专家说转基因

陈晓亚院士:转基因技术是科学造福人类重要体现
发表时间:2013-11-25 阅读次数:1637次

      什么是转基因技术?转基因生物及产品是否安全?这都是目前大众普遍关心的问题。

      6月10日,在中国科学院第十五次院士大会上,中国科学院院士陈晓亚以《转基因技术的研究与应用》为题作综合学术报告,介绍了转基因技术的发展、应用以及安全问题。

      “在过去几十年里,转基因技术经历了诞生、成长到大规模商业化应用等阶段。”陈晓亚在报告中说,“它在解决人类面临的环境恶化、资源匮乏、效益衰减等问题上发挥了巨大的作用。”

      随着技术进步,其作用必将愈来愈大。他表示,我们要清醒地看到,转基因技术是越来越被广泛应用的一项新技术,是科学造福人类的重要体现。

从基因到转基因

      陈晓亚首先回顾了150年来,基因理论与技术的起步与发展。

      基因是一种遗传因子,是遗传的物质基础。19世纪60年代,奥地利科学家孟德尔在进行了长达12年的植物杂交试验后,于1865年发表了遗传单位是遗传因子的观点。遗传因子,后来被现代遗传学称为“基因”。

     孟德尔在他的理论中提出了遗传学的两个基本规律:基因分离规律、自由组合规律。孟德尔定律为遗传学的诞生和发展奠定了基础。

     继孟德尔之后,上世纪20年代,美国遗传学家摩尔根通过对果蝇的研究,提出基因存在于染色体上,是组成染色体的遗传单位。它能控制遗传性状的发育,也是突变、重组、交换的基本单位。

     1953年沃森和克里克又提出著名的脱氧核糖核酸(DNA)双螺旋结构模型。随着分子生物学和遗传学的发展,这些理论已经被完善为:基因是具有遗传 效应的DNA片断,脱氧核苷酸的排列顺序(碱基序列)决定基因的信息。某种生物的基因组,包含了这种生物的所有基因。

     1990年,多国科学家合作开始了人类基因组测序。到目前为止,已有一批生物的基因组测序完成。

     我国科学家在人类基因组项目中,是重要参与者;在水稻基因组工作中,是主要贡献者。

      谈到转基因技术时,陈晓亚首先介绍了转基因的概念:将外源基因导入到某个生物体基因组中,通过导入基因(转基因)的表达修饰生物体性状,这一技术被称为“转基因技术”,含有转基因的生物体被称为“遗传修饰过的生物体”(GMO)。

      转基因技术,可以追溯到上世纪60年代发展起来的DNA重组技术。科学家以核酸内切酶和连接酶为工具,将DNA分子切开,接入另一段DNA。由于质 粒(通常是一种环状DNA分子)可以进入细菌细胞,科学家将质粒改造后导入大肠杆菌,这就是经典的基因工程。

      植物的转基因主要借助农杆菌的侵染。1983年,两位科学家实现了利用农杆菌为媒介,将基因转入植物体,转基因植物从此诞生。早期农杆菌介导法只适 用于双子叶植物,近年来,水稻、玉米等单子叶植物的基因转化也获得成功。至今已有培育成功的转基因植物35科120多种植物,包括水稻、玉米、棉花、大 豆、番茄、马铃薯、烟草、油菜等重要农作物。

       动物转基因主要通过显微注射法、精子介导的基因转移以及核移植转基因等方法进行。从1980年世界上第一只转基因小鼠诞生到如今,科学家相继培育成 功了转基因兔、绵羊、猪、鱼、昆虫、牛、鸡、山羊、大鼠、小鼠等转基因动物,一些转基因动物在科研、医疗、农业等领域发挥着越来越重要的作用。“转基因技 术的大量应用正在推动着生命科学研究更快地发展”。

       上世纪80年代以来,我国转基因技术发展很快,根据陈晓亚介绍,我国科学家率先于1984年研制出世界上第一批转基因鱼,近年来又培育出生长速度快、饵料转化率高的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”,取得了具有国际领先水平的成果。

从实验室到产业化

      通过转基因技术,人们可以将任何一个特定的基因转入目标生物,有目的地改造或创造某个性状,而不仅仅是在近缘材料(品种)间进行基因交流和选择,从 而极大地提高了生物育种效率。陈晓亚说,一些作物通过转基因产生或增强了抗虫、抗病、耐除草剂、抗逆境、高产、优质等性状。

     上世纪90年代初,棉铃虫在黄河流域和长江流域棉区连续暴发,造成了巨大的经济损失。90年代末,随着转基因抗虫棉开始推广种植,棉铃虫的危害逐年 减轻,同时相邻作物的虫害也有所缓解。2008年,我国转基因抗虫棉种植面积占棉花种植面积的70%以上,国产品种比例由1997年的7%上升到2008 年的93%。

      转基因耐除草剂作物是另一种广泛应用的转基因作物。通过喷洒除草剂,可以抑制田间杂草生长而不影响转基因作物的生长,因此节约了劳动力、减少了水土 流失。2009年,全球耐除草剂大豆的种植面积达6920万公顷,占转基因作物种植面积的52%。耐除草剂玉米、棉花、油菜、苜蓿也都在世界范围广泛种植。

