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1.抗性育種。抗性育種包括抗病、抗蟲和抗逆性作物的培育。
(1)抗病性。1986年華盛頓大學Powell通過基因工程技術首次將煙草花葉病毒(TMV)外殼蛋白(CP)基因轉入煙草,培育出了能穩定遺傳的抗病毒植株。
(2)抗蟲性。目前,廣泛應用的植物抗蟲基因是從蘇云金芽孢桿菌中分離出來的一種毒蛋白基因——Bt基因。至1997年初,在80種已經批準或即將批準的商品化轉基因作物中,有21種是轉Bt基因作物,其中以玉米、馬鈴薯、棉花為主。我國種植的轉基因抗蟲棉,在完全不噴殺蟲劑情況下,單產仍高于噴撒2—3次殺蟲劑的國產棉,顯示出了控制棉鈴蟲的極好前景。
(3)抗逆性??鼓嫘园钩輨?、抗寒、抗旱、抗熱等。2000年全球抗除草劑作物種植面積占全球轉基因作物的74%。據日本《農業技術》報道:日本北海道生物研究所將小麥過氧化氫酶用電擊法導入水稻(尤加拉、松馬埃)中,培育成耐低溫水稻,與正常水稻相比,過氧化氫酶活性在25。C時約提高4.5倍,在5。C時約提高1.5倍。
2.改善植物品質。這方面的工作主要是通過基因轉移改變植物中氨基酸、蛋白質含量等品質特性以及一些材料的加工性能。英國.Zeneca公司和London大學研究小組培育出了總胡
蘿卜素和番茄紅素含量極高的番茄,這種番茄對預防癌癥有良好作。
二、轉基因技術在醫學上的應用
1.利用轉基因植物生產疫苗。1992年,Arntzen等人首先提出了用轉基因植物生產醫用疫苗的思路,促成了轉基因植物疫苗研究的興起。近10年來,以Arntzen研究小組為代表的多個研究組相繼在煙草、馬鈴薯、苜蓿等植物中成功表達了乙肝病毒表面抗原、大腸桿菌毒素B亞基、霍亂毒素B亞基、諾瓦克病毒衣殼蛋白等,并證實植物表達的抗原可以引發人和動物的免疫反應。
2.利用轉基因動植物生產其他生物藥。轉基因植物可表達多種蛋白如腦啡呔、&干擾素、人血清蛋白以及兩種最昂貴藥物即葡糖腦苷脂酶和粒細胞一巨噬細胞群刺激因子等。
3.基因治療。它是指通過轉基因技術糾正某些基因缺陷引起的遺傳病。
三、轉基因作物的安全性
轉基因作物(geneticallymodifiedcorps)是指利用重組DNA技術導人了克隆的優良目的基因并在其中進行表達,從而獲得新的性狀的作物。同傳統雜交育種方式相比,這一技術克服了植物有性雜交的限制,基因交流的范圍無限擴大,可將細菌、病毒、動物、人類、遠緣植物甚至人工合成的基因導人植物,其應用前景十分廣闊。
1.轉基因作物的環境安全性
(1)轉基因作物本身可能演變為農田雜草植物在獲得某種特定基因可能會增強其生存競爭性,在生長勢、越冬性、耐受性、種子產量等方面強于非轉基因植物。若被推廣種植,釋放到自然環境中的機會特別大,將會迅速地成為新的優勢種群,進而演變成農田雜草。
(2)基因漂流影響其他物種。轉基因作物中的一些抗除草劑、殺蟲劑和病毒的抗性基因通過花粉雜交等途徑向其同種或近緣野生種轉移,從而產生出一些可抗除草劑、殺蟲劑和病毒的所謂“超級雜草,造成不可估量的農業損失和生態災難。另外,自然界存在植物病毒的重組現象,隨著抗病毒轉基因作物的大面積推廣有可能產生侵染力、致病力更強的“超級病毒”,從而造成更大的危害。
(3)可能對非目標生物造成危害,影響生物的多樣性。植物在引入抗蟲或抗病基因后,往往具有較強的“選擇優勢”,大量的轉基因作物進入自然生態系統中,造成生物數量劇減,甚至會使原有物種滅絕。美國康奈爾大學Losey等發現,轉基因Bt玉米花粉能導致非目標害蟲黑麥金斑蝶(DanausplexippusL.)幼蟲死亡。
2.轉基因作物的食品安全性。
