對轉基因技術的思考

歐陽維蔚

摘 要：轉基因技術從上世紀80年代開始發展，在農作物品種改良、人口膨脹、環境污染、疾病防治、動物品種改良上帶來了新的渠道，在農業、畜牧業、醫藥、食品行業都表現出良好的社會效益和經濟效益。本文闡述了轉基因技術的概念和特點，分析了轉基因技術的代表性應用以及其中的安全問題。

關鍵詞：轉基因技術；概念；特點；應用；問題

中圖分類號：Q343.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0231-02

轉基因技術是動植物遺傳改良、基因功能研究的重點工具，從1996年第一例轉基因作物開始商業種植后，截止到目前為止，已經超過25種轉基因作物實現了商業化種植，并投入市場，代表性的有玉米、棉花、油菜等，轉基因產業成為當前農業經濟的發展增長點，是提高全球農業競爭力的有效保障[1]。在分子生物學的發展下，轉基因基礎在醫學、動物飼養等領域中也得到了廣泛應用，特別是在食品工業方面，為食品供應的創新提供了全新的途徑，但是，就當前來看，對于轉基因技術的應用，還存在一些誤區，如何發揮出轉基因技術的益處是當前研究的重點命題。

1 轉基因技術的概念和特點

轉基因即將人工分離、修飾后的DNA、基因導入生物細胞基因組，在導入基因表達的影響下，原有生物體的性狀也會發生變化，人們常說的基因工程、遺傳工程都是轉基因技術，各大媒體將轉基因技術稱之為“遺傳修飾后的生物體”（Genetically Modifier Organism，GMO）。

從上世紀90年代開始，轉基因技術進入發展高潮，相關作物的種植面積也不斷擴張，數據顯示，在1996年，轉基因種植面積僅有170萬公頃，2004年，面積達到了8100萬公頃，到了2017年，這一數字飆升到1.8億公頃，在20年的時間內，增長了100倍。隨著世界人口數量的增加、耕地數量的減少，資源短缺問題也日益嚴重，根據預測，到了2030年，世界人口將會達到100億，糧食問題也更加凸顯，應用轉基因技術可以不僅可以增加農作物產量，還能提高品質。轉基因技術有幾個顯著的優勢：

1.1 增加農作物產量

將快速生長基因植入農作物中，能提高農作物的品質，還可以提高產量，充分利用了寶貴的土地資源，解決了糧食短缺的問題。

1.2 改良農作物品質

植入相應的基因片段，能夠改善糧食的口感、外觀、味道、營養成分，起到改良品質的作用。

1.3 提高作物抗逆性

利用轉基因技術，讓傳統農作物具有抵抗病蟲害的能力，減少農藥用量，并讓農作物具備以往沒有的耐澇、耐寒、耐熱特性，適應各類生產環境。科技發展是一把雙刃劍，轉基因也是如此，轉基因技術給人們帶來了種種福利，但是如果應用不當，也可能造成安全隱患，威脅人類的健康，轉基因技術的種種問題引發了各類倫理、安全問題，基于此，各個國家開展對轉基因技術出臺限制措施[2]。

2 轉基因技術的常見類型

2.1 植物轉基因技術

植物轉基因技術是采用克隆等方式，在受體細胞中置入外源DNA，代表性的使用方式如載體介導法、DNA直接攝取法[1]。

當前，應用最廣泛，效果最理想的就是農桿菌介導法，該種方式是利用發根農桿菌等作為載體，在植物細胞中植入農桿菌，以實現細胞轉化的目的。除了農桿菌介導法之外，基因槍法也是常用的方式，將外源DNA、基因通過亞精胺、Ca2+吸附在鎢粒子或者其他重金屬中，將其制作為微彈，攝入植物組織、細胞中。采用該種方式，不會受到植物類型的限制。但是，該種方式會受到金屬速度、彈大小等因素的影響，整合速率偏低，也會對植物造成傷害。

