轉基因作物是我國未來農業發展的必然趨勢

陳茹梅

（中國農科院生物技術研究所，北京 100081）

轉基因作物是指運用科學手段從動植物或微生物中分離得到所需要的基因，并將其轉入作物基因組中，使之穩定遺傳并賦予作物新的遺傳性狀，如抗蟲、抗病、抗逆、高產、優質等。其本質是通過獲得優良基因進行作物遺傳改造。利用轉基因技術可以高效的改良作物性狀和培育新品種。其實，轉基因作物離我們并不遙遠，億萬年來近緣物種之間的雜交就是一種自然界存在的基因轉移現象，它造就了如今豐富多樣的生態資源。此外，一直以來應用到農業生產上的雜交育種技術，也屬于一種轉基因技術，但是它只能在有限的范圍內對作物的遺傳基因進行改良，并不能做到針對某一優良性狀進行定向改造。因此，轉基因技術是傳統遺傳育種技術的發展與創新，通過此方法獲得的轉基因作物必然具有更好的農業生產價值，也將是我國未來農業發展的必然趨勢。

如今我國農業面臨新的嚴峻挑戰。主要經濟作物的病蟲害逐年加重，大量噴施農藥造成環境污染，嚴重危害人類健康；過量施肥加重農民經濟負擔，使土壤種植能力退化，還造成江河湖海等水域的富營養化。此外，我國近年水資源短缺且旱災頻繁，北方及沿海地區鹽堿地多，南方熱帶、亞熱帶地區土壤普遍為酸性，這些不良環境對作物的種植和產量有很大影響。面對以上這些問題，我們應該反思傳統農業種植方式帶來的不利影響。提高種質資源，發掘低消耗、高產量并且具備較強抗逆能力的新品種，才是從根本上解決問題的方法。然而應用傳統育種方式對作物性狀的改良已經難以有所突破，因為傳統育種方法不能高效定向的改造作物，也不能賦予新的性狀，而且通常需要投入較多的人力和時間。而轉基因作物則具有更多的優勢，外源基因轉化的方法可使那些重要經濟作物獲得各種新的性狀，由此可以培育出抗病蟲害、耐高鹽堿，并且具有更高產量和品質的新品種。具體而言，轉基因作物具有以下幾點優勢。

轉基因作物可以減少環境消耗，增強我國農業的可持續發展。常規農業嚴重地影響環境，而轉基因技術能用來降低農業對環境的影響。種植抗蟲或抗草害轉基因作物可減少施用農藥的次數和數量，因而降低了農藥殘留量，不僅環保同時還提高了食品安全性。此外，殺蟲劑使用量的減少還節省了礦物燃料消耗，二氧化碳的排放也相應減少；種植抗除草劑作物既可減輕農民耕作負擔，還可保護土壤和水域免受污染。在我國，種植轉基因抗蟲棉的7年時間里，累計減少農藥使用65萬t，農田環境污染指數降低21%，增產幅度達25%，已經創造了超過221億元的經濟效益。

轉基因技術可有針對性地提高作物品質和產量。轉基因作物可具有更高的營養價值，例如食用提高β－胡蘿卜素含量的轉基因水稻，對克服貧困地區因維生素A缺乏導致的眼睛疾病將起到積極作用。轉基因技術也可提高水稻中的鐵、鋅含量，以減少貧血癥的發生。此外，通過轉基因技術還可以減少食物中的過敏源，降低飽和脂肪酸的含量和減少有害物質在果實及籽粒中的積累。抗病害轉基因作物能有效抵抗病菌的感染，從而減少了食物中病菌毒素的含量。以上這些轉基因作物的優良性狀使我們的食品往更健康、安全的方面發展，對人類和動物的健康有利。

轉基因作物具有改善人類及動物營養，改善人類生活環境的性狀。磷是動物不可或缺的一種營養元素，雖然玉米、大豆等作物含有豐富的磷，但是其總量的50%～80%均以植酸磷的形式存在。由于許多單胃動物的消化道內缺乏植酸酶，所以不能利用植酸磷。因此，一直以來都需要在飼料中添加無機磷或由微生物發酵生產的植酸酶，后者可將植酸磷分解成無機磷，以滿足動物生長需要。伴隨著轉基因技術的發展，內源表達植酸酶的玉米終于誕生了，由其籽粒加工而成的飼料可免于添加植酸酶，由此一方面顯著降低了飼料的生產成本，另一方面提高動物對于飼料磷幾其它營養物質的利用效率，減少動物糞便中排放的磷和氮，從而減輕集約化養殖動物糞便對環境造成的污染，創造了巨大的生態效應、社會效益和經濟效益。

