科學認識農業轉基因技術

　　摘要： 近年來， 現代生物技術在我國迅猛發展，越來越多的轉基因技術應用到現代農業育種體系中，轉基因技術的安全性一直是大眾十分關心的問題。 本文介紹了轉基因的技術手段、 國內外轉基因技術的發展歷程及安全監管措施等， 以期幫助大眾科學認識農業轉基因相關知識。

　　關鍵詞： 轉基因; 安全性; 監管措施; 展望

　　曹偉平; 宋健; 豐碩， 現代農村科技 發表時間：2021-11-11

　　轉基因，是利用現代生物技術將一種生物體的一個或幾個基因轉移到另外一種生物體內，從而讓后一種生物體獲得新的性狀。比如，將昆蟲病原細菌蘇云金芽胞桿菌(Bt)的抗蟲基因轉入棉花、水稻或玉米，培育成對棉鈴蟲、卷葉螟及玉米螟等昆蟲具有抗性的轉基因棉花、水稻或玉米。基因的交換、轉移和改變是自然界中常見的現象，是推動生物進化的重要力量。

　　1 轉基因技術是否安全

　　1.1 轉基因技術手段的安全性。通俗地說，轉基因技術就是把一個生物物種中控制優良性狀的基因拿出來，跟另外需要這種優良性狀的生物物種進行雜交的技術。中國農業科學院植物保護研究所彭于發研究員形象地把轉基因的三個關鍵技術比喻為剪刀、漿糊和篩子。剪刀即“內切酶”，用于把抗蟲抗病等基因片段從一種生物物種的染色體上剪下來，然后用“漿糊”也就是“連接酶”把剪下來的基因片段粘貼在目的物種的基因鏈上，基因篩子負責把能夠達到預期效果的優秀“選手”選出來。最佳“選手”不但要保證目的基因被安放在母本基因鏈中恰當的位置上，發揮目的基因應有的作用，還要保證母本物種中負責植株正常生長的基因沒有被破壞掉。

　　運用轉基因技術獲得的農作物與運用傳統育種技術獲得的農作物相比，二者既有相同點，也有不同點。相同點是：非轉基因和轉基因的植株本身或種子，在顏色和外表上是沒有差別的，總體來說，所有產品都是碳水化合物組成的，果實、種子及其附屬產品如油脂、蛋白、中間代謝產物等都是相同的。二者的不同點是：如以營養為目標的轉基因農作物產品，其質量優于傳統育種產品，如蛋白質中必需氨基酸含量增加。

　　1.2 轉基因作物食用的安全性。轉基因食品的安全性一直是大眾關心的問題，甚至有人提出“轉基因食品是新東西，需要長期多代人驗證”的說法。那么，轉基因食品是否安全?“長期多代人驗證”的說法是否科學呢?

　　早在二十世紀八十年代，轉基因技術就被應用在醫藥和食品工業領域，如人胰島素、抗生素、疫苗、食品添加劑、食品酶制劑、干擾素和啤酒酵母等都是利用轉基因技術手段生產的。轉基因作物開始商業化種植始于 1996 年，20 多年來，全世界近 30 個國家和地區累計種植了 300 億畝轉基因作物，人類規模化生產應用轉基因大豆、玉米和油菜也經歷了 25 年，幾十億人直接或間接使用或食用過轉基因產品，至今尚未出現一例食品安全事故。

　　以轉 Bt 基因抗蟲作物為例，蘇云金芽胞桿菌一直存在于自然界中，Bt 殺蟲蛋白具有高度專一性，只能與棉鈴蟲等鱗翅目害蟲腸道上皮細胞的特異性受體結合，引起害蟲腸道穿孔，從而導致害蟲死亡，而其他昆蟲、哺乳動物和人類腸道細胞沒有與 Bt 蛋白的結合位點，因此不會對非靶標昆蟲和哺乳動物造成傷害。

　　2 轉基因作物的發展與應用

　　2.1 我國轉基因作物的發展歷程。我國轉基因作物研究始于 20 世紀 80 年代，已成為僅次于美國的第二個擁有自主知識產權轉基因研發強國[1]，至 2019 年底，我國共培育成轉基因抗蟲棉新品種 176 個，我國具有自主知識產權的抗蟲棉品種市場份額已達到 99%以上，累計推廣 4.7 億畝，極大地減少了化學農藥的使用量。目前我國批準大規模種植的轉基因作物只有抗蟲的轉基因棉花，另外還有少量的抗病毒病的轉基因木瓜。

