基因食品

范云六

人們常說，“吃飯是為了活著，但活著不僅僅是為了吃飯”。我們知道，當(dāng)今“活著”一詞已不再等同于“活命”，如要“瀟灑地活著”“健康地活著”“成功地活著”……而且在21世紀(jì)，吃飯也將被賦予新的意義。人們在吃飯的同時，也在健身、防病或治?。翰妥郎戏胖煌牒F豐富的大米飯，是專門為貧血病人準(zhǔn)備的;又有一盤富含維生素A的蔬菜，眼干燥癥病人吃了將頗能受益;一盆富含維生素E的玉米羹，可預(yù)防心血管疾病……這絕不是虛構(gòu)的神話，而在不久的將來會變成千真萬確的事實?？茖W(xué)家們正在利用基因工程技術(shù)培育出各種轉(zhuǎn)基因植物，生產(chǎn)出品種繁多的基因食品，它們將為我們的餐桌帶來一個全新的氣象。

何謂基因食品

要說清基因食品為何物，首先得從農(nóng)作物的遺傳改良說起。有史以來，人類用遺傳改良農(nóng)作物的方法不斷地提高谷物的產(chǎn)量。例如把各種野生植物移作家栽，或通過雜交方法培育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新品種，等等。但是，雜交育種的方法隨機(jī)性大，人們只能對雜交后的性狀進(jìn)行選擇，很難實行定向的人工干預(yù)和進(jìn)行精確控制。所以，在漫長的生物進(jìn)化史中，創(chuàng)造物種歷來是大自然的“特權(quán)”，人類無法染指。然而，科學(xué)發(fā)展到今天，人類已經(jīng)掌握了定向制造物種新性狀的技術(shù)。這種新技術(shù)就是生物基因工程。

我們知道，無論是動物、植物，其結(jié)構(gòu)、成分、形態(tài)、性狀無不受遺傳物質(zhì)脫氧核糖核酸（DNA）的控制，并且通過基因一代一代地往下傳。如果我們把某一物種的優(yōu)良特性的基因轉(zhuǎn)移到另一種優(yōu)良物種中去，并讓它的產(chǎn)物成功地表達(dá)出來，那么后者就變成“雙優(yōu)”、“三優(yōu)”甚至“多優(yōu)”了。這種運用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，使多種優(yōu)點結(jié)合在某一物種上的技術(shù)，就是所謂生物基因工程。利用轉(zhuǎn)基因生物體加工而成的食物，就是基因食品。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)包括一系列復(fù)雜的過程，以轉(zhuǎn)基因水稻為例，首先需發(fā)現(xiàn)優(yōu)良的生物性狀?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)把一種叫蘇云金芽孢桿菌的細(xì)菌撒在莊稼上，危害莊稼的螟蟲等害蟲就會死亡。經(jīng)分析，該細(xì)菌體內(nèi)含有一種能殺死害蟲的蛋白，是相應(yīng)的Bt基因的產(chǎn)物。這就是科學(xué)家找到大名鼎鼎的具有殺蟲功能的Bt基因的經(jīng)過。然后用一種新式工具“基因剪刀”——內(nèi)切酶，精確地將Bt基因從該細(xì)菌的DNA上“剪裁”下來，通過修飾再將它組裝到另一種稱為質(zhì)粒的表達(dá)載體上，然后導(dǎo)入某一擬改良的水稻中去，使這種水稻具有高度抗蟲害的功能。我們與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)張啟發(fā)教授多年合作，將具有高效殺蟲功效的Bt基因成功地轉(zhuǎn)化至秈稻，獲得了具有高效抗蟲能力的“明恢63”恢復(fù)系水稻和“汕優(yōu)63”水稻。這兩種高產(chǎn)優(yōu)良水稻對螟蟲的毒殺效果可達(dá)90%以上，令害蟲望而生畏。

又如，番茄是一種廣受全世界消費者歡迎的富含多種維生素的蔬菜，但美中不足的是不耐貯藏，易腐爛變質(zhì)?？茖W(xué)家研究表明，番茄的成熟與其內(nèi)部的被稱為“植物衰老激素”——乙烯有關(guān)。據(jù)此，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)專家們，利用一種能減少乙烯合成的基因，培育出貯藏耐久、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因番茄——“華番一號”。