      在抗病方面,转基因技术也发挥了重要作用。20世纪90年代,番木瓜环斑病毒对全世界番木瓜生产造成了毁灭性的影响。美国科学家将病毒的外壳蛋白转入番木瓜后,获得了可以抵抗该病毒的转基因番木瓜,不但提高了产量和品质,还显著减低了生产成本。

      转基因技术在植物代谢工程和品质改良方面也具有重大潜力。例如,瑞士科学家将类胡罗卜素合成的基因转入水稻,培育出富含维生素A的金色大米,显著提高了大米的营养价值。

      陈晓亚说,近些年,转基因作物产业化发展很快。自1996年首次商业化应用以来,转基因作物已在世界范围内广泛种植,并在产量、经济、环境和健康等方面带来了持续、显著的效益。

      据国际农业生物技术应用服务组织统计,1996年至2009年间,转基因作物种植面积增长了80倍,2009年共有25个国家的1400万农户种植 了1.34亿公顷的转基因作物,全球市场价值达105亿美元,使转基因成为农业近代史上利用最快的作物育种技术。

       目前商业化种植的主要转基因作物是大豆、玉米、棉花和油菜等,其中转基因大豆和玉米的种植面积占全球转基因作物种植面积的80%以上。

       我国转基因作物培育和推广工作也发展迅速。自“863”计划实施以来,我国已成功培育了抗虫棉等一批转基因作物。2009年我国转基因作物种植面积 370万公顷,居世界第六位,主要包括棉花、杨树、番茄、番木瓜和甜椒等,其中转基因抗虫棉已发挥出巨大的经济效益和社会效益。

       2009年10月,农业部批准发放了转基因抗虫水稻“华恢1号”及杂交种“Bt汕优63”和转植酸酶基因玉米BVLA430101的生产应用安全证书。这是我国首度为转基因粮食作物颁发安全证书,将有力推动转基因作物新品种培育和推广应用。

转基因生物的安全与展望

       面对转基因作物安全性问题的疑问,陈晓亚在报告中说:“目前还没有任何确凿的证据表明已批准的转基因食品对人畜不安全。”

       然而,他也表示,由于相对于传统的自然食品,转基因食品是新生事物,需要有更加严格的监督管理。目前,各国政府对转基因植物的商品化都制定了严格的 准入制度,对转基因食品更是制定了严格的安全性评价体系,包括相关机构和法律法规等,并对转基因作物的实验室实验、大田实验、产业化申请审批,以及种植过 程中的环境监控和种植产品的安全性检测都作了详细的法律规定,有力而稳妥地推动了转基因技术的推广和应用。

        早在1993年,我国就颁布了《基因工程安全管理办法》,为我国转基因生物安全管理提供了基本框架。2001年,国务院又颁布了《农业转基因生物安全管理条例》,使我国对转基因生物的安全管理更加完善具体。

       该条例对于农业转基因生物研究与试验、生产与加工、进口与出口、经营、监督检查、法律责任等都作了详尽的规定。为更好地落实相关的具体制度,从 2002年3月起,农业部又相继颁布了相关配套规章制度。可以说,我国已经初步建立了转基因作物安全评价制度、进口许可制度、标识管理制度和加工审批制 度,为转基因生物的大规模推广应用奠定了良好基础。

        2010年2月美国《科学》杂志重点关注世界粮食问题,认为转基因技术可能是未来解决世界粮食危机的重要手段,将会在世界粮食安全方面发挥重要作用。

        我国是一个人口大国,逐年增加的人口和逐渐减少的耕地面积对粮食安全问题是一个威胁,在经济发展过程中如何保护生态环境,做到科学发展对我国至关重要。转基因等生物技术是解决我国粮食和环境问题的一个有力手段,已经成为国家的一种战略选择。

       面对目前社会上的一些不安与疑虑,陈晓亚说,对公众来说,基因技术,特别是转基因技术,或许是因为带有神秘色彩,在发展中受到了异乎寻常的质疑。对 每一项新的科学发现或新技术的发展来说,遇到一些质疑是正常的,科学家在推动新技术的发展与部分公众的质疑之间,需要的是高度的重视、冷静的思考、审慎的 判断、耐心的解释,并努力追求真理,努力造福人类。

       他在报告中呼吁,要加大科学传播力度、健全科技传播的体制机制、建立有效可信的科技传播平台,这对提升民众对转基因技术的认知与接受程度,从而进一 步推动转基因技术的发展具有重要意义,做好这项工作需要政府、科学家、媒体之间的通力合作。“作为科技工作者,”陈晓亚说,“我们应该积极主动地推动转基 因技术的健康稳定发展,使其更好地为我国社会经济发展服务。”

Copyright © 2013 上海交大生物转基科普教育基地
地址:上海市闵行区剑川路501号 邮编:200240 电话:021-34204876/34207174 联系人:刘丹阳

技术支持:维程互联

您是第 dreamweaver widget位访客