淺議林業(yè)生物安全

汪新強(qiáng)　俞思宇

摘要：本文概述了林業(yè)生物技術(shù)的研究狀況及基因工程樹(shù)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，提出了設(shè)置生物屏障、物理屏障，建立相關(guān)的法律、法規(guī)等措施來(lái)加強(qiáng)林業(yè)生物安全。林業(yè)生物的發(fā)展研究是一把“雙刃劍”，飛快的提高了人類社會(huì)的發(fā)展;也給人類的生活帶來(lái)一定影響。

關(guān)鍵詞：林業(yè);生物;安全;基因

中圖分類號(hào)：S7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191115035

引言

生物技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)的變化不容小覷，滲透到人們?nèi)粘Ｉ钪械姆椒矫婷?。林業(yè)生物技術(shù)相對(duì)于比較成熟的生物技術(shù)，發(fā)展還不成熟，但對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的林木產(chǎn)業(yè)所帶來(lái)的發(fā)展是巨大的，比如跳出固有的育種方法，新型培育得到了很好的效果。最近幾年林業(yè)生物技術(shù)的崛起，得益于國(guó)家對(duì)于我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的扶持，不同領(lǐng)域之間的技術(shù)相互助力，也推動(dòng)了林業(yè)生物技術(shù)的進(jìn)步。生物技術(shù)的發(fā)展雖然帶來(lái)了一定的機(jī)遇，但帶來(lái)的挑戰(zhàn)也不容忽視。轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性滲透在我國(guó)國(guó)民健康的方方面面，加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因生物的管理問(wèn)題急待解決。

1 林業(yè)生物技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

1.1 樹(shù)木轉(zhuǎn)基因特點(diǎn)

20世紀(jì)90年代，我國(guó)的林業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)隨著生物技術(shù)的發(fā)展也鼎盛起來(lái)。但隨之而來(lái)的還有一個(gè)大難題，林業(yè)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)基因難度頗大，這些都取決于林木的獨(dú)特性。林木種類繁雜，由被子植物及裸子植物所涵蓋;林木的轉(zhuǎn)基因極其龐重，比人類轉(zhuǎn)基因要復(fù)雜得多;林木栽種以及存活時(shí)間長(zhǎng)，一般生長(zhǎng)周期都在10a左右[1]。林木的組成及發(fā)育生物學(xué)研習(xí)遠(yuǎn)比農(nóng)作物衰弱，缺少樹(shù)木生物研究所必要的林木轉(zhuǎn)基因和個(gè)體成長(zhǎng)環(huán)境等基礎(chǔ)科學(xué)原料。

1.2 研究現(xiàn)狀

全世界第1例轉(zhuǎn)基因生物在1983年誕生，1984年之后首例關(guān)于抗除草劑的轉(zhuǎn)基因林木在比利時(shí)田間實(shí)驗(yàn)，9a后全球首個(gè)轉(zhuǎn)基因樹(shù)木云杉開(kāi)始田間釋放，本世紀(jì)中便有100余林木生物研究成功，與此同時(shí)，幾百種轉(zhuǎn)基因生物也進(jìn)行了各種形式的研究，轉(zhuǎn)抗蟲(chóng)基因、轉(zhuǎn)抗病毒基因等多個(gè)樹(shù)種也已批準(zhǔn)商業(yè)化種植。當(dāng)前林木有多種種類的轉(zhuǎn)基因，具備人們希冀的各類接觸品格。在轉(zhuǎn)基因除草劑基因樹(shù)的情況下，轉(zhuǎn)基因楊樹(shù)已在田間釋放，轉(zhuǎn)基因落葉松也已成功研究;在轉(zhuǎn)抗蟲(chóng)基因樹(shù)木方面，有多種楊樹(shù)獲得抗鱗翅目害蟲(chóng)基因，這些楊樹(shù)抗蟲(chóng)效果顯著，如歐洲落葉松、榆樹(shù)、白云杉等樹(shù)種的轉(zhuǎn)基因植株的抗蟲(chóng)表現(xiàn)很好;在轉(zhuǎn)抗病基因樹(shù)木方面，對(duì)易染真菌病和細(xì)菌病的多個(gè)樹(shù)種進(jìn)行研究，也獲得抗病的轉(zhuǎn)基因植株;在轉(zhuǎn)抗逆性基因樹(shù)木、轉(zhuǎn)速生長(zhǎng)基因樹(shù)木、轉(zhuǎn)改造木質(zhì)素基因樹(shù)木、除污基因樹(shù)木方面都不同程度地取得了顯著效果。

