淺談我國轉(zhuǎn)基因水稻的研究與影響

牛興國

摘要：自轉(zhuǎn)基因工程誕生以來，在2000～2021年間全球共有30多個(gè)國家種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物，其中中國種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的面積位居第4，但種植面積只占總共面積的1%。轉(zhuǎn)基因水稻即通過轉(zhuǎn)基因工程的方法，有目的的將抗鹽能力、抗病菌侵入等的基因轉(zhuǎn)入水稻，從而形成轉(zhuǎn)基因水稻。轉(zhuǎn)基因水稻的出現(xiàn)，可以降低稻農(nóng)對水稻的用肥量和農(nóng)藥量，從而減少化學(xué)藥物給人們帶來的危害，同時(shí)有利于水稻種植的增產(chǎn)效果。本文將對近些年來我國對轉(zhuǎn)基因水稻在抗蟲、抗除草劑、抗鹽及抗病性等方面取得的成果及現(xiàn)狀進(jìn)行明確的概述和總結(jié)，并從我國目前轉(zhuǎn)基因水稻造成的正面影響和負(fù)面影響進(jìn)行有效的分析，進(jìn)而使得我們能夠統(tǒng)一辯證的看待轉(zhuǎn)基因水稻，最終使轉(zhuǎn)基因技術(shù)科學(xué)有效的應(yīng)用在水稻種植上。另外根據(jù)以上的分析和總結(jié)，對中國轉(zhuǎn)基因水稻的發(fā)展提出有效的建議。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因水稻;研究;現(xiàn)狀;抗蟲;抗病;抗除草劑;抗鹽;影響

在我國，由于復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境和多元化的地理環(huán)境，使水稻的分布極其廣泛，同時(shí)水稻也是我國重要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物之一。到2005年，全球種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的面積相比從前擴(kuò)大了近53倍，而我國為了降低稻農(nóng)對水稻的用肥量和農(nóng)藥量，減少化學(xué)藥物及肥料給人們帶來的危害，采用轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)，將抗鹽能力、抗病菌侵入等優(yōu)良基因轉(zhuǎn)入水稻，從而使得水稻免受蟲害、病害的等災(zāi)害的侵犯，進(jìn)而達(dá)到水稻增產(chǎn)的效果。并且在近30年來，我國已經(jīng)利用轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)，成功的研究發(fā)明了抗病、抗蟲及抗除草劑等多種優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)基因水稻。

以下本文將對我國轉(zhuǎn)基因水稻的研究成果進(jìn)行明確的闡述，并對于轉(zhuǎn)基因水稻在我國造成的影響進(jìn)行正反兩方面的分析，從而有利于我們正確辯證的看待轉(zhuǎn)基因水稻給我們帶來的優(yōu)勢與風(fēng)險(xiǎn)。

1 我國轉(zhuǎn)基因水稻的研究現(xiàn)狀。

通過近30年來對轉(zhuǎn)基因水稻的研究，已經(jīng)取得一定程度的進(jìn)展。到目前為止，我國已成功研究出將抗病、抗鹽、抗蟲及抗除草劑等多種有益基因轉(zhuǎn)移到水稻上，從而實(shí)現(xiàn)水稻的高產(chǎn)和品種改良，具體應(yīng)用如下：

1.1 抗病基因的成功轉(zhuǎn)入

由于水稻屬于密集型種植，而且同一地區(qū)的水稻種植通常也比較集中，所以病菌容易侵入大片稻田。稻瘟病是較為常見又較為嚴(yán)重的一種水稻病害，其發(fā)病部位通常較為復(fù)雜，并且導(dǎo)致水稻秸稈十分脆弱，很難經(jīng)受風(fēng)雨天氣，進(jìn)而造成水稻的嚴(yán)重減產(chǎn)。目前，選育抗病品種水稻是防治稻瘟病最為有效、最為根本的方法，因此轉(zhuǎn)基因水稻抗病害已成為培育抗病品種水稻的新型途徑。我國科學(xué)家通過對抗稻溫病的基因進(jìn)行標(biāo)記并克隆，從而將克隆好的抗稻瘟病基因轉(zhuǎn)入正常的水稻，從而實(shí)現(xiàn)抗病型水稻。同樣對于侵害水稻的其他病害，如白葉枯病，可以稱之為水稻病害中最為嚴(yán)重的一種，也可以對其抗病性基因進(jìn)行標(biāo)記克隆，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)抗白葉枯病的水稻品種。

