帶來變革的“轉(zhuǎn)基因”

風(fēng)信子

2014年1月15日，農(nóng)業(yè)部副部長陳曉華在農(nóng)業(yè)部新年首場新聞發(fā)布會(huì)上表示，轉(zhuǎn)基因研發(fā)要積極，推廣要慎重。他指出，要加強(qiáng)科學(xué)研究，盡快研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新品種，占領(lǐng)該領(lǐng)域制高點(diǎn)；同時(shí)，在推廣和應(yīng)用上，以嚴(yán)格的法律法規(guī)和監(jiān)管鏈條保證其安全性。轉(zhuǎn)基因研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化，要成熟一批、推進(jìn)一批，沒有時(shí)間表。

實(shí)際上，近年來，轉(zhuǎn)基因話題持續(xù)引發(fā)公眾關(guān)注和熱議。去年9月以來，方舟子、崔永元關(guān)于轉(zhuǎn)基因的微博大戰(zhàn)更將爭議推向高潮。

什么是轉(zhuǎn)基因

自1973年美國斯坦福大學(xué)斯坦利-科恩教授首次研究成功轉(zhuǎn)基因技術(shù)至今，轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)已走過41年的歷程。轉(zhuǎn)基因技術(shù)自開始研發(fā)以來，就受到世界各國的高度重視并積極推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

曾有人預(yù)言，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)的新型作物，將引發(fā)第二次綠色革命：充足的改良食物、燃料和纖維將滿足人類糧食需求，為農(nóng)民帶來收益，并促進(jìn)環(huán)境好轉(zhuǎn)。有專家指出，誰控制了種子，誰就控制了糧食，誰就控制了農(nóng)業(yè)！

從許多層面來看，轉(zhuǎn)基因革命已經(jīng)開始了。

那么，什么是轉(zhuǎn)基因，你了解嗎？

轉(zhuǎn)基因，是指運(yùn)用科學(xué)手段，從某種生物體中提取所需要的優(yōu)質(zhì)基因，將其轉(zhuǎn)入另一種生物中，使之與另一種生物的優(yōu)質(zhì)基因進(jìn)行重組，再從結(jié)果中進(jìn)行數(shù)代的人工選育，從而獲得特定的具有優(yōu)質(zhì)遺傳性狀的物質(zhì)。

該技術(shù)利用優(yōu)質(zhì)基因提取，可以創(chuàng)造新的優(yōu)質(zhì)體系，改變?cè)袆?dòng)植物不良狀態(tài)，使遺傳物質(zhì)得到改造的生物在性狀、營養(yǎng)和消費(fèi)品質(zhì)等方面向人類需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。例如，科學(xué)家把微生物體內(nèi)的抗蟲基因轉(zhuǎn)到普通棉花中，棉花就獲得了抗蟲性。

“遺傳工程”、“基因工程”、“遺傳轉(zhuǎn)化”均為轉(zhuǎn)基因的同義詞。目前，轉(zhuǎn)基因在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、動(dòng)物飼養(yǎng)和醫(yī)藥研究等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

人們通常說到的轉(zhuǎn)基因，其實(shí)是3個(gè)概念，即轉(zhuǎn)基因技術(shù)、轉(zhuǎn)基因生物、轉(zhuǎn)基因食品。我們目前所說的轉(zhuǎn)基因生物（植物或動(dòng)物），就是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將分離克隆的單個(gè)或一組基因轉(zhuǎn)移到某一種生物，這樣的生物就是轉(zhuǎn)基因生物。由這些轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)加工成的食品，被稱之為轉(zhuǎn)基因食品，例如，轉(zhuǎn)基因大豆及其制成的豆油、豆腐、醬油、豆豉等豆制品都是轉(zhuǎn)基因食品。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)帶來醫(yī)學(xué)研究新方向

轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為一門強(qiáng)有力的研究手段，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、動(dòng)植物優(yōu)良種類的培養(yǎng)、生命科學(xué)研究等方面都具有廣泛應(yīng)用。

基因治療的原理，是將正常的外源基因?qū)肷矬w內(nèi)，以彌補(bǔ)所缺失的基因、關(guān)閉或降低異常的基因，以達(dá)到治療遺傳性疾病的目的。目前基因治療的方法在治療惡性腫瘤、心血管疾病及傳染病方面有重要應(yīng)用。世界上大多數(shù)人類遺傳疾病是由于單基因缺陷引起的。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，為治療這些遺傳疾病開辟了一條新的希望之路。

