理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)

李家洋植物分子遺傳學(xué)家，2004年1月任中國科學(xué)院副院長。2001年當(dāng)選中國科學(xué)院院士，2004年當(dāng)選第三世界科學(xué)院院士?，F(xiàn)任中國遺傳學(xué)會(huì)理事長、中國農(nóng)學(xué)會(huì)副會(huì)長、中國作物學(xué)會(huì)副理事長、中國野生動(dòng)物保護(hù)協(xié)會(huì)副會(huì)長等職。2005年獲得國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、第三世界科學(xué)院講演獎(jiǎng)、長江學(xué)者成就二等獎(jiǎng)。

新綠色革命這一概念最早是在1990年舉行的世界糧食理事會(huì)第16次會(huì)議上提出的，新綠色革命最初設(shè)想的發(fā)展趨勢有三點(diǎn)：一是在鞏固水稻、小麥，玉米育種等第一次綠色革命成果的基礎(chǔ)上，向農(nóng)業(yè)其他領(lǐng)域擴(kuò)展，二是在有效利用灌溉地的同時(shí)，向相對(duì)貧瘠的旱地、低地，丘陵山地?cái)U(kuò)展，改善其維持的20億農(nóng)業(yè)人口的生計(jì)，三是擴(kuò)大生物技術(shù)的研究與應(yīng)用，開展“基因革命”。

盡管新綠色革命的概念首先是為發(fā)展中國家槔出的但由干生物科技的飛速發(fā)展使得世界各國看到了農(nóng)業(yè)發(fā)展的新希望，因此紛紛按照自己的需要提出了相應(yīng)的對(duì)策，形成了廣義的“新綠色革命”概念。

廣義的“新綠色革命”概念

英國提出，要通過培育優(yōu)良的作物品種，改善土地生產(chǎn)能力和防治病蟲害來提高作物單產(chǎn)的新思路：美國則看重食品的質(zhì)量，要解決吃“好”的問題，以開發(fā)含微量元素的保健食品為主，而中國農(nóng)業(yè)科學(xué)家所提出的我國農(nóng)業(yè)“第二次綠色革命”的戰(zhàn)略構(gòu)想，其目標(biāo)定義為“少投入，多產(chǎn)出，保護(hù)環(huán)境”，要求我國作物改良應(yīng)將增加品種的抗病蟲性、營養(yǎng)高效利用、耐旱，抗逆等性狀作為重要目標(biāo)。

可見，盡管不同國家采取的思路不盡一致，但新的綠色革命內(nèi)涵都是圍繞提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)和增強(qiáng)功能三個(gè)方面來展開的。

從技術(shù)手段上看，雖然傳統(tǒng)育種方法也能實(shí)現(xiàn)上述要求，但研發(fā)的周期無疑要大大延長，所以，新綠色革命所看重的是現(xiàn)代生物技術(shù)能夠快捷改變生物性狀的方法。其核心正是轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

提高農(nóng)作物產(chǎn)量可以從生產(chǎn)過程中的多個(gè)環(huán)節(jié)入手，因此培育理想株型，提高作物的抗逆，抗蟲?？共?，抗寒等特性，以及抗除草劑和養(yǎng)分高效利用等途徑都可以直接或間接地提高產(chǎn)量?，F(xiàn)在研究得比較清楚，并在生產(chǎn)實(shí)踐中已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用的，主要是抗蟲和抗除草劑兩種轉(zhuǎn)基因作物。

例如，常說的抗蟲棉，就是利用蘇云金芽孢桿菌的一種特殊蛋白質(zhì)——伴孢晶體蛋白對(duì)昆蟲的殺傷作用，首先利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將BT基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)并表達(dá)伴孢晶體蛋白，當(dāng)昆蟲采食植物時(shí)就會(huì)食入這一毒性蛋白。該蛋白在昆蟲腸中被消化后釋放出的有效成分d-內(nèi)毒素，能與腸上皮細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合，導(dǎo)致昆蟲停止進(jìn)食甚至腸壁穿孔死亡。

雜草對(duì)于農(nóng)作物的生長具有極大的危害性，使用除草劑來控制雜草是比較簡便的方法，特別是在農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力較少的發(fā)達(dá)國家，除草劑的施用甚至可以通過飛機(jī)大面積播撤來實(shí)現(xiàn)。但是，除草劑對(duì)于莊稼也有相當(dāng)?shù)奈：Γ虼送ㄟ^轉(zhuǎn)基因的方法得到對(duì)除草劑具有抗性的農(nóng)作物，就可以放心使用除草劑了。

