转基因食品的历史和科学争议

转基因食品的历史和科学争议

 2011-07-04

作者：修栐 来源： 《经略》

核心提示：基因修饰技术通过直接改变基因，部分克服了传统育种技术的缺点。基因修饰技术可以分成两种：一种是向目标生物中引入外源基因，并令其发挥功能。外源基因可以来自其他物种，也可以来自该物种本身。另一种是使目标生物中的基因丧失功能。

转基因的原理

转基因食品（transgenic food），是基因修饰食品（genetically modified food）的通称。所谓基因修饰，指的是通过分子生物学技术，直接改变生物个体的基因组，从而改变生物遗传特性的技术。基因修饰的基本原理并不复杂，下面先对此略做介绍。

自然界中的各种生物，除部分病毒外，其遗传信息的载体都是DNA。DNA是由磷酸、脱氧核糖和碱基这三种成分构成的，其中磷酸和脱氧核榶构成DNA分子的“骨架”，碱基则起到记录遗传信息的作用。DNA的碱基共有4种，分别用字母A, C, G, T代替，它们可以视为书写遗传信息的“字母”。所谓遗传信息，主要就是指DNA上碱基的排列顺序。

DNA上的遗传信息并不是作为一个不可分的整体发挥作用，而是分割成许许多多的“模块”——也就是遗传信息片断，每一个“模块”各自执行特定的功能，所有的“模块”合起来完成遗传信息的整个功能。这些执行特定功能的遗传信息片断就是基因。因此，粗略地说，遗传信息就是众多基因的组合，所以我们又把一个生物的遗传信息叫做这个生物的“基因组”。很多基因的功能是制造蛋白质，生物体的很多功能都是由蛋白质来完成的。

由于生物的遗传特性是由基因组决定的，因此，凡是从遗传上改变了特性的生物，其基因组一定发生了改变，也即其中一定有某个（或某些）基因发生了改变。传统育种技术（如人工选择、杂交、射线处理等）既然能从遗传上改变生物的特性，那其实也就改变了生物的基因。从这个意义上说，一切育种技术，不管是传统育种技术还是基因修饰技术，都以改变生物的基因为目的。

但是，传统育种技术对生物基因的改变是带有盲目性、局限性的。传统育种者要么不知道是什么基因决定了生物的遗传特性，要么虽然知道，但无法直接改变基因，所以他们通常不得不对生物进行一代代的大量繁殖，以指望在众多随机变异的个体中能有少数的遗传特性变化符合育种需求。而且，传统育种技术无法将亲缘关系较远、不能杂交的生物的特性综合在一起，这就大大降低了理想中的优良品种的实现可能性。

基因修饰技术通过直接改变基因，部分克服了传统育种技术的这两个缺点。基因修饰技术可以分成两种：一种是向目标生物中引入外源基因，并令其发挥功能。外源基因可以来自其他物种，也可以来自该物种本身。另一种是使目标生物中的基因丧失功能。因此，严格来讲，“转基因”只是指向目标生物中引入其他物种的外源基因，并不能涵盖基因修饰的所有类型，这也是生物学界建议用“基因修饰”替代“转基因”一语的原因。

无论哪种基因修饰技术，都是建立在对相关的基因功能有较为明确的了解的基础之上的，因此基因修饰的目的性很明显，一定程度上避免了传统育种技术的盲目性。另一方面，通过直接引入其他物种的外源基因，可以绕过远缘物种不能杂交的障碍，更大范围地实现生物特性的整合，这就突破了传统育种技术的局限性。

因此，从育种技术本身来看，基因修饰技术是新一代的育种技术，是科技进步的体现。当然，由于人类对生物基因组功能的了解才刚刚开始，目前的基因修饰技术还不能真正做到随心所欲，很多新奇的应用还只停留在实验室阶段，但其突飞猛进是有目共睹的。

转基因的历史

在自然界中天然即存在转基因现象，多与细菌、病毒有关。如1959年，日本流行病学家秋场朝一郎和落合国太郎发现，具有多重抗药性的志贺氏痢疾杆菌可以在人体肠道内把抗药性基因转给大肠杆菌，使大肠杆菌也具备多重抗药性。1970年，美国分子生物学家特明和巴尔的摩发现，一些逆转录病毒可以把病毒基因整合到寄主的DNA上，与寄主本身的基因一起代代复制。人类基因组中一些能诱发癌症的原癌基因，最初就是由逆转录病毒导入的。1974年，比利时生物学家蒙塔古和歇尔又发现，一类叫做土壤杆菌的细菌也可以把其基因整合到寄主植物的DNA分子上。