中國(guó)研究轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物自20世紀(jì)80年代后，其研究的農(nóng)作物多不勝數(shù)，其中有楊樹(shù)、白楊等等?；蚬こ淌侵搁_(kāi)發(fā)對(duì)昆蟲(chóng)、疾病、壓力和雄性不育有抗性的轉(zhuǎn)基因樹(shù)種。但鉆研相對(duì)老練的成果是在防蟲(chóng)方面。20世紀(jì)初我國(guó)將Bt毒卵白基因順利地導(dǎo)入歐洲黑楊，得到轉(zhuǎn)型后的農(nóng)作物，殺蟲(chóng)的概率大大增加。此外還得到Bt轉(zhuǎn)基因歐美楊。大田實(shí)驗(yàn)是指豇豆胰卵白（CPTI）引入毛白楊從而得到的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。

2 基因工程樹(shù)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)

轉(zhuǎn)基因技術(shù)為林業(yè)帶來(lái)前所未有的機(jī)遇和商機(jī)。因此，外國(guó)財(cái)團(tuán)在轉(zhuǎn)基因樹(shù)木的研究和開(kāi)發(fā)方面投入了大量資金，開(kāi)設(shè)了農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因的5a計(jì)劃，研發(fā)出具備高質(zhì)量的轉(zhuǎn)基因物種。但是，轉(zhuǎn)基因生物既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，給人們帶來(lái)光明前景的同時(shí)，其負(fù)面影響同樣不容小覷。

“基因污染”是指轉(zhuǎn)型后的林木基因往自然界轉(zhuǎn)移。當(dāng)前有調(diào)查結(jié)果表明，在自然界轉(zhuǎn)移的一些轉(zhuǎn)基因生物已經(jīng)分散。假設(shè)除草劑的基因擴(kuò)散到雜草中，便會(huì)產(chǎn)生含有抗體的雜草。此外，轉(zhuǎn)基因生物的持久性也被質(zhì)疑。在林木的生長(zhǎng)環(huán)境中，將其他基因融入到植物生長(zhǎng)的環(huán)境中，對(duì)于植物是難以適應(yīng)的。特別是在樹(shù)木轉(zhuǎn)基因發(fā)展的過(guò)程中，由于在穩(wěn)定性方面存在問(wèn)題，因此樹(shù)木的轉(zhuǎn)基因是否穩(wěn)定至今無(wú)人知曉。甚至還存在外源轉(zhuǎn)基因，這些外源轉(zhuǎn)基因一旦插入到樹(shù)木之中，樹(shù)木轉(zhuǎn)基因原有的不穩(wěn)定性以及外源轉(zhuǎn)基因的風(fēng)險(xiǎn)性，最后造成的結(jié)果是不確定的，樹(shù)木的壽命只有短短的幾十年，在這幾十年的活動(dòng)當(dāng)中，樹(shù)木外部的環(huán)境也在隨之進(jìn)行改變，沙漠、河流、雨雪等因素都有可能對(duì)樹(shù)木轉(zhuǎn)基因產(chǎn)生影響。這些情況并不能經(jīng)過(guò)人為更改和預(yù)防，在這里植物影響所產(chǎn)生的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)必然巨大。其實(shí)不僅是樹(shù)木轉(zhuǎn)基因會(huì)存在一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，在自然界中的任何生物都是存在這樣的情況。

因此轉(zhuǎn)基因植物對(duì)整個(gè)生物環(huán)境產(chǎn)生影響需要重視起來(lái)，比如含有防蟲(chóng)基因的樹(shù)木對(duì)某些動(dòng)植物以及微生物無(wú)益，從而讓某個(gè)節(jié)點(diǎn)崩塌，會(huì)對(duì)整個(gè)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。除此之外，生物入侵所帶來(lái)的后果也不容忽視，影響自然界各個(gè)生物之間的平衡關(guān)系，從而影響整個(gè)生物鏈的均衡[2]。

3 加強(qiáng)林業(yè)生物安全的措施

雖然林木產(chǎn)品及生物存在挑戰(zhàn)，但是因其具備杰出的自然環(huán)境特征，樹(shù)木產(chǎn)業(yè)和土地綠化需要這樣的自然條件，側(cè)面來(lái)說(shuō)又推動(dòng)了林業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的發(fā)展。如何才能防止林業(yè)轉(zhuǎn)基因生物對(duì)自然環(huán)境及人們健康生活造成的不利后果，平穩(wěn)有序地結(jié)合當(dāng)代生物技術(shù)，是目前亟待解決的問(wèn)題之一。