1.2 抗鹽基因的成功轉(zhuǎn)入

鹽脅迫是全球范圍內(nèi)影響作物產(chǎn)量的最嚴(yán)重的非生物脅迫之一，鹽脅迫對水稻細(xì)胞的傷害，一般分為滲透傷害和離子傷害。通過近年來的研究，我國已經(jīng)成功的將抗鹽基因轉(zhuǎn)入普通水稻種，實(shí)現(xiàn)了抗鹽性水稻的培育。我國科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)OSZFP1基因中可能存在著一種負(fù)調(diào)控蛋白，并能夠有效抑制某些鹽誘導(dǎo)基因的表達(dá)，從而據(jù)此構(gòu)建了脯氨酸合成酶基因，并將這種基因植入水稻細(xì)胞中，最終實(shí)現(xiàn)了增加水稻抗鹽能力的轉(zhuǎn)基因。

1.3 抗蟲基因的成功轉(zhuǎn)入

水稻除了稻瘟病、白葉枯病等病害的侵入外，還經(jīng)常受到蟲害的侵害。經(jīng)過多方研究，我國已成功的培育出抗蟲害的水稻植株。在我國目前應(yīng)用最為廣泛、最為有效的抗蟲基因是Bt毒蛋白基因，它能夠合成一種對昆蟲有毒的毒蛋白，進(jìn)而殺死害蟲。與此同時(shí)還研發(fā)出另外一種抗蟲基因，即蛋白酶抑制劑，其能夠影響昆蟲的消化系統(tǒng)，從而消滅害蟲。將這些有益基因進(jìn)行標(biāo)記克隆，并轉(zhuǎn)入到水稻中，就可以起到抗蟲的功效。

1.4 抗除草劑基因的成功轉(zhuǎn)入

稻田除草是一項(xiàng)艱難的工作，通常稻農(nóng)會選擇使用除草劑進(jìn)行稻田的除草，但是由于除草劑也是由化學(xué)元素組成，通常也會影響到水稻的生長和產(chǎn)量，所以針對稻田除草，通過給水稻轉(zhuǎn)入抗除草劑的基因，可避免水稻因噴灑除草劑而出現(xiàn)減產(chǎn)、生長緩慢等現(xiàn)象。迄今，我國科學(xué)家已成功的將除草劑中的bar基因轉(zhuǎn)入水稻，對于水稻的增產(chǎn)有了明顯的效果。

2 轉(zhuǎn)基因水稻在我國的影響。

如本文上述，轉(zhuǎn)基因水稻對于水稻增產(chǎn)和抗蟲抗病害等方面取得了重要成果，但是我國轉(zhuǎn)基因水稻目前仍處在安全檢驗(yàn)的階段，因?yàn)檗D(zhuǎn)基因水稻對環(huán)境和健康存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。及時(shí)如此，我們要對轉(zhuǎn)基因水稻進(jìn)行辨證的看待，要看到轉(zhuǎn)基因水稻給我們帶來的切身利益，同時(shí)也要注重轉(zhuǎn)基因水稻帶來的負(fù)面影響，從而提出有效建議避免轉(zhuǎn)基因水稻造成的健康風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 轉(zhuǎn)基因水稻的正面影響

2.1.1 實(shí)現(xiàn)水稻增產(chǎn)

通過抗病性基因、抗蟲性基因、抗鹽性基因以及抗除草劑基因的成功轉(zhuǎn)入，避免了水稻生長中的病害、蟲害及鹽和除草劑的破壞，從而保證了水稻的正常生長。因此轉(zhuǎn)基因水稻的研發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)水稻的增產(chǎn)效果。

2.1.2 實(shí)現(xiàn)無農(nóng)藥低施肥的綠色水稻

在實(shí)行轉(zhuǎn)基因水稻前，水稻的健康生長通常需要大量的農(nóng)藥、化肥以及除草劑，以此來保證水稻的正常生產(chǎn)，而忽略了這些化學(xué)農(nóng)藥及肥料對人體造成的健康影響。而轉(zhuǎn)基因水稻的研發(fā)成功，可以更少的使用化肥、避免對水稻農(nóng)藥的使用及減輕了除草劑對稻米的影響，從而使轉(zhuǎn)基因水稻更接近綠色水稻。

