转基因作物的认识
刘万飞
2010年1月30日，中央1号文件提出，“继续实施转基因生物新品种培育科技重大专项，抓紧开发具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因和生物新品种，在科学评估、依法管理基础上，推进转基因新品种产业化”。这引发了公众对转基因粮食作物的激烈评论。那么什么是转基因技术？转基因技术是如何发展的？转基因食品安全吗？下面就让我们来一一介绍。
转基因技术的概念
转基因技术是指将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，使其表达，从而引起生物体性状的可遗传的修饰。转基因植物是指基因组中含有外源基因的植物。构建转基因植物的方法是提取某生物具有特殊功能（如抗病虫害、增加营养成分）的基因片断，通过转基因技术加入到目标植物当中，从而培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。而我们经常提到的转基因食品，通俗的讲，就是以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品。目前我国的转基因植物有二十多种，其中转基因大豆、马铃薯、烟草、玉米、花生、菠菜、甜椒、小麦等进行了田间试验，转基因棉花已经大规模应用，转基因水稻和玉米也于2009年被批准可以进行商业化种植。
转基因的研究历史
国外发展历史
转基因的研究已有几十年的历史。1973年，第一个基因重组的细菌问世（大肠杆菌表达沙门氏菌的基因）。1978，Genentech公司宣布获得了可以生产人胰岛素蛋白的大肠杆菌。1983年，世界上第一例转基因植物——一种含有抗生素药类抗体的烟草在美国成功培植。1993年，世界上第一种转基因食品——转基因晚熟西红柿正式投放美国市场。1996年转基因玉米首次实现商业化种植。1996年，世界转基因作物种植总面积为170万公顷。2002年，全球转基因农作物种植面积已扩大到5870万公顷。到2010年将有30个国家的1500万农民种植转基因作物，全球种植转基因作物的面积将达到1．5亿公顷。转基因作物目前主要种植在美国、阿根廷、加拿大、中国、巴西和南非。国际上获得转基因植株的植物已有超过35个科120多个种，它们主要集中在七大类农作物上，即：大豆、玉米、棉花、油菜、马铃薯、南瓜、西葫芦和木瓜。美国是世界上对于转基因作物商业化态度最为积极的国家，也是批准转基因作物环境释放数量最多的国家。欧盟在1998年批准了Bt玉米的商业化，这一年西班牙、德国和法国开始商业化种植Bt玉米，这也是唯一在欧盟实现商业化种植的转基因作物。随后其他一些欧洲国家也相继加入到商业化种植Bt玉米的队伍中来。有专家分析认为，除了宗教上的原因和欧盟消费者的态度之外，这在很大程度上是由于欧盟在转基因作物的研发上落后于美国。
国内发展历史
1997年，我国批准了第一个转基因植物耐贮藏番茄商品化生产，成为第三个将转基因番茄投放市场的国家。1999年经国务院批准，科技部、财政部联合启动了“国家转基因植物研究与产业化专项”，共资助课题116个。这一政策促使我国成为世界第四大转基因植物种植国家。目前，中国正在研究和开发的各种转基因生物物种已超过100种，涉及动物、植物、微生物基因200多个，若干作物品种已具备了产业化条件。
转基因玉米和水稻
2009年，农业部批准了两种我国拥有自主知识产权的转基因粮食作物的商业化种植。这两种转基因粮食作物就是转植酸酶基因玉米和转Bt基因水稻。下面我们就以转基因玉米和水稻为例，来加深我们对转基因作物的认识和了解。
玉米中含有丰富的磷，但是这些磷绝大部分都是以植酸的形式存在的。在发芽的时候，它会合成植酸酶，把植酸分解成肌醇和磷酸，从而利用其中的磷。但是在玉米种子里的植酸酶含量非常低。转植酸酶基因玉米就是利用转基因技术把一个外源合成植酸酶的基因导入玉米基因组中，并让这个基因在玉米籽粒中表达，使玉米籽粒含有大量的植酸酶，植酸酶通过代谢可以释放玉米籽粒中丰富的磷。现在，按照上述专利生产的转植酸酶基因玉米已经初步显示出了它的优异特性。这种玉米的籽粒中含有大量植酸酶，在加工成饲料之后仍然保留了大部分活性，鸡或猪吃下去之后，这些植酸酶在其胃中就可以把植酸水解，放出可供鸡和猪直接吸收利用的磷酸来，大大提高了磷的利用率。这样不仅不用再在饲料中额外添加磷酸氢钙，从而节省了成本，又可以增进鸡、猪对铁、锌等矿物质元素的吸收，而且还有效地减少了鸡、猪粪便对环境造成的污染。植酸酶会促进人类等哺乳动物吸收磷元素，所以不会对人体产生危害。
转Bt基因水稻就是在水稻中引入抗虫基因，使水稻分泌一种叫做Bt蛋白的物质（实际上叫做杀虫晶体蛋白）。这种蛋白的基因称为BT基因，BT基因编码出来的东西叫做原毒素，原毒素开始是没有毒性的，只有当目标昆虫吃了以后，虫的中肠里面有一种碱性的蛋白酶去消化原毒素。碱性酶会切除原毒素蛋白的一部分，切除后这个蛋白就变成了对鳞翅目害虫（螟中）有毒的蛋白，将害虫毒死。人的消化器官是酸性的环境，强酸性，原毒素到了人的消化器官，就像普通蛋白一样，消化成氨基酸或短肽等并通过小肠被吸收了。