生存與環(huán)境呼吁基因食品

人類之所以要發(fā)展基因食品，歸根到底是因為生存和環(huán)境的需要，“民以食為天”，吃飽肚子為最重要。

目前，世界人口總數(shù)為58億，并以每年1.5%的速度增長， 其中發(fā)展中國家的人口為46億， 年增長率為1.9%。我國人口已超過12億，到2030年將達(dá)到16億。據(jù)專家們預(yù)測，2020年我國糧食總需求量為6.6億噸，而實際供給能力約為6.4億噸，短缺2 000萬噸。由此表明，我國的糧食問題遠(yuǎn)未達(dá)到高枕無憂的地步。

為了增加糧食生產(chǎn)，在農(nóng)業(yè)上常采用農(nóng)作物的雜交品種。但如果難以找到抵抗害蟲的父本和母本，那么它們“結(jié)婚”后的高產(chǎn)后代也難以抵擋害蟲的“一張利嘴”。據(jù)湖南省進(jìn)行的一次雜交水稻產(chǎn)量調(diào)查顯示：在害蟲嚴(yán)重發(fā)生的田塊中，二化螟和三化螟竟分別讓水稻產(chǎn)量損失達(dá)98%和50%，可見害蟲與人爭糧之禍不可低估。

當(dāng)人們用農(nóng)藥對付害蟲，試圖從蟲口奪糧時，又不得不付出巨大的代價。據(jù)統(tǒng)計，我國目前每年需要將20萬噸以上的農(nóng)藥灑向莊稼，其中1/3為高毒農(nóng)藥，大量農(nóng)藥造成了環(huán)境的嚴(yán)重污染，影響了人類的健康。再說農(nóng)藥無情，對害蟲、益蟲不分青紅皂白地格殺勿論。長此以往，益蟲的數(shù)量將越來越少。而害蟲則久經(jīng)鍛煉，慢慢地產(chǎn)生了抗藥性，變得越來越“頑固不化”。

為了增加糧食產(chǎn)量，我們不得不犧牲大片大片青山、綠水、森林、草地，嚴(yán)重過度開發(fā)土地，使大地母親不堪重負(fù)。因此，轉(zhuǎn)基因植物可以在提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、增強(qiáng)農(nóng)作物抗蟲和抗病的能力、延長食品的貯存時間、改善生態(tài)環(huán)境等重要課題中，扮演重要角色。

自1983年人類首次成功獲得轉(zhuǎn)基因煙草和馬鈴薯以來，轉(zhuǎn)基因植物的研究和開發(fā)勢不可擋。至今，轉(zhuǎn)基因成功的植物就達(dá)120類，其中3 000多種轉(zhuǎn)基因植物已被各國批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗。完成和正在研究的轉(zhuǎn)基因植物包括：抗蟲的水稻、蘋果、玉米和馬鈴薯；抗病毒的蘋果、馬鈴薯、大豆、甜菜和番茄；晚熟的蘋果、甜瓜、馬鈴薯和番茄；抗除草劑的玉米、小麥、大豆、甜菜和油菜；營養(yǎng)成分改良的水稻、向日葵、油菜等。這個轉(zhuǎn)基因“家族”正日益“人丁興旺”。

1999年，全球有美國、加拿大、阿根廷、墨西哥等8個國家商品化的轉(zhuǎn)基因植物的種植總面積多達(dá)3 990萬公頃，比1996年增加了23倍。據(jù)有關(guān)資料報道，美國現(xiàn)有生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)公司1 300多家，僅1995年生物技術(shù)產(chǎn)品的年銷售額即約為127億美元（包括轉(zhuǎn)基因藥物、食品等），預(yù)計到2006年可達(dá)340億美元。轉(zhuǎn)基因工程來勢兇猛，世界各國都拭目以待。