人为的转基因实验最先也是在细菌身上成功的。1973年，美国分子生物学家科恩等人成功地制造出了转基因的大肠杆菌，他们转入的是两个抗药性基因，转基因之后的大肠杆菌如预期一样具备了抵抗抗生素的能力。这一技术很快成熟并工业化。如1978年，能够制造人胰岛素（一种小分子蛋白质）的转基因大肠杆菌制造成功，重组人胰岛素于1982年进入市场，大大降低了胰岛素的价格。目前，主要通过这种方式生产的蛋白质类药物将近百种，还有数百种正在进行安全性检测。不过，习惯上人们并不把细菌的基因修饰技术叫做“转基因”。

1982年，第一种转基因动物——转基因小鼠——诞生。1983年，三种转基因植物——转基因烟草、矮牵牛和向日葵——同时研制成功。但由于种种原因，转基因动物的研究不如转基因植物顺利。1992年，中国批准了转基因烟草的大田种植，这是第一种批准商业化种植的转基因作物品种，中国也因此成为第一个批准转基因作物品种商业化种植的国家。1993年，中国又批准种植转基因棉花。1994年，美国批准了转基因番茄上市，成为美国批准商业生产的第一种转基因作物品种，它也是第一种批准上市的转基因食品。同年，欧盟也批准了转基因烟草的种植，这是欧盟批准商业生产的第一个转基因作物品种。相比之下，成熟的转基因动物品种却相当少，第一种批准商业化生产的转基因动物品种是2003年在中国台湾和美国上市的能发荧光的斑马鱼（作宠物饲养），但到目前为止，还没有任何供食用的转基因动物品种批准上市。

到2009年，全世界已经有25个国家批准转基因作物的大田种植，全球转基因作物的种植面积为1.34亿公亩。种植转基因作物最多的国家是美国，有6 400万公亩，其次是巴西、阿根廷、印度和加拿大，中国排第6位，种植面积为370万公亩。这些国家种植的转基因作物主要有11种，即大豆、玉米、棉花、油菜、西葫芦、番木瓜、苜蓿、甜菜、番茄、青椒和毛白杨，此外还有烟草、马铃薯、矮牵牛、康乃馨等。通过转基因，这些作物分别具备了抗病毒、抗虫、抗除草剂等不同的优良性能，如转基因青椒、烟草可抗病毒，转基因玉米、棉花可抗鳞翅目昆虫（玉米螟和棉铃虫），转基因大豆可抗除草剂，等等。这些转基因作物大大减少了不安全性农药的使用，有利于环境安全和种植者健康，也节省了人力；同时又因为减少了病虫害损失，提高了单位面积产量，从而降低了产品价格，有利于市场竞争。

在上述国家中，美国、巴西、阿根廷主要种植转基因大豆、玉米和棉花，加拿大主要种植转基因油菜，印度和中国则主要种植转基因棉花。在这些国家，这些转基因品种往往是该作物中种植面积和产量最大的品种。如2009年美国转基因玉米的种植面积占玉米总种植面积的85%，加拿大转基因油菜的种植面积占93%，印度转基因棉花的种植面积占87%，中国转基因棉花的种植面积也有68%. 在金融危机之前，全球转基因作物的种植面积每年以两位数增长，金融危机爆发后的2008年和2009年增速仍有9.4%和7%.

转基因的科学争议

最早的针对细菌的基因修饰技术在问世之时即引发了很多争议，但是由于用它生产的较为廉价的药物对于一些疾病（如I型糖尿病）的治疗有立竿见影的效果，而且其繁殖严格限制在生产设备之中，泄露到外界的可能性很低，因此很快即为公众接受。相比之下，针对转基因作物的争议却始终不断，屡屡成为公众的关注热点。

这些和转基因作物有关的争议可以分成科学争议和社会争议两类，本文只介绍科学争议。关于转基因作物的科学争议主要集中在两方面，一是食品安全问题，二是环境安全问题。

反对转基因作物的第一方面的理由，是转基因食品含有有害人体的成分。这些理由包括：转入的外源基因及其制造的蛋白质可能对人体有害；转入的外源基因可能和作物本身的基因相互作用，制造出对人体有害的其他物质；这种有害性可能是一个长期积累的过程，人类十几年的食用历史不足以证明其无害，等等。转基因的支持者对上述质疑的回应则可综述如下：

1. 转入的外源基因是以DNA分子的形式存在的，而所有的DNA分子都具有相似的化学构型，也就具有相似的生物学特性，转基因的DNA并不比其他的DNA更对人体有害。至于外源基因制造的蛋白质，多数都是无害的。如抗虫基因制造的抗虫蛋白虽然对鳞翅目昆虫有毒，但它对其他生理上不同的昆虫就无效，对人类更无毒性。那种“虫都不吃，人怎么能吃”的论调是站不住脚的。