電擊與聚乙二醇法是近年來誕生的新型方式，是借助植物原生質體的能力，在電擊、聚乙二醇處理下改變細胞膜的透性，增加可逆性孔隙，實現穩定遺傳。該種方式可以一次性轉化多種原生質體，是為來階段轉基因技術的重要發展方向。世界上首個轉基因植物是轉基因煙草，迄今為止，已經有30多年的發展歷程，在技術的發展下，越來越多的轉基因植物出現，發達國家還將其應用在疫苗與藥用蛋白的生產中，代表性的有如下幾類：

2.1.1 抗病毒、抗真菌轉基因植物的應用

利用干擾素基因、外殼蛋白基因等，能提高植物的抗病毒效果，如番茄Pto基因等，目前，學界對于真菌病原、植物之間分子機理有了明確了解，完成了基因克隆，離大規模商業化生產為時不遠。

2.1.2 抗除草劑轉基因植物的應用

在農業生產中，雜草是一個極大的影響因素，在農作物中融入抗除草劑基因，可以對田間雜草起到良好的防治作用。當前，抗除草劑基因已經被成功研制、分離出來，并開始初步應用到田間生產中。

2.1.3 轉基因植物在醫藥中的應用

將醫用基因融入植物中，能夠構建新的異源蛋白生產模式，如亮氨酸腦咖肽就是采用轉基因技術生產而來，目前，學界開始研究食物轉基因植物疫苗，人們在食用之后，能夠提高機體的抗病能力。

2.1.4 高品質轉基因植物

高品質轉基因植物能夠提高植物能量、蛋白、維生素、微量元素含量，改善植物營養成分和植物風味。如將氨基酸基因植入馬鈴薯體內，可以有效提高馬鈴薯的氨基酸含量[3]。

2.2 動物轉基因技術

顯微注射法就是利用玻璃針將DNA注入到動物胚胎細胞核，再將DNA移植到動物體，使其正常發育，是早期常用的動物轉基因技術。體細胞核移植法就是先在體外來培養細胞，篩選優質基因，再將其移植到卵細胞，再移植至母體之中。代表性的有幾類：

2.2.1 培養器官的轉基因動物

轉基因動物在人體器官的培養上也有積極的作用，能解決傳統器官移植中存在的免疫排斥反應，是當前研究中的重點發展方向。

2.2.2 醫學研究轉基因動物

世界上首個轉基因動物是1990年的轉基因小鼠，后來，轉基因大鼠、家兔研究成功，這類轉基因動物為醫學研究工作的開展提供了有益的支持。

2.2.3 分泌藥物的轉基因動物

在哺乳動物體內導入正常的基因片段，能夠誘導哺乳動物體內表達，提取活性物質，當前，我國分泌藥物的轉基因動物已經研發成功，并步入安全評價階段。

除了轉基因植物和轉基因動物，轉基因食品也是當前關注的重點。

2.3 基因工程藥品

當前，很多藥品都是從生物組織之中提取而來，在材料因素的限制下，其價格偏高，與之相比，微生物生長速度非常快，更容易控制，適合應用在大規模生產中，開發基因工程藥品，能夠解決藥品產量的問題，還可以有效降低成本。如，胰島素是現階段控制糖尿病的常用藥物，而胰島素的提取要求非常高，當前只能在動物體內來提取，產量非常低，基于此，研究人員嘗試將胰島素基因、青霉素酶基因結合起來，有效提高了胰島素的產量，每2000L的培養液中，可以生產出100g的胰島素，產量大大提高。

2.4 基因診斷和治療

基因診斷和治療也是轉基因技術發展的重要方向，當前使用的DNA探針就是其中的代表。在技術的完善下，基因治療技術也逐步發展成熟，基因治療即將正常基因導入到患者體內，發揮出基因的正常表達功能，達到治病目的，這是現階段下遺傳病治療的有效方式之一，包括基因增補、基因修復、基因置換等類型，但是這一技術尚未成熟，還有待進一步研究。