其他一些提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法尚未投入應(yīng)用，但在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)獲得了令人振奮的結(jié)果。例如，改變作物的株型，使之更充分地利用光能而增加產(chǎn)量；也可以通過延緩作物衰老的辦法，延長它的生長時(shí)間來提高產(chǎn)量。

對(duì)于植物抗寒，抗旱，抗鹽堿的研究也有初步的成果，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)使植物表達(dá)保護(hù)性蛋白質(zhì)或合成小分子保護(hù)劑，借以抵抗低溫干旱和鹽堿對(duì)植物造成的脫水傷害。其意義在于使作物在原本不適合的環(huán)境下生長，或當(dāng)作物在遭遇不利的氣候或水土條件時(shí)仍然能夠維持相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量。一旦這些成果得到應(yīng)用，必將與抗蟲，抗除草劑作物一樣，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

改善食物的品質(zhì)

改善食物的品質(zhì)是新綠色革命的第二個(gè)重要內(nèi)涵，與之緊密相關(guān)的個(gè)概念就是功能食品，其本質(zhì)是通過轉(zhuǎn)基因的方法，改變食物的營養(yǎng)組成，使之更加有利于人類的健康。下面舉一個(gè)國際上非常有名的關(guān)于金色大米的例子，科學(xué)家在水稻中導(dǎo)入了胡蘿卜、素合成的兩個(gè)關(guān)鍵酶，使得大米中可以合成并富含胡蘿卜素而呈金色，因此得名“金米”。

胡蘿卜素在人體中可以被轉(zhuǎn)化為維生素A，而后者對(duì)于人類健康極為重要。根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，每年因維生素A缺乏引起25～50萬人失明，100～200萬人死亡全球118個(gè)國家的1.24億人受到影響，特別是發(fā)展中國家5歲以下兒童中有40％的免疫系統(tǒng)因此受到損害?！敖鹈住睘楦纳粕鲜鰻顩r提供了一條簡單實(shí)用的全新思路。

與第一次綠色革命主要解決糧食產(chǎn)量問題相比，新綠色革命開始考慮增加農(nóng)作物的功能，將其拓展到醫(yī)藥、能源甚至工業(yè)等領(lǐng)域。

與傳統(tǒng)的微生物或動(dòng)物細(xì)胞等生物反應(yīng)器體系相比，植物生物反應(yīng)器更加經(jīng)濟(jì)，安全，方便：面對(duì)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能源的需求，不可再生的化石能源終將退出歷史舞臺(tái)，而清潔，可再生的生物質(zhì)能源將成為未來能源的重要組成部分，如何利用現(xiàn)代生物技術(shù)，提高生物質(zhì)的生產(chǎn)量和能源轉(zhuǎn)化效率，已經(jīng)成為世界各國所關(guān)注的焦點(diǎn)。

另外，生物基材料的應(yīng)用日趨廣泛，這一類利用生物來源物質(zhì)制成的高分子化合物也就是俗稱的“生物塑料”，在合適的自然環(huán)境中能夠降解，從而避免塑料制品造成的“白色垃圾”污染問題。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)推動(dòng)的新綠色革命在生產(chǎn)生活的各個(gè)方面都與我們息息相關(guān)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)基因作物的種植也在迅速增長。轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用并帶來了巨大的效益，目前已有轉(zhuǎn)基因棉花、番茄、番木瓜、矮牽牛、楊樹、甜椒等6種作物被批準(zhǔn)進(jìn)入商品化生產(chǎn)，其中抗蟲棉是最主要的產(chǎn)品。2007年，我國種植380萬公頃轉(zhuǎn)基因BT棉花，相當(dāng)于全部550萬公頃棉花中的69％，產(chǎn)量平均增加9.6％。每公頃純收入增加約為220美元，而殺蟲劑使用量降低了60％。全年減少殺蟲劑使用達(dá)14萬噸。

轉(zhuǎn)基因生物安全備受關(guān)注

盡管轉(zhuǎn)基因作物具有極其突出的優(yōu)點(diǎn)，但一直以來都存在很多的爭論，因此這里要專門講一下轉(zhuǎn)基因生物的安全和管理。

隨著現(xiàn)實(shí)生活中各種轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品越來越多的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因生物安全也成為社會(huì)非常關(guān)注的一個(gè)方面，人們對(duì)于轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識(shí)得比較清楚，但對(duì)于其潛在的不確定性還心存疑慮，極個(gè)別情況下甚至夸大到危險(xiǎn)的程度。