1990年，人類基因組計(jì)劃（Human GenomeProject，HGP）正式啟動(dòng)。在醫(yī)學(xué)方面，轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以用來為治療遺傳性疾病、惡性腫瘤、艾滋病等提供研究手段，具有重要的意義。人類基因組測(cè)序的完成，將有利于轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)這些疾病的定位、克隆和鑒定，從而為這些疾病的基因診斷和未來的基因治療奠定基礎(chǔ)，為防治危害人類的各種疾病如傳染病、遺傳性疾病、惡性腫瘤和心血管疾病等開辟新的天地。

人們“談癌色變”，而近幾年，由于艾滋病患者數(shù)量不斷增加，加上艾滋病的致死特點(diǎn)，使得人們又多了“談艾滋病色變”的各種擔(dān)憂?，F(xiàn)在，美國科學(xué)家正嘗試?yán)棉D(zhuǎn)基因技術(shù)抑制艾滋病病毒HIV的繁殖和傳播。除此之外，正在研究如何將轉(zhuǎn)基因技術(shù)用于治療人乳頭瘤病毒、巨細(xì)胞病毒及肝炎病毒的感染。

動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展

轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動(dòng)物體上的應(yīng)用，能提高動(dòng)物體的肉品質(zhì)量、乳產(chǎn)量、毛的質(zhì)量，提升多產(chǎn)性、抗病性以及其他重要的經(jīng)濟(jì)特征。

1983年，美國將大白鼠的生長激素基因注射到小白鼠的受精卵內(nèi)，經(jīng)移植和胚胎發(fā)育成功地培育出“超級(jí)鼠”，其體重比一般小白鼠超出2倍；此外，將反轉(zhuǎn)錄病毒為載體攜帶生長激素基因?qū)雱?dòng)物，相繼培育出快速生長的轉(zhuǎn)基因豬、羊、雞、兔和牛等；將牛的生長激素注射到乳?；蜓蚋狍w內(nèi)，可以改善食物的轉(zhuǎn)換效率，提高蛋白質(zhì)與脂肪的比例，生產(chǎn)出更加符合人們要求的較瘦的肉類。上述幾個(gè)例子都是轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動(dòng)物研究方面的例證。

首先，轉(zhuǎn)基因技術(shù)能提高動(dòng)物生長速率。生長激素基因是動(dòng)物轉(zhuǎn)基因研究中適用最早，也是迄今使用最為頻繁的基因。轉(zhuǎn)基因豬、羊、魚的問世及對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的提高，給人們極大的鼓舞。

其次，轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高了動(dòng)物抗病能力。轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠生產(chǎn)出可以自身防御病原體的動(dòng)物。預(yù)先被設(shè)定轉(zhuǎn)入動(dòng)物體內(nèi)的基因，要對(duì)特殊刺激或生理狀態(tài)做出反應(yīng)并表達(dá)產(chǎn)生免疫抗體，這樣轉(zhuǎn)基因動(dòng)物針對(duì)疾病就有了免疫能力。

在農(nóng)業(yè)上利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，通過引入特殊基因提高動(dòng)物抗病能力引起人們極大重視。1981年，具有抗流行性感冒病毒能力的轉(zhuǎn)基因小豬誕生。盡管被錄入小豬體內(nèi)的MX1蛋白質(zhì)可能對(duì)豬有害，但此研究依舊引起了重大轟動(dòng)。

再次，轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高了毛發(fā)和纖維的品質(zhì)。轉(zhuǎn)基因方法可以改變綿羊和山羊的羊毛和絨毛的卷曲度、細(xì)度、長度，還可以提高纖維的柔韌度和纖維的長度，防止衣物縮水。

目前，利用轉(zhuǎn)基因山羊的乳汁來生產(chǎn)有用的纖維已經(jīng)取得了成功。拖絲便是其中之一，它是由蛋白單體聚合形成的。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)在山羊乳汁中生產(chǎn)出這種蛋白單體，然后在實(shí)驗(yàn)室中或工廠里把蛋白單體聚合，就生產(chǎn)出類似天然蜘蛛絲的纖維，它伸展性能相當(dāng)于凱夫拉纖維。這種纖維可用來做醫(yī)療器械、縫合、彈道防護(hù)、航空等材料。

動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展了近30年，它為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了很多貢獻(xiàn)，雖然技術(shù)還不是很成熟，有很多問題需要深入研究，但是它在今后還會(huì)繼續(xù)影響和推動(dòng)未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。

轉(zhuǎn)基因在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用endprint

植物培育方面，可運(yùn)用轉(zhuǎn)基因改良植物的遺傳性質(zhì)，還可應(yīng)用于動(dòng)植物病害防治。除了培育眾所周知的轉(zhuǎn)基因抗蟲和抗除草劑農(nóng)作物外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)還可應(yīng)用于培育為提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、抗性增強(qiáng)等性狀而改良的多種植物新品種。

