基因編輯大豆與轉(zhuǎn)基因大豆是兩回事

張?zhí)锟?/p>

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院近日發(fā)布消息稱，該院作物科學(xué)研究所植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究中心、大豆育種技術(shù)創(chuàng)新與新品種選育創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)（一種基因剪刀）定點(diǎn)敲除大豆開花調(diào)控關(guān)鍵基因GmFT2a和GmFT5a，創(chuàng)制出更適合低緯度地區(qū)種植的基因編輯大豆。這一研究結(jié)果已經(jīng)在線發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志（Plant Biotechnology Journal）》。

基因敲除

一聽這個(gè)消息，在一些人的腦海中馬上浮現(xiàn)的是轉(zhuǎn)基因大豆，除了指責(zé)，還認(rèn)為基因編輯大豆像轉(zhuǎn)基因大豆一樣對身體有害。稍安勿躁，先看清并理解透了基因編輯大豆是什么，再行評判也不晚，不能一看到這個(gè)產(chǎn)品是“作物科學(xué)研究所植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究中心”研發(fā)的就認(rèn)為是轉(zhuǎn)基因大豆。而且，轉(zhuǎn)基因大豆和更多的轉(zhuǎn)基因食品在目前都被證明對人體無害。

要弄清基因編輯大豆和轉(zhuǎn)基因大豆，首先要弄清基因編輯。

基因編輯是利用基因剪刀，如CRISPR/Cas9，對植物或動(dòng)物基因組上的某一基因進(jìn)行敲（去）除，或者增加一段基因，或者是屏蔽一段基因，抑制其正常功能;又或者是讓一段基因移位，從前面的順序挪動(dòng)到后面，或反之，從后面移動(dòng)到前面。當(dāng)然，轉(zhuǎn)基因，即轉(zhuǎn)移一段外源性基因（目標(biāo)基因）到一種作物或動(dòng)物的基因組中，以發(fā)揮目標(biāo)基因的特殊功能，也屬于基因編輯。因此，基因編輯是一個(gè)大概念，轉(zhuǎn)基因只是基因編輯其中一個(gè)部分。

此次農(nóng)科院的基因編輯大豆并沒有轉(zhuǎn)移外源性基因到大豆中，只是敲除了GmFT2a和GmFT5a基因，這兩個(gè)基因可以說是一種生物時(shí)鐘基因，是大豆重要的開花促進(jìn)因子。好雨知時(shí)節(jié)，當(dāng)春乃發(fā)生。作物的生長發(fā)育也像其他生物一樣，必須按季節(jié)順序順勢而為，什么時(shí)節(jié)發(fā)芽，什么時(shí)間開花結(jié)果，都需要依節(jié)氣來行事。

所有的植物都有開花基因，這是最初從擬南芥的研究得知的，擬南芥的開花基因就是FT基因，但其他植物的基因都有各種名稱。正是GmFT2a和GmFT5a基因決定了大豆開花的時(shí)間和適應(yīng)不同地區(qū)的生長期的長短。

大豆的生長對光周期反應(yīng)敏感，絕大多數(shù)品種只有在日照長度縮短到一定限度后，才能從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)入生殖生長，進(jìn)而開花結(jié)莢。也因此，一般的大豆品種轉(zhuǎn)移到北方種植時(shí)，往往晚花晚熟、生長期延長，甚至不能開花或正常成熟;但是，在向南方轉(zhuǎn)移種植時(shí)，則一般表現(xiàn)為過早開花、生長期縮短，產(chǎn)量降低，甚至不能正常生長。

這種光周期反應(yīng)特性使得大豆品種適宜種植區(qū)域普遍比較狹小。如果用基因剪刀敲除這兩個(gè)生物時(shí)鐘基因，創(chuàng)造出的新品種就可以既適應(yīng)長日照、也能適應(yīng)短日照，讓大豆在更為廣袤的中國大地上種植，由此不僅會(huì)大幅提高產(chǎn)量，還會(huì)收獲種子。有了種子，就不用去買轉(zhuǎn)基因種子來種植，實(shí)際上是一舉多得的舉措。

因此，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院此次的基因編輯大豆，是敲除了大豆中的兩個(gè)開花調(diào)控基因，讓大豆更能適應(yīng)中國各地的氣候和地理環(huán)境，同時(shí)能夠提高其產(chǎn)量。

轉(zhuǎn)基因爭議

再來看轉(zhuǎn)基因大豆。

轉(zhuǎn)基因大豆只是目前全球許多轉(zhuǎn)基因作物的一種?，F(xiàn)在全球產(chǎn)量排前4位的轉(zhuǎn)基因作物是大豆、玉米、油菜、棉花，它們的種植面積占全球轉(zhuǎn)基因作物種植總面積的99%。此外，其他常見的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品還有西紅柿、木瓜、南瓜、甜椒、牽?；ǖ?。世界各國正在研發(fā)的轉(zhuǎn)基因作物和產(chǎn)品還包括水稻、蘋果、香蕉、大麥、椰子、芒果、菠蘿和甘薯等。

現(xiàn)在的轉(zhuǎn)基因大豆主要轉(zhuǎn)入的是抵抗除草劑草甘膦的基因，也是一種抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物。研究人員將來自矮牽牛的抗性基因（EPsPs基因）導(dǎo)入大豆基因組中，培育出了抗草甘膦大豆品種。這種轉(zhuǎn)基因大豆于1994年被美國食品與藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)，成為較早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化大規(guī)模推廣的轉(zhuǎn)基因作物之一。