目前主要考慮的是轉(zhuǎn)基因作物的安全性問題，這當(dāng)中又包括環(huán)境安全性和食品安全性，前者是指轉(zhuǎn)基因作物在生長過程中對(duì)于自然環(huán)境可能造成的影響。比如，抗除草劑的作物如果本身不受控制地生長起來，會(huì)不會(huì)也成為 種難以消滅的雜草?抗逆性強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因作物容易生長，會(huì)不會(huì)成為某個(gè)地區(qū)的優(yōu)勢物種而破壞生態(tài)平衡，還有人擔(dān)心，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的全面應(yīng)用，有可能導(dǎo)致品種的單一化，將深刻影響自然界生物多樣性及對(duì)生物多樣性的保護(hù)和持續(xù)利用。

除了安全的問題之外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)還面臨著一些社會(huì)的問題。例如，一些宗教信仰對(duì)于食物有定的限制，如果轉(zhuǎn)入的基因恰好是來源于被這個(gè)宗教禁止食用的物種，那么，這種轉(zhuǎn)基因作物就可能造成宗教人士的困擾甚至受到抵制。

“爭論”的不全是科技問題

盡管媒體對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)有過負(fù)面報(bào)道，最終又都被證明是研究者本身而非轉(zhuǎn)基因技術(shù)的問題，但是它們所引發(fā)的公眾思考并非有損于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展。 方面轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性得到了進(jìn)一步的證實(shí)，另一方面也確實(shí)促成了嚴(yán)格的轉(zhuǎn)基因技術(shù)管理體系的誕生。

時(shí)至今日，關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物的討論仍在延續(xù)，對(duì)待這項(xiàng)技術(shù)我們應(yīng)該持有個(gè)怎樣的態(tài)度?首先，從安全的角度看，公眾包括科學(xué)家在內(nèi)需要理性地對(duì)待轉(zhuǎn)基因食品，特別是不能把它看成洪水猛獸。從理論上來說，轉(zhuǎn)基因技術(shù)與常規(guī)雜交育種沒有本質(zhì)區(qū)別，都是通過遺傳信息的交流獲得優(yōu)良的性狀，甚至在所交流的遺傳信息內(nèi)容上，轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)際上更清楚、更明確。

另外，從轉(zhuǎn)基因作物的應(yīng)用歷史看，國內(nèi)外數(shù)億人口食用多年未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品對(duì)身體健康產(chǎn)生損害，上億公頃種植轉(zhuǎn)基因作物未證實(shí)生態(tài)環(huán)境遭到破壞，因此轉(zhuǎn)基因作物的食品安全性與環(huán)境安全性還是有充分保證的。

可以說，食物中毒事件也時(shí)有發(fā)生，但由轉(zhuǎn)基因食品引起的健康事件還沒有先例。這在很大程度上要?dú)w功于嚴(yán)格的轉(zhuǎn)基因管理制度，世界各國包括我國在內(nèi)，對(duì)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的管理都有一套嚴(yán)密的制度。

其次，看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)要避免進(jìn)入認(rèn)識(shí)的誤區(qū)。應(yīng)該看到，新技術(shù)的發(fā)展難免存在風(fēng)險(xiǎn)，人們心存疑慮可以理解，消費(fèi)者也有權(quán)作出是否接受或何時(shí)接受新技術(shù)成果的選擇。但是，應(yīng)當(dāng)對(duì)“轉(zhuǎn)基因安全性”進(jìn)行科學(xué)的、理性的。全面的分析，承認(rèn)可能存在風(fēng)險(xiǎn)不等于已經(jīng)存在現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)。

第三，要看到所謂的“爭論”，并不完全是科學(xué)技術(shù)'口]題的辯論，它往往還跟政治，貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)。宗教倫理、消費(fèi)者認(rèn)知與心理等諸多問題交織在一起。最后必須要看到，轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展和人類進(jìn)步有著巨大的推動(dòng)作用，要在確保人類健康和生態(tài)環(huán)境安全的前提下。促進(jìn)生物技術(shù)不斷發(fā)展和完善，加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前，世界各國都在加大投入，力爭在這一輪生物技術(shù)浪潮來臨之際占據(jù)科技制高點(diǎn)。例如，美國前總統(tǒng)布什就曾明確表示，“美國要成為世界領(lǐng)袖必須發(fā)展生物技術(shù)”。另外，在這樣一個(gè)植物生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展趨勢不可逆轉(zhuǎn)的情況下，中國必須抓住這樣一個(gè)發(fā)展機(jī)遇，積極進(jìn)行自主創(chuàng)新，力爭在世界農(nóng)業(yè)高技術(shù)領(lǐng)域占有席之地，為中國的糧食安全和農(nóng)業(yè)發(fā)展找到新的道路和方向。

總而言之，以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)必將成為引導(dǎo)新綠色革命的核心推動(dòng)力。也是實(shí)現(xiàn)新綠色革命的一個(gè)根本途徑。

(責(zé)任編輯 鄧愛華)