　　2.2 世界各國轉基因作物的最新種植情況。美國是轉基因作物種植種類和使用用途最多的國家，美國農業部動植物衛生檢驗局于 2021 年 1 月 15 日批準了轉基因棉花 MON88702 的解除管制申請，該轉基因棉花含有蘇云金芽孢桿菌 mCry51Aa2 基因，具有抗盲蝽蟓的特性。

　　2017 年 9 月 29 日，澳大利亞批準轉基因油菜 MS11 用于食品;2018 年 2 月 14 日批準了轉基因棉花 SYN-1R102-7 用于 食品、 飼 料 以 及 商 業 種 植 ; 2018 年 6 月 21 日，批準轉基因棉花 MON88702 用于食用的申請;2020 年 10 月 15 日批準轉基因棉花 MON88701 用于食品、飼料和種植，該轉基因棉花含有 dmo 基因和 bar 基因，兼具耐麥草畏和耐草銨膦的特性。2017 年 10 月 4 日，臺灣批準抗蟲耐除草 劑 大 豆 (MON87751 ×MON87701 ×MON87708 MON89788 ) 和抗蟲耐除草劑玉米(Bt11 ×MIR162 MIR604 ×TC1507 ×5307 ×GA21)的食用;2019 年 4 月 17 日 和 23 日 批 準 了 轉 基 因 抗 蟲 棉 花 MON88702 和轉基因抗蟲耐除草劑玉米 MZIR098 用于食品。2018 年，埃塞俄比亞政府首次進行了轉基因玉米的田間試驗。2017 年 11 月 17 日，阿根廷農業部批準了轉基因耐草甘膦和 HPPD 類除草劑大豆 SYN-000H2-5 的商業化種植;2019 年 2 月 5 日批準了轉基因耐除草劑棉花 GHB811 用于食品、飼料和種植。2017 年 6 月 8 日，巴西批準了轉基因甘蔗 CTC20BT 的商業化;2018 年 10 月 4 日，批準了轉基因玉米 MZIR098 用于食品和飼料、轉基因棉花 DAS-81910-7 用于食品、飼料和種植。2017 年 12 月韓國批準了轉基因玉米 MZHG0JG 的食用和飼用、轉基因玉米 Bt11 ×MIR162 ×MON89034 GA21 的飼用以及轉基因玉米 MON89034 ×TC1507 NK603 ×MIR162 和 轉 基 因 大 豆 MON87708 ×MON89788 ×A5547-127 的食用。2017 年 10 月 23 日，新加坡新批準了 7 項轉基因產品用于食品或食品原料。分別 為 ： 轉 基 因 油 菜 MON-88302-9、 轉 基 因 大 豆 MON87769-7、 轉 基 因 玉 米 SYN-BT011-1、 SYN-IR162-4、 SYN-IR604-5、 MON-00021-9 以 及 轉基因苜蓿 MON-00179-5。2017 年 7 月 31 日，加拿大 批 準 了 轉 基 因 土 豆 品 種 (SPS-000W8-4， SPS-00X17-5，SPS-000Y9-7)的食用、飼用和種植。 2017 年 3 月 30 日，馬來西亞批準了同時具有抗蟲和耐除草劑性狀的轉基因棉花 GHB119、耐除草劑轉基因棉花 LLCotton25 和 T304-40 的食用和飼用許可。

　　3 我國轉基因作物的安全監管

　　3.1 我國的轉基因作物安全評價政策。國際上用于評價轉基因技術的安全性，一種是美國模式，僅針對后期的產品進行安全性評估;另外一種是歐盟模式，僅僅對操作過程進行安全性評估。我國執行的是同時對轉基因過程和產品進行安全性評估，是全球范圍內最嚴格的評估體系。

　　3.2 我國轉基因作物種植和進口政策。截至 2016 年底，我國批準了兩類轉基因作物安全證書，一類是批準了自主研發的抗蟲棉、抗病毒番木瓜、高植酸酶玉米、抗蟲水稻、抗病甜椒、改變花色矮牽牛、延熟抗病番茄等 7 種作物的生產應用安全證書，目前商業化種植的只有轉基因抗蟲棉花和轉基因抗病毒番木瓜。第二類是批準了國外公司研發的具有抗蟲和抗除草劑性狀的大豆、油菜、玉米、甜菜、棉花等 5 種轉基因作物的進口安全證書。