(1)毒性問題。關于轉基因食品的毒性問題,目前只有一些相關的實驗報道,尚無人體的研究報告。蘇格蘭Rowett研究院的Putsai博士曾聲稱培育出了帶凝集素(Lectin)基因的改良馬鈴薯,但是這種馬鈴薯能夠破壞老鼠的肝臟和免疫系統。
(2)過敏反應問題。在自然條件下存在許多過敏源。在基因工程中如果將控制過敏源形成的基因轉入新的植物中,則會對過敏人群造成不利的影響。美國的PioneerHi—Bred種子公司把巴西堅果中的2S清蛋白基因轉入大豆,以使大豆的含硫氨基酸增加,結果對巴西果過敏的人就對轉基因大豆產生了過敏反應。
(3)營養問題。一些研究人員認為,外來基因會以一種人們目前尚不甚了解的方式破壞食物中的營養成分,降低食品的營養價值,引起營養失衡。美國倫更毒性中心的實驗報告指出,與一般大豆相比,耐除草劑的轉基因大豆中,防癌的成分異黃酮減少了。
(4)對抗生素的抵抗作用??股乜剐曰蚴悄壳稗D基因植物食品中常用的標記基因。但抗生素標記基因對人體的健康是否會造成不利的影響,例如是否會水平轉移到腸道微生物或上皮細胞,從而降低抗生素在臨床治療中的有效性,一直受到人們的關注。
參考文獻:
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[2]楊淑培.我國培育成功抗卷葉病毒轉基因馬鈴薯.生物技術通報,2001,151(2):51
1.1轉基因作物與傳統作物的共存(Coexistence)迄今為止,無論是意大利中央政府還是各大區關于轉基因作物與傳統作物都沒有共存規則方面的法。關于這一主題的立法之爭,在意大利已經持續了7年之久,目前,是各大區負責制定有關共存規則的農業政策。2012年4月,意大利大區委員會(代表意大利的2O個大區和2個自治省)要求農業部援引保護條款,禁止在意大利種植歐盟認可的轉基l六j生物技術作物,這是各大區第二次呼吁農業部傘面暫緩種植轉基因生物技術作物。第二次請求源于意大利前環境部長克里尼(Clini)的一次訪談。Clini在訪談中,公開支持轉基因生物技術以及歐盟的“選擇性退”提議。歐盟提議,允許各成員同自己決定是否種植歐盟批準的轉基因生物技術作物。意大利大區請求意大利農業部援引保護條款禁止在意大利使用和銷售轉基因作物,目的是保護意大利的有機作物種植和地理標識。然而,請求中并沒有提供任何新的或另外的科學證據來表明歐盟批準的轉基因作物對人類健康或環境存在的風險,只是表達了各大區和自治省對轉基岡作物的一致反對態度。大請求意大利農業部修訂2003年的224號法令(該法令執行歐盟的18/2001號法令),以使各大區能對共存法規的頒布全面負責。
1.2轉基因種子意大利對傳統土地上偶然出現的轉基因種子持“零容忍”態度。意大利農業部通過登記注冊來管理同家的種子品種,并對傳統土地上偶然出現的轉基因種子負責。2001年4月24日頒布的212號法令使歐盟的98/95號法令正式生效,授權意農業部來管理種子的種植,并確定了對待轉基因種子的總體原則,即要采取一切適當措施來阻止轉基因種子與傳統種子接觸。從技術角度來看,對轉基因技術一64一作物的“容忍度”實際上為0.049%,或者說是可檢測到的最小值。
1.3動物飼料中的低水平存在(LLP)2011年2月,歐盟27個成員圍通過『_所謂的“技術解決方案”,允許在動物飼料中m現少量未經批準的轉基因作物。在經過兩次投票推遲后,形成了一個多數贊成的關于低水平存在(LLP)的新規則。新的LLP政策,意味著歐盟委員會允許在動物飼料中含有不超過0.1%的未經批準的轉基因成分。與以前的“零容忍”做法相比,這是一個重大改變。盡管意大利起初不支持這一“技術解決方案”,不過最終還是投了贊成票,這是為了應對歐盟各成員國進口檢驗方法一致性的要求。