由于轉(zhuǎn)基因大豆具有耐受草甘膦的基因，農(nóng)民在種植時(shí)就可以施用草甘膦來去除雜草，而不會(huì)損害大豆苗子，這樣既能減少農(nóng)民的田間勞作時(shí)間，也能保障大豆的產(chǎn)量。

不過，抗草甘膦的轉(zhuǎn)基因大豆也有一些隱患，其中一個(gè)就是可能對生態(tài)造成負(fù)面影響。因?yàn)?，如果長期使用草甘膦，可能會(huì)讓田間的雜草產(chǎn)生抗性，反而會(huì)讓農(nóng)民使用除草劑越來越多，對生態(tài)不利。另一個(gè)更嚴(yán)重的后果是，還可能讓耐受草甘膦的雜草植物基因在大自然的多種植物之間產(chǎn)生漂移，進(jìn)而使更多的植物耐受草甘膦，反而會(huì)讓雜草獲得生存優(yōu)勢，也對作物如大豆或玉米、棉花等其他轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)量造成影響。

爭議比較大的還有另一類轉(zhuǎn)基因作物——轉(zhuǎn)基因玉米，它轉(zhuǎn)入的是蘇云金桿菌的基因（Bt基因），有了這種基因，就能殺滅吃作物的昆蟲，以保護(hù)作物，提高產(chǎn)量。

人們的擔(dān)心是，既然轉(zhuǎn)入了Bt基因的玉米等能殺蟲，人吃了這樣的玉米也可能會(huì)傷害人。不過研究證明，這種擔(dān)心是多余的，Bt基因能夠殺滅吃作物的蟲子，是因?yàn)橄x子胃里是堿性的，能把Bt蛋白溶解，再由蛋白酶切開并釋放出特定片段。特定的片段與蟲子體內(nèi)特定的受體結(jié)合，才能產(chǎn)生毒性，殺死蟲子。

人和高級哺乳動(dòng)物的胃液為強(qiáng)酸性，腸胃中不存在與Bt毒素結(jié)合的受體。Bt蛋白進(jìn)入哺乳動(dòng)物胃腸后，與其他蛋白質(zhì)一樣，在胃液的作用下降解為氨基酸，變成可以被哺乳動(dòng)物利用的營養(yǎng)成分。因此，人吃這種轉(zhuǎn)基因食品是無害的。而且，目前為止，也并沒有轉(zhuǎn)基因食品危害人們健康的事例發(fā)生，迄今轉(zhuǎn)基因食品都是安全的。

基因編輯≠轉(zhuǎn)基因

事實(shí)上，盡管基因編輯大豆和轉(zhuǎn)基因大豆都涉及基因，卻是兩種大相徑庭的現(xiàn)代新產(chǎn)品。

比較起來，基因編輯大豆只是減少了大豆的兩個(gè)基因，并沒有把外源性基因轉(zhuǎn)移到大豆中，它的安全性與傳統(tǒng)大豆一樣，并沒有受到影響。不過大家也不要對轉(zhuǎn)基因作物過分擔(dān)憂，即便是轉(zhuǎn)基因作物，也未必就不安全，而是要看轉(zhuǎn)入了什么基因。例如，把玉米的高產(chǎn)基因轉(zhuǎn)移到水稻或小麥中，就是一種方向。

現(xiàn)在，袁隆平團(tuán)隊(duì)也在進(jìn)行轉(zhuǎn)基因水稻的研究，目前的研究課題包括：通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將野生水稻的基因轉(zhuǎn)到栽培稻中;將抗水稻除草劑苯達(dá)松的抗性基因轉(zhuǎn)移到水稻恢復(fù)系的葉綠體中;把螺旋藻基因轉(zhuǎn)移到禾本科糧食作物中，等等。

其中，“把抗水稻除草劑苯達(dá)松的抗性基因轉(zhuǎn)移到水稻恢復(fù)系的葉綠體中”就有點(diǎn)兒像現(xiàn)在大面積種植的抗除草劑草甘膦的轉(zhuǎn)基因大豆。只要是經(jīng)過動(dòng)物試驗(yàn)，同時(shí)經(jīng)過人體試驗(yàn)，對人無害，這樣的轉(zhuǎn)基因水稻和其他作物就是可以接受的。而且，袁隆平也曾表態(tài)，他自己愿意吃轉(zhuǎn)基因食品來驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性。

當(dāng)然，說到轉(zhuǎn)基因作物，現(xiàn)在全世界在進(jìn)行的研究項(xiàng)目也非常廣泛，主要涉及抗病蟲、耐除草劑、品質(zhì)改良等目標(biāo)性狀的轉(zhuǎn)基因作物，而且很多都獲準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)。抗除草劑的有抗草甘膦、草丁膦等;抗病的有抗黃瓜花葉病CMV、木瓜環(huán)斑病PRSV、煙草花葉病毒病TMV等;抗蟲的有抗棉鈴蟲、玉米螟、馬鈴薯甲蟲、水稻螟蟲、茄子食心蟲等;抗逆的有抗旱、耐鹽等;品質(zhì)改良的有高賴氨酸、高不飽和脂肪酸、高植酸酶、表達(dá)人乳鐵蛋白、延熟耐貯、改變花色以及增加維生素、蛋白質(zhì)、淀粉含量等;以及氮磷鉀肥高效利用等。

盡管有如此多的轉(zhuǎn)基因作物在進(jìn)行試驗(yàn)，但真正獲批的并沒有多少。而且，現(xiàn)在的基因編輯大豆并非轉(zhuǎn)基因大豆，其安全性與傳統(tǒng)大豆不相上下，因此既不要把基因編輯大豆與轉(zhuǎn)基因大豆混為一談，更不值得為基因編輯大豆杞人憂天。