　　我國對轉基因農產品的進口審批決策非常審慎，安全審批過程同樣極為嚴格。只有滿足以下四個前提，才能在我國申請轉基因產品進口安全證書：一是輸出轉基因產品的國家或者地區已經允許作為相應用途使用并已投放市場，二是輸出轉基因產品的國家或者地區已經過長期大量的科學試驗證實了該農產品對人類、動植物和生態環境沒有危害，三是轉基因產品必須通過我國相關檢驗機構對產品進行的對人類、動物和生態環境風險檢測，四是具有相應的用途安全管制措施。我國的 《農業轉基因生物安全管理條例》 《專利法》 和 《種子法》規定不允許私自種植轉基因作物，如果發現有未經批準而私自種植的轉基因作物，相關人員和部門會依法受到嚴肅查處。

　　3.3 我國轉基因標識管理工作。許多國家對轉基因產品實行標識管理。歐盟采取定量標識制度，規定所有產品中凡轉基因成分≥0.9%的必須標識。日本采取按目錄定量標識制度，在目錄范圍內的產品，對轉基因成分≥5%的進行標識。美國實行自愿標識制度。

　　我國 《農業轉基因生物安全管理條例》 規定，在我國境內銷售列入農業轉基因生物目錄的轉基因作物，應當由生產單位、分裝單位和經營個人負責設置明顯的轉基因標識，標識應當載明產品中含有轉基因成分的主要原料名稱，未標識的，不得銷售。經營單位和個人收到轉基因生物貨物和產品時，應當對其標識進行核對，拆開原包裝進行銷售的，應當重新標識;有特殊銷售范圍要求的，還應當載明銷售范圍，并在指定范圍內銷售;凡是列入標識管理目錄并用于銷售的農業轉基因生物，即使最終產品檢測不出轉基因成分，都必須進行標識。

　　4 公眾對轉基因的顧慮

　　4.1 公眾對轉基因品種的誤解。隨著人們健康意識的提高，認為紫色的東西營養成分更高，于是市場上就出現了紫薯、紫土豆、紫山藥、紫甘藍，有些人就以為這些都是通過轉基因得來的，實際上都不是，目前我國市場上銷售的紫薯、彩椒和圣女果等都是自然界中原來就有的，只是比較稀有，后來經過大量繁殖現在才得以出現在人們的餐桌上，有的是人類對野生植物進行栽培和馴化得來的，有些是從國外引進的，只是之前數量少沒有廣泛推廣而已。

　　4.2 國外是否食用轉基因食品。國際農業生物技術應用服務組織報告顯示，2018 年全球有 44 個國家進口了轉基因農產品及其制品。2020 年 3 月，美國食品藥品監督管理局(FDA)官網發布的信息顯示，美國市場上四分之三以上的食品含有轉基因成分，種類和品牌超過 3 000 個，如果加上凝乳酶等轉基因微生物來源的食品，美國轉基因來源的食品已超過了 5 000 種。歐盟和日本也在大量進口和消費轉基因農產品，年均轉基因產品進口量接近 2 000 萬噸。

　　5 轉基因技術的發展展望

　　農業的增產與否受多種因素影響，應用轉基因抗蟲、抗除草劑等品種不但能減少害蟲和雜草危害，減少產量損失，同時也加快了少耕或免耕栽培技術的推廣，顯著促進了農業的增產增效[2] 。進入二十一世紀以來，全球轉基因產業化應用發展迅速，就單一轉基因農作物種植面積占種植總面積的比例而言，全世界轉基因大豆比例最高，占 78%;其次是棉花，占 64%;玉米、油菜分別占 33%、 24%。在世界上，美國轉基因農作物種植面積所占種植總面積的比例是最高的，第二名至第七名依次是：巴西、阿根廷、加拿大、印度、巴拉圭、巴基斯坦、中國。

　　中國作為農業生產大國，農業在我國經濟中占據著舉足輕重的地位，在掌握農業轉基因技術上必須擁有自主成果。為此，2008 年國務院批準設立了轉基因育種重大專項，經過十多年的不懈努力，我國科研人員獲得 1 000 多項轉基因技術相關專利，取得了抗蟲抗除草劑轉基因作物等一批重大科研成果。轉基因并不是什么讓人亡族絕種的毒藥，科學家們正是希望通過推廣這些轉基因技術，為食品安全、環境保護及對資源更加有效的利用，提供一劑良藥。