2. 对于已经发现存在不安全因素的蛋白质，可以禁止将其基因作为外源基因。1996年，有研究人员发现，巴西坚果中的一种蛋白质可能是一种过敏原，闻讯后，美国先锋公司立即停止了将制造这种蛋白质的基因转入大豆（目的是提高其营养价值）的实验。而且，通过一定的技术手段，可以使转入的基因制造的蛋白质不出现在作物的食用部位中。如目前中国正在研发第三代转基因抗虫水稻的抗虫基因只在茎叶中发挥作用，在种子的胚乳（也即大米）中几乎不发挥作用，不制造抗虫蛋白，也就规避了抗虫蛋白对人体可能存在的危害。

3. 转基因食品在上市之前，都要先分析其化学成分，确认其中不含有其他有害健康的物质；为防万一，还要用实验动物做极为严格的食品安全实验。因此，凡是批准上市的转基因食品，其安全性是可以信任的。科学界一些宣称转基因食品对实验动物有害的研究结果，经调查，其实验设计都存在问题，因此即使实验结果为真，也不能代表真实的情况。例如1998年6月，英国的普兹泰发表论文，发现用一种并未上市的转基因马铃薯喂养大鼠导致其死亡，该实验成为反转基因者反复征引的重要案例。但普兹泰的实验设计存在严重问题，比如没有对照组，给大鼠只喂食生马铃薯等，因此该实验并不能说明转基因马铃薯存在食品安全问题。又如2007年和2009年，法国几位科学家利用美国孟山都公司提供的数据，分析出转基因玉米对大鼠的生理有不良影响，但其他学者马上指出，他们对数据采用了不恰当的统计方法。

4. 反对者对转基因在食品安全方面的指责理由，同样可以用来指责传统育种育出的品种。例如杂交育种同样会把野生生物的未知基因带入作物品种中，产生具有危害的食品成分，但杂交的作物品种却并未像转基因作物品种那样经受严格的检验，人们对此也并不恐慌。至于指责转基因的常用理由“现在没危害，不代表将来没危害”，用这种理由实际上可以指责一切食品。

反对转基因作物的第二方面的理由，是大田种植转基因作物会造成生态灾难，具体质疑和转基因的支持者的回应如下：

1. 理论上，抗虫作物有可能危害其他无害的野生生物（如和玉米螟、棉铃虫同属鳞翅目的许多种蝴蝶）。但在实际上是否如此，必须通过野外实验确定。1999年，美国一位昆虫学家在实验室中发现抗虫玉米花粉可以毒死帝王蝶的幼虫。但其他科学者发现，在野外，帝王蝶的幼虫并不吃玉米花粉，而且玉米花粉大而重，在空气中扩散不远，离玉米田稍远的地方就很少有玉米花粉散落，因此抗虫玉米花粉毒死帝王蝶的事情在野外是很难发生的。

2. 理论上，转基因作物有可能通过杂交等方式把转入的基因再转给其他植物。如果转给杂草，就会造成“超级杂草”的出现。但这也是个极小概率事件，到目前为止，还没有一例声称的“超级杂草”事件得到确认，都是夸大其辞甚至无中生有的谣言。2001年，美国生态学家在墨西哥的普通玉米品种中发现了一段转基因DNA序列，认为这意味着普通玉米遭到了抗虫玉米基因的污染。但经过调查，这一序列实际上为玉米所固有，只是被误判为转基因序列而已。

3. 理论上，转基因作物的基因有可能污染该种作物的野生近缘种，导致野生遗传资源的损失。但只要不在野生近缘种的分布区种植转基因作物（例如不在野生稻的分布区种植转基因水稻），这种情况就不会发生。

4. 转基因作物的最大生态问题是会使害虫等产生抗性，降低抗虫等效果，最终达不到减少农药使用的目的。但这个问题可以通过多种技术手段避免。比如，在抗虫转基因作物的田间套种不抗虫的普通品种，就可以“稀释”掉害虫的抗性基因，使具有抗性的害虫的出现频率大为减少。此外，抗虫基因也是在不断发现之中的，即使一个已有的抗虫基因完全失效，还可以再转入其他的抗虫基因。事实上，传统育种育出的抗虫性品种也存在类似问题，不管用什么方式育种，作物品种总是要不断更新的。

综上所述，在科学家看来，转基因作物虽然不是十全十美，不可能一劳永逸地解决病虫害、杂草之类困扰了人类农业近万年的问题，但它的确具有传统作物品种不具有的很多优势。从目前育种业的实际情况来看，说它代表了农作物育种在未来的主要发展方向并不是一种理想，而是现实。

更多 0本站网友 匿名 2011-07-05 16:30:33 发表见鬼，为什么欧美颁布法律，严禁转基因食品在本土流通？