我國作為一個人口大國，焉能袖手旁觀？關(guān)注基因食品的發(fā)展是理所當(dāng)然的事。20世紀(jì)80年代初期，我國農(nóng)業(yè)基因工程的研究啟動。至1996年底，我國正在研究的新基因植物達(dá)47種，涉及各類基因103個。目前我國已有6種轉(zhuǎn)基因植物被批準(zhǔn)進(jìn)行商品化生產(chǎn)，如轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄、轉(zhuǎn)基因矮牽?；?、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗蟲棉花等。在今后幾年，我國政府將大幅度地增加對生物基因工程方面的投資，進(jìn)一步推動生物基因工程的研究，爭取培育出更多更優(yōu)的農(nóng)作物品種，以解決我國糧食產(chǎn)量不足、資源匱乏、環(huán)境惡化、效益衰減等重大問題。

基因食品安全嗎

對于基因食品的安全問題，人們歷來十分關(guān)注，也引起諸多爭論。事實上，科學(xué)家對每一個具有新性狀的物種的安全性都進(jìn)行了科學(xué)、全面的分析。如對轉(zhuǎn)Bt基因水稻的安全問題，首先分析其殺蟲機(jī)制。實驗證明，Bt蛋白能像“魚雷”似地攻擊昆蟲腸壁，使其“爆炸洞穿”，最終“命歸黃泉”。然而，Bt蛋白卻無法攻擊人的腸壁，因而它對人體無害，是安全的。事實上，Bt生物殺蟲劑已在全世界范圍內(nèi)應(yīng)用了數(shù)十年，美國轉(zhuǎn)Bt基因玉米已大面積推廣，至今也未見對人畜有害的報道。

為了保證基因食品對人類的安全，科學(xué)家提出了“實質(zhì)等同性”概念。即必須經(jīng)科學(xué)檢驗，證明轉(zhuǎn)基因食品與傳統(tǒng)食品在諸如關(guān)鍵性的營養(yǎng)成分（包括蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素等）、抗?fàn)I養(yǎng)成分（如植酸、蛋白酶抑制劑）、內(nèi)部固有的毒性物質(zhì)（如馬鈴薯中的茄堿、番茄中的α-番茄素）、過敏原（指能使人產(chǎn)生過敏反應(yīng)的物質(zhì)）在結(jié)構(gòu)和含量上是相同的。即使具有實質(zhì)等同性，還要對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物（即我們希望獲得的那種蛋白質(zhì)）的結(jié)構(gòu)和功能作安全性評估，對轉(zhuǎn)進(jìn)去的基因是否在身體內(nèi)存有不安全的其他影響也必須作科學(xué)評估。在投放市場供消費者選購之前，每種基因食品必須經(jīng)過嚴(yán)格的安全性檢查。這一工作在美國、加拿大、歐盟和澳大利亞早已開展。有些國家的法律還嚴(yán)格規(guī)定轉(zhuǎn)基因食品在出售時應(yīng)加以標(biāo)明，以供消費者自愿選擇。雖然我國這方面工作起步較晚，但對轉(zhuǎn)基因生物體的安全十分重視。如國家科委1993年已頒布了《基因工程安全管理辦法》，1994年農(nóng)業(yè)部也頒布了《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法》;1997年，農(nóng)業(yè)部、國家科委、國家教委、中國科學(xué)院等單位的34位專家組成了“農(nóng)業(yè)生物基因工程安全委員會”，對申報轉(zhuǎn)基因研究的項目嚴(yán)格審批。

轉(zhuǎn)基因工程讓人類進(jìn)入了一個新的自由王國，在我國有關(guān)基因食品的安全性的監(jiān)測技術(shù)、法律、法規(guī)已引起有關(guān)部門的重視，并正在完善之中，人們對這一新技術(shù)尚有一個適應(yīng)和心理準(zhǔn)備的過程。但是，由于人類對生存環(huán)境、健康營養(yǎng)方面的迫切需求，以及基因食品在價格和性能方面的潛在的巨大優(yōu)越性和旺盛的生命力，只要我們堅持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和遵守有關(guān)的法律法規(guī)，相信基因食品在經(jīng)歷了風(fēng)風(fēng)雨雨以后，終將成為正果，造福于人類。