轉(zhuǎn)基因植物按照特性，可分為抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物；抗病毒、抗細(xì)菌、抗真菌轉(zhuǎn)基因植物；抗蟲轉(zhuǎn)基因植物；抗逆境轉(zhuǎn)基因植物；改良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物；控制果實(shí)成熟的轉(zhuǎn)基因植物；復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物等。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用較為廣泛。

作物的優(yōu)質(zhì)一直是人們追求的目標(biāo)，目前利用轉(zhuǎn)基因植物可以有效地改良植物的品質(zhì)特性。如韓國用轉(zhuǎn)基因技術(shù)育成了一種便于淀粉加工的特異性微型薯種，個(gè)體如葡萄，結(jié)果性狀也似葡萄，產(chǎn)量高達(dá)普通馬鈴薯產(chǎn)量的3倍，淀粉含量達(dá)40%。目前用于改良作物產(chǎn)品質(zhì)量的基因主要有：控制果實(shí)成熟的基因，谷物種子貯藏蛋白基因，控制脂肪合成基因等。

植物病害和蟲害往往使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)蒙受嚴(yán)重?fù)p失。人們通過使用農(nóng)藥，采用高水平的生產(chǎn)管理技術(shù)和培育、種植抗病蟲的作物品種等手段與病蟲害做斗爭，雖然取得了長足進(jìn)步，但并未完全成功。基因工程的發(fā)展為培育抗病蟲的作物提供了新的手段，從而開辟了植物抗病蟲育種的新時(shí)代。

近年來，科學(xué)家將病毒外殼蛋白基因移植到農(nóng)作物中，使農(nóng)作物能抵抗病毒感染，培育出抗病毒番茄、煙草、黃瓜等新品種作物。這些轉(zhuǎn)基因作物能減少殺蟲劑和農(nóng)藥的用量，降低殺蟲劑和農(nóng)藥及其殘留物對(duì)食物鏈、水體造成的污染，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

植物在自然界生長過程中易受外界環(huán)境影響，如旱澇、鹽堿、強(qiáng)光、寒冷、高溫、低溫等作用于植物，會(huì)引起植物體內(nèi)發(fā)生一系列的生理代謝反應(yīng)，表現(xiàn)為代謝和生長的可逆性抑制，嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)不可逆?zhèn)?dǎo)致整個(gè)植株死亡。研究發(fā)現(xiàn)，將與脯氨酸、甜菜堿及脂質(zhì)合成有關(guān)的酶的基因克隆后轉(zhuǎn)入植物，可提高植物相應(yīng)的抗逆性。

轉(zhuǎn)基因是否有害尚無定論

盡管與傳統(tǒng)常規(guī)品種相比，轉(zhuǎn)基因食品因?yàn)榧橙×藙e的物種諸多優(yōu)勢(shì)，往往有更加高產(chǎn)、抗病蟲害能力強(qiáng)之說。然而，也有言論指出目前轉(zhuǎn)基因食品高產(chǎn)、抗蟲害之說只是個(gè)例。

大多數(shù)人對(duì)“轉(zhuǎn)基因主糧”最擔(dān)心的一點(diǎn)是，某些含抗蟲基因的轉(zhuǎn)基因作物，含有一種叫做BT毒蛋白的物質(zhì)——BT是細(xì)菌“Bacillus Thuringiensis”的縮寫，毒蛋白則是其產(chǎn)生的一種伴胞晶體?！岸尽笔侵杆⒎菍?duì)所有生物都有毒，而是只對(duì)某些特定物種有毒性。這些毒蛋白會(huì)殘留在土壤中，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)造成影響。蟲子吃了這種BT毒蛋白后自然會(huì)被毒死，目前還不能確認(rèn)長期攝入該物質(zhì)會(huì)不會(huì)對(duì)人造成傷害。

除此之外，公眾還擔(dān)心轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否發(fā)展成熟到能夠進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)；轉(zhuǎn)基因食品是否對(duì)人體肝臟、腎臟和免疫系統(tǒng)產(chǎn)生副作用，副作用如何測(cè)定，是否對(duì)人體安全等問題。

許多國家政府和農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)，正在研究如何利用現(xiàn)代生物技術(shù)，幫助公眾改善生活水平和糧食安全。然而以目前的科學(xué)水平，還不能完全精確地預(yù)測(cè)“好基因”移居到新的遺傳背景中后能否適應(yīng)，會(huì)不會(huì)染上新的毛病。出于嚴(yán)格的安全考量，許多國家尚未開放和允許種植轉(zhuǎn)基因食品，轉(zhuǎn)基因食品的未來，尚有漫長的路要走。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在未來人類的生產(chǎn)生活中，是否會(huì)帶來巨大的變革，將繼續(xù)引發(fā)世人關(guān)注。（來源：本刊資料室責(zé)任編輯/王興麗）endprint