)基因作物的食用部分表達，則也需對其進行評估。

5.5 轉(zhuǎn)基因食品可能具有毒性

對于基因的人工提煉和添加，可能在達到某種效果的同時，也增加和積聚了食物中原有的微量毒素。此外，抗蟲作物殘留的毒素和蛋白酶活性抑制劑可能對人畜健康有害，因為含有抗蟲作物殘留的毒素和蛋白酶活性抑制劑的葉片、果實、種子等，既然能使咬食其葉片的昆蟲的消化系統(tǒng)功能受到損害，就有對人畜產(chǎn)生類似傷害的可能性[7-9]。

6 科學(xué)技術(shù)發(fā)展應(yīng)遵循自然規(guī)律，轉(zhuǎn)基因作物的應(yīng)用應(yīng)放慢腳步

現(xiàn)在人們對轉(zhuǎn)基因食品抱有很大的戒心，寧吃經(jīng)過自然選擇的，不吃人類強行改造的食品，認為這才符合自然。并且早就意識到，化肥、農(nóng)藥種出來的糧食，不如傳統(tǒng)糧食好吃。人們還是相信自然選擇。

自然選擇，實際上是整個生態(tài)環(huán)境對物種的綜合作用，所有物種一環(huán)扣一環(huán)，彼此作用彼此平衡之后的結(jié)果，物種的某種基因特性被自然環(huán)境確立或者否定，是經(jīng)歷了長時間驗證的，在驗證的過程中，不能維持生態(tài)平衡的特性會被否定掉，因此，生態(tài)平衡是自然選擇的前提，而物種的基因特性被固定下來對整個生態(tài)環(huán)境的平衡是絕對無害的。人工選擇是以人類的利益為出發(fā)點，將物種的基因特性指向人類的利益所在，人類的利益（短期）才是人工選擇的前提，自然環(huán)境的平衡卻位居其次，甚至可有可無。而人類對自然的認識非常有限，打破生態(tài)平衡的長期效應(yīng)我們并不知道，而自然平衡被破壞之后，帶給人類的危害往往需要我們付出比得到的益處更多的代價去應(yīng)對，人類在這種事情上已經(jīng)有了太多的先例?？萍嫉陌l(fā)展決定社會發(fā)展的步伐，計算機、航天技術(shù)使人類對外面世界的了解越來越廣，探索自然的能力不斷加強，有力地推動了社會的進步；但生物技術(shù)的成果應(yīng)用一定要慎重，適當?shù)胤怕_步，像克隆動物、轉(zhuǎn)基因生物不是不可以，但絕對要慎之又慎。沒有進行長時間、大規(guī)模的試驗，用急功近利的態(tài)度處理問題會存在潛在危險，但科學(xué)家希望自己的成果盡快地應(yīng)用是現(xiàn)代人的普遍現(xiàn)象。

在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用生物技術(shù)，特別是基因技術(shù)，這是未來社會發(fā)展的必然，遲早會出現(xiàn)。如此倉促、如此急迫地將轉(zhuǎn)基因食品引入人類的食物鏈，很多人心里不踏實，食品安全是我們在解決溫飽后最關(guān)注的問題。

目前，我們應(yīng)加強研究轉(zhuǎn)基因生物安全評價技術(shù)和方法，加快轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)檢測機構(gòu)建設(shè)，完善現(xiàn)行的標識管理制度，加強公眾宣傳和交流[10]有關(guān)知識；個人在購買相關(guān)食品時，要留意有關(guān)標識，盡可能拒絕轉(zhuǎn)基因食物。人類追求更好的生活，需要科技的進步。我們不反對轉(zhuǎn)基因研究，但一定要放慢應(yīng)用的腳步，使人類與自然和諧相處。

［1］ 王海艷，帥鵬坤.大規(guī)模進口玉米再開閘 轉(zhuǎn)基因作物侵略隱憂初現(xiàn)[N].南方都市報，2010-08-10.

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［3］ 郎咸平.轉(zhuǎn)基因水稻的背后[J].時代觀察，2010（4）：28-29.

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［5］ 連慶，付仲文，李華鋒.歐盟轉(zhuǎn)基因生物安全管理及對中國的啟示[J].世界農(nóng)業(yè)，2010（3）：22-24.

［6］ 孫曉萍.轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的正負面效應(yīng)及預(yù)防對策[J].中國食物與營養(yǎng)，2007（3）：14-16.

［7］ 邁克爾·安東尼.僅僅是“科學(xué)”——轉(zhuǎn)基因作物的局限性、風(fēng)險和替代物[J].國際縱橫，2010（3）：46-47.

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［10］ Vázquez-Padrón.Cry1Ac Protoxin from Bacillus thuringiensis sp Kurstaki HD73 Binds to Surface Proteins in the Mouse Small Intestine[J].Forbesmagazine，2000，271：54-58.