3.1 設(shè)置生物屏障

生物屏障指把含有基因的樹(shù)木進(jìn)行不育，制止了轉(zhuǎn)基因的逃逸。經(jīng)過(guò)探討，外國(guó)的研究學(xué)者也基本認(rèn)定了此觀點(diǎn)，所以林木基因不育是探討的重要方向。“多重不育系統(tǒng)”（Re-dundant sterility system）是使轉(zhuǎn)基因不育的重要方法，是指采用不同的遺傳基因或不同的基因方法來(lái)進(jìn)行改變基因，它的轉(zhuǎn)基因就不會(huì)分散了[3]。專家提出把與林木有關(guān)的一切遺傳系統(tǒng)進(jìn)行改變，使平常的遺傳能力喪失。但是沒(méi)有研究可以成功進(jìn)行這一環(huán)節(jié)。

3.2 設(shè)置物理屏障

在實(shí)施轉(zhuǎn)基因工程時(shí)，將2個(gè)不相同的物種相分離，例如在楊樹(shù)附近不能種植與之相近的物種毛白楊。隔離可雜交的相近種也是一種辦法，這種辦法簡(jiǎn)單易行，在一定程度可以防止轉(zhuǎn)基因的林木順勢(shì)擴(kuò)散到生態(tài)環(huán)境之中。

為了防止轉(zhuǎn)基因林木對(duì)研發(fā)的不育林木造成的不良影響，提出了具體的抵御措施。譬如抗蟲(chóng)Bt基因工程樹(shù)，使人憂慮的是昆蟲(chóng)防御的發(fā)作，植物學(xué)家的觀點(diǎn)應(yīng)證了這個(gè)想法，建議2種措施：可以像抗蟲(chóng)生物那樣，在林木工程附近栽種部分相同種類的非轉(zhuǎn)基因林木作為防御區(qū)，從而保存某些昆蟲(chóng)，減慢昆蟲(chóng)防蟲(chóng)的特性。還可以發(fā)展轉(zhuǎn)基因樹(shù)木的防蟲(chóng)性，因?yàn)橛泻ハx(chóng)很難對(duì)多種基因產(chǎn)生抗體。

3.3 建立并落實(shí)林業(yè)生物安全的法律、法規(guī)

轉(zhuǎn)基因生物研究既不能違反國(guó)家的法律法規(guī)，也不能損壞公共福利;要做到揚(yáng)長(zhǎng)避短。對(duì)于林業(yè)轉(zhuǎn)基因生物應(yīng)加強(qiáng)防范安全意識(shí)，設(shè)立專門的機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督執(zhí)行。國(guó)家也在加強(qiáng)此方面的相關(guān)規(guī)定，出臺(tái)了關(guān)于落實(shí)監(jiān)督管理的法律法規(guī)，今后還須出臺(tái)更多的林業(yè)生物安全的法律法規(guī)并將其落到實(shí)處，以進(jìn)一步加強(qiáng)和規(guī)范林業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理。

4 結(jié)語(yǔ)

林業(yè)生物安全發(fā)展的過(guò)程中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)屬于首要注意的部分，其中存在著一定的專業(yè)性和復(fù)雜性，因此對(duì)外部環(huán)境的要求較高，但是隨著社會(huì)的發(fā)展以及時(shí)代的進(jìn)步，自然環(huán)境也有所改變，很多不單純的隱性風(fēng)險(xiǎn)因素必然會(huì)浮出水面。從而影響轉(zhuǎn)基因技術(shù)，對(duì)于林業(yè)生物安全造成一定的損害。

為了更好地發(fā)展林業(yè)生物安全技術(shù)，避免其中存在的風(fēng)險(xiǎn)所產(chǎn)生的影響，預(yù)防比整治更有效果。本文針對(duì)林業(yè)生物安全問(wèn)題進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)其中存在的風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)實(shí)際情況提出相應(yīng)的解決措施，希望這些措施可以真正地應(yīng)用到未來(lái)的林業(yè)生物安全方面，進(jìn)一步推動(dòng)整個(gè)林業(yè)生物安全管理的工作，為以后的發(fā)展提供一些作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈孝宙，錢迎倩.基因工程樹(shù)的現(xiàn)狀、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策[J].高技術(shù)通訊，2002（4）：100-105.

[2]曾燕如，方偉.林業(yè)生物技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2003（2）：209-214.

[3]謝耀堅(jiān).基因工程在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].廣東林業(yè)科技，2000（4）：45-49.

作者簡(jiǎn)介：

汪新強(qiáng)（1992-），男，本科，技術(shù)員。研究方向：濕地保護(hù)。