雖然轉基因作物具有如此之多的優勢，但是由于大部分民眾至今仍然飽受爭議，焦點主要集中在其加工食品的安全性問題。其實，在美國轉基因食品銷售的10多年中，尚未發現一例食品安全事故，這足以證明轉基因食品是安全的。轉基因作物的開發是建立在高度科學和嚴格的安全評價體系之下的，其種植安全性也一直受到各國政府部門嚴格監管。國際上已經建立了完善的轉基因作物安全評價體系，它包括轉化基因的安全性、基因的穩定性、對膳食營養平衡的影響、產生有毒物質的評估、過敏性分析、環境安全性評價等諸多方面。經濟合作發展組織（OECD）已經出臺了一系列的農產品營養成分手冊，同時國際生命科學學會（ILSI）也建立了各種農作物的營養成分數據庫，以此作為評價各種轉基因作物營養成分的參考標準。而各國批準生產和銷售的轉基因食品都是符合此標準的。例如，美國對抗草甘膦大豆進行了成分分析，發現其含油量、纖維、碳水化合物、蛋白質和氨基酸等營養成分均無明顯變化。此外，表達蘇云金芽孢桿菌殺蟲蛋白（Bt）基因的轉基因作物也無疑是安全的。此蛋白在被轉入植物之前已經作為生物殺蟲劑廣泛應用了60多年，并且對其殺蟲機理具有比較透徹的了解。Bt殺蟲蛋白存在于伴孢晶體中，其只在昆蟲堿性的中腸中被分解為活性蛋白，并與其在昆蟲中腸內的特異受體結合而產生毒性。這一作用機制，使得其只對目標昆蟲有效。由于人及哺乳動物的胃液為酸性，腸胃中也不存在與Bt蛋白結合的受體，因此，當Bt蛋白被哺乳動物攝取后，其會在胃液的作用下完全降解，不具任何毒性。多年的研究已反復證明這種Bt蛋白對哺乳動物、鳥、魚以及非目標昆蟲無害。

轉基因作物同樣不會影響生物多樣性。優良品種在農業應用中逐漸取代落后品種是一個普遍現象，而轉基因作物只是向生物體添加了外源基因，此舉本身并不會改變生物多樣性。事實上，推廣轉基因作物的種植，會減少農藥的使用量，同時由于單位生產力的提高也減小了農田占地面積，因此是有助于保護生物多樣性的。而為防止作物品種多樣性的減少，應注意對作物品種資源的保護，以確保各種基因資源被保存下來。此外，在農業生產中還應注意作物品種的合理搭配，避免大面積地種植單一品種給作物造成可能的病蟲危害。

綜上所述，可見大力推廣轉基因作物是我國現代化農業發展的必然趨勢，但是其科學的發展需要一套完善、嚴格的監管體系。結合國際轉基因作物發展的經驗，我國仍需在以下三方面進行強化。

一是應進一步制定和規范農業轉基因生物安全評價制度，并成立相應的檢測機構，確保我國轉基作物的發展健康有序。

二是需加大對轉基因作物的研發投入。雖然我國轉基因技術進步迅速且在發展中國家居領先地位，但與美國等發達國家相比，還有一定差距。因此，應鼓勵我國科研人員研發具有自主知識產權的基因和新品種，為我國在國際市場的種質資源競爭中取得優勢。

三是應加強對轉基因作物種植的管理。廣大科研人員應該深入到基層生產中去，指導農民正確的種植轉基因作物，并保護農業生態環境不受影響。

轉基因作物已經離我們愈來愈近，它正在引領農業生產的革命。雖然，目前我國公眾對轉基因技術和轉基因食品還存在疑慮，但是我們應該看到其應用的良好前景及給我國農業發展帶來的機遇，客觀的分析種植轉基因作物的諸多優勢。同時，也應該普及生命科學知識，使公眾正確的認識轉基因技術，并主動地接受轉基因食品。使轉基因作物能真正的造福于人類。