转基因作物的安全性
随着玉米、水稻等主要粮食作物转基因品种商业化种植的推广，人们对转基因作物食品安全性的担忧越来越多。目前，公众对转基因食品担忧的因素有：吃了转基因食品，动植物的基因会被转移到人体中；一些抗虫蛋白虫子吃了要死，人吃了怎么样?转基因食品可能产生新的有害物质或过敏源；自身能制造杀虫毒素的转基因作物，毒素可能伤害其他生物，或进入食物链威胁家畜与人类健康；转基因作物可能与野生亲缘作物杂交，造成“基因污染”；抗虫害的转基因作物，可能导致对其毒素有抵抗力的害虫获得生存优势，成为新的“超级害虫”……
对于上述质疑，专家给出了解释：几乎任何食品都含有基因，但是基因进入人体后，都会被酶分解破坏成小分子，不可能将外来遗传信息带到人的基因组里。从这个角度上说，转基因食品与传统食品并没有差别。有一些转基因，它是抗虫、抗病的，它这个基因来自于一种毒蛋白基因，人们很担心，这是完全可以理解的。所以，每一种转基因作物的生产都是经过国家严格的安全评审的。在我国，转基因作物的生产需要通过转基因作物的安全评价，包括实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和申请生产应用安全证书五个阶段。这些转基因作物安全评价项目，排除了转基因作物可能带来的各种危害。农业部审批发放的转植酸酶基因玉米和转抗虫基因水稻安全证书，分别经过了长达6年和11年的严格评价，这既是对科学家转基因生物技术研究工作及其成果的评价与肯定，也是对人民安全的负责。
加强农业转基因生物安全管理，也是推进转基因技术研究与应用的重要保障。为此，我国政府出台了一系列政策来加强转基因生物的管理。1996年，农业部发布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》。2001年，国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》，对在中国境内从事的农业转基因生物研究、试验、生产、加工、经营和进出口等活动进行全程安全管理。2001年1月，包括我国在内的113个国家在加拿大签署联合国《生物安全议定书》，明确规定，消费者有对于转基因食品的知情权，转基因产品越境转移时，进口国可以对其实施安全评价与标识管理。经农业转基因生物安全管理部际联席会议成员单位推荐，农业部组建了农业转基因生物安全委员会、全国农业转基因生物安全管理标准化技术委员会，35个检测机构通过国家计量认证和农业部审查认可。
在加强安全管理的同时，政府还加大了科研投入。2006年，我国将转基因生物新品种培育重大专项列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006—2020年）。2008年7月，国务院批准启动了转基因生物新品种培育重大专项。2009年6月，国务院发布《促进生物产业加快发展的若干政策》，提出“加快把生物产业培育成为高技术领域的支柱产业和国家的战略性新兴产业”。2010年中央1号文件提出，“继续实施转基因生物新品种培育科技重大专项，抓紧开发具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因和生物新品种，在科学评估、依法管理基础上，推进转基因新品种产业化”。这些政策对于我国转基因技术的发展、转基因生物的商品化生产以及解决我国的粮食问题、提高我国粮食产品的国际竞争力等有非常重要的意义。
总结与展望
转基因技术是一种新的尖端生物技术，在提高粮食产量、减少农药使用、生产含有更多营养成分的健康食物方面有巨大潜力。公众存在担忧情绪，主要是怕它被错误地利用。与任何食品一样，转基因食品的安全性需要慎重对待和严格管理，转基因作物对生态环境的长远影响也需要更多的跟踪研究。面对转基因食品，我们需要的是严谨的科学态度，而不是简单地给予偏见或排斥。
正如袁隆平院士所说：利用生物技术开展农作物育种是今后的发展方向和必然趋势，转基因技术是分子技术中的一类，因此必须加强转基因技术的研究和应用。对待转基因食品，特别是可直接食用的转基因品种应持科学慎重的态度，但也不能简单拒之。
转基因育种是目前国际上普遍采用的新技术。转基因技术可增加作物的抗性，有效防止病虫害，大大减少化学杀虫剂使用，减少生产成本，降低环境污染及对其他昆虫和人畜的伤害。同时，也可以培育优良的作物品种，改善土地生产能力。通过转基因技术，可以在传统技术的基础上增加新技术，提高育种水平，使新的品种增加一些传统育种技术解决不了的性状。今后利用生物技术开展农作物育种是农业科技的发展方向和必然趋势。面对国际上竞争日益激烈的转基因市场，我国应充分利用转基因新技术培育环境友好、资源节约、有利健康、高产优质的转基因作物品种，在科学评估、依法管理基础上，推进转基因新品种产业化。
面对各国对转基因技术的重视和对转基因作物商品化、产业化的推广，我们一方面要利用传统技术进行研究，另一方面需要突破传统的转基因技术，通过对各种生物的基因组测序、转录组分析和蛋白质组研究来鉴定各种目标基因、外源基因，实现转基因技术从“钓鱼”到“撒网”的转变。可以说，转基因技术的突破将直接引领各国在转基因市场上的优势。