3 我國發展轉基因技術的前景

我國是一個大口大國，人多地少是我國需要面臨的問題，近年來，農業耕地面積日益減小，生態環境日趨脆弱，冷害、高溫、干旱問題時常出現，為了提高農作物產量，人們大量使用農藥、化肥，農藥和化肥的濫用無疑會影響人們的身體健康，就當前來看，我國鹽堿地數量高達5億，單一依靠生產很難解決人們對農產品的需求，發展轉基因技術，是國際產業分工的一項必然選擇，也是解決當前農業可持續發展、糧食安全以及生態安全問題的有效途徑。發展轉基因技術，能夠提高農田的抗旱、耐鹽力，達到保護環境、提高品質的效果。

4 轉基因產品的安全問題分析

4.1 轉基因產品的環境問題

在轉基因植物在投入到使用后，可能會對自然生態環境造成破壞，很多國家都有此類慘痛的教訓。雖然轉基因生物不是新物種，但是也會對生態系統造成壓力，這就是基因轉移，基因轉移也被稱之為基因飄逸，是轉基因技術的常見問題，如轉基因油菜會與野生油菜之間發生雜交，形成超級雜草，影響了生態系統的平衡性。如，在轉基因魚投入使用后，能夠增加產量、縮短周期，假如這種轉基因魚進入大自然，會逐步將原有魚類品種淘汰。而轉基因植物則會通過種子、花粉的渠道給自然生態系統造成風險，給生物多樣性帶來危害。

4.2 轉基因食品造成的安全問題

轉基因食品安全問題包括幾個方面：

4.2.1 過敏問題

過敏問題屬于免疫變態性反應，轉基因食品會由于免疫學同源性問題引起人體過敏。

4.2.2 毒性問題

絕對安全的食物是不存在的，在轉基因食品中，部分基因可能會通過各類途徑產生毒素，給人體造成傷害。研究顯示，轉基因食品可能引發過敏反應，在以往，已經發現轉基因大豆、花生的過敏反應，由此造成了人們的恐慌。

4.2.3 殺蟲毒素問題

轉基因植物會產生殺蟲毒素，這種毒素會隨著植物的根部進入到土壤中，對土壤的環境和微生物造成了不良影響，繼而影響植物種群多樣性。

4.2.4 標記基因問題

標記基因大多屬于抗生素抗性基因，會通過各類渠道進入到食物鏈之中，并產長耐藥菌，這類耐藥菌對抗生素的抗性非常強。由于轉基因食品的發展時間還不長，還無法證明轉基因食品的安全性，人體長期食用，究竟會不會影響身體健康？會不會對下一代造成威脅？這些都沒有得到證實。當然，轉基因食品的優勢是非常顯著的，能夠提高食品質量，解決病蟲害問題，降低生產成本，提高產量，關于轉基因食品的危害，還需要進行深入的研究[4]。

截止到目前為止，還沒有關于由于食用轉基因食品造成人體健康問題的報道，也有越來越多的消費者對轉基因食品持支持態度，各個國家也加大了對這一技術的研究，希望能夠糾正公眾的認識。

5 結語

轉基因技術屬于生物技術發展的核心內容，目前，轉基因植物、轉基因動物的研究已經取得了顯著的成就。在新的歷史時期下，各個國家都將轉基因技術作為科技發展的重點，轉基因植物、轉基因動物也將會迎來更為廣闊的前景。為了促進轉基因技術的可持續發展，需要構建為完善的安全評估體系，制定嚴格的規則和標準，對轉基因產品的研發、生產、銷售等內容進行系統研究，相信通過學界的努力，定會進一步發揮出轉基因技術的益處和作用。

參考文獻

[1]李君，張毅，陳坤玲，等.CRISPR/Cas系統：RNA靶向的基因組定向編輯新技術[J].遺傳.2013（11）：1265-1273.

[2]解亦舟，孫瑞英，藺銀鼎.轉基因技術影響的知與行：基于農民的調查[J].山西農業大學學報（自然科學版），2013（04）：352-356.

[3]Peter H.Raven，劉杰.全球視角：轉基因作物與生物多樣性[J].華中農業大學學報，2014（06）：24-30.

[4]高盼.基于貝克“無知”視域的轉基因技術風險成因[J].華中農業大學學報（社會科學版）. 2017（02）：126-129.