2.2 轉(zhuǎn)基因水稻的負(fù)面影響

2.2.1 生物健康風(fēng)險(xiǎn)

稻米是人們的生活中必不可少的事物來源，包括不同年齡不同性別的人都在食用，所以轉(zhuǎn)基因稻米對人和其他生物存在著一定的健康風(fēng)險(xiǎn)。例如，在獲得轉(zhuǎn)基因水稻時(shí)候克隆引入的抗性蛋白可能會引起人體的過敏反應(yīng)，進(jìn)而影響到水稻周圍人群的健康;又如，在標(biāo)記打開某種抗性基因的時(shí)候，由于操作不當(dāng)或不慎，會導(dǎo)致在無意中提高基因中天然植物的毒素含量，從而威脅到人和其他生物的健康。

2.2.2 生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

對于在水稻中加入抗除草劑基因及抗病蟲性基因，有可能導(dǎo)致水稻的生長優(yōu)勢被激發(fā)出來，從而影響轉(zhuǎn)基因水稻的正常生長，亦或是抗性基因外流，進(jìn)而污染到野生稻的基因庫，從而對野生稻生物多元化的保育工作，最終導(dǎo)致破壞稻田周圍的生態(tài)環(huán)境。

3 正確處理轉(zhuǎn)基因的正負(fù)面影響關(guān)系

通過上文對轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)生的正負(fù)面影響的有效分析，不難看出轉(zhuǎn)基因水稻有著不可替代的重要作用，但是由于生物的健康性和生態(tài)環(huán)境的平衡限制了轉(zhuǎn)基因水稻的進(jìn)一步發(fā)展，所以要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因水稻的深化發(fā)展，就要在轉(zhuǎn)基因水稻發(fā)揮正面作用的同時(shí)，加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因工作的研發(fā)和準(zhǔn)群度。同時(shí)注重水稻轉(zhuǎn)基因技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)的有效結(jié)合，重視轉(zhuǎn)基因水稻的安全性評估，解除轉(zhuǎn)基因水稻對生物健康和生態(tài)環(huán)境平衡存在的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在安全性評估未得到認(rèn)可的狀況下，我們應(yīng)該辯證的對待轉(zhuǎn)基因水稻所帶來的正面影響和負(fù)面影響，正確的處理其間的關(guān)系，進(jìn)而促進(jìn)我國水稻業(yè)的發(fā)展。

綜上所述，目前我國在水稻轉(zhuǎn)基因的研究上已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步和成果，但是對于已成功的轉(zhuǎn)基因水稻仍然處于試驗(yàn)階段，轉(zhuǎn)基因技術(shù)還未能定點(diǎn)、定量地將外源基因引入到水稻受體基因組中，從而未能獲得穩(wěn)定遺傳、高效率表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株。同時(shí)，由于基因沉默等原因阻礙了轉(zhuǎn)基因技術(shù)在水稻上的推廣應(yīng)用，外源基因的穩(wěn)定遺傳、高效表達(dá)及目的基因的沉默等遺傳機(jī)理仍有待于進(jìn)一步研究，所以，轉(zhuǎn)基因水稻無論是安全性還是技術(shù)手段都具有較大的爭議而沒有真正的走向現(xiàn)實(shí)。其中主要原因還是轉(zhuǎn)基因水稻技術(shù)與目標(biāo)具有一定的差距，轉(zhuǎn)基因安全性沒有被充分的證實(shí)和認(rèn)可，沒有被社會接受。所以我們應(yīng)加強(qiáng)對水稻轉(zhuǎn)基因技術(shù)工作的嚴(yán)謹(jǐn)性和完善性進(jìn)行充分的論證，嚴(yán)格把控好稻米質(zhì)量關(guān)，才能對生態(tài)、健康、糧食問題等有作出貢獻(xiàn)，從而讓轉(zhuǎn)基因水稻發(fā)揮其有益的重要作用。

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