1.4轉基因技術的謹慎釋放意大利通過2003年的334號法令來執行歐盟的18/2001號法令,該法令將轉基因材料的釋放權由意大利衛生部轉到環境部。此外,該法令讓多個部門共同負責新的生物技術事件:生部、勞動部、農業部、經濟發展部、教育部以及跨部門評估委員會(由環境部領導,成員由其他各部委代表組成)。2003年的334號法令還賦予了超越各部委之上的自治能力:當評估發現轉基因作物對人類和動物健康或者環境有新風險時,就可以啟動應急法案,臨時限制或者禁止將其投放市場、使用或銷售,或者禁止在產品中包含該轉基因成分。此外,意大利334號法令還指定環境部對生物技術釋放與傳統的高質量產品的兼容性進行特別關注。意大利生物技術行業認為這一條款與歐盟的立法是相悖的,因為,歐盟的立法對于生物技術作物與傳統產品之間的不兼容性問題不作任何確認。而在意大利,這卻是一個極為敏感的問題,認為應保護傳統的“高質量”產品,使其免受轉基因生物技術產品的“污染”。
1.5田間試驗和轉基因作物研究意大利是歐洲最先進行轉基因作物實驗的國家之一。因此,許多公共和私人研究項日都是與各種作物有關的,如,橄欖油、葡萄、櫻桃和草莓等,國家級此類研究項目就達250多個。然而,隨著有關轉基因生物技術作物及作物實驗政治辯論的逐漸惡化,意大利對轉基因作物研究和培育的承諾也大大減弱,對農業轉基因生物技術的公共和私人研究資助也被逐漸縮減到零,目前,在意大利沒有進行轉基因作物田問試驗。2001年,意大利農業部頒布法令,禁止進行農業轉基因生物技術試驗。然而,隨后意大利不得不重新審視歐盟關于向環境中謹慎釋放轉基因作物的18/2001號法令。2005年,意大利農業部進一步頒布法令,要求評估轉基因作物實驗種植的風險,并要求各大區找出那些已經進行了轉基因作物田間試驗的作物和地點。鑒于這項法令,一些大區在2008年批準對9種作物(柑橘、獼猴桃、草莓、櫻桃、玉米、橄欖、茄子、西紅柿和葡萄)進行轉基因作物田間實驗。盡管如此,農業部卻從未實施一項法令來對試驗場所進行授權,因為沒有制定共存規則。此外,許多大區和省宣稱自己是“非轉基因”的,這進一步阻礙了開展新研究和種植的范圍。
1.6可追溯性和標簽法規的實施2004年4月,意大利實施了可追溯性和標簽法規。然而,從那時起,零售食品幾乎都沒有被貼上轉基因產品標簽,因為食品零售部門不愿意支持那些可能被認為是反消費者的生物技術政策。2011年,綠色和平組織將矛頭指向一家生產種子油的公司,因為發現該公司在超市銷售的某些產品標識中含有轉基因大豆生產的油。該組織呼吁消費者抵制這種產品,并在購買產品之前仔細閱讀標簽。然而,這未必意味著在意大利沒有轉基因食品消費。在經過多年的否認之后,大多數媒體甚至反生物技術團體都意識到,意大利最典型的保護原產地名稱(PDO)的產品,包括帕馬森乳酪、格拉納帕達諾奶酪以及帕爾馬火腿,都來自于被密集喂食了轉基因豆粕的動物。意大利是大豆和豆粕的凈進口國,而這又是動物飼料的主要成分。據業內統計,意大利進口的豆粕中,80%~90%是轉基因的,主要從阿根廷和巴西進口。
1.7轉基因生物技術產品的市場接受情況在意大利,幾個有影響力的非政府組織(NGOs)和游說團體出頭反對在意大利國內發展轉基因生物技術,這對政治家和消費者產生了強烈影響。幾個主要的農民組織在支持轉基因生物技術方面產生了分歧:意大利全國農業種植者協會(Coldiretti)和意大利農民聯合會(CIA)對轉基因生物技術一直持強烈反對態度;而意大利農業聯合會(Confagricoltura)則強調,意大利農業部門需要進行創新和轉基因生物技術研究,并呼吁找到更為合理的方法??磥?,意大利必須在基因革命、“意大利制造”以及作為一個領先的有機作物生產國之間尋求平衡。至于食品零售部門,意大利生物技術國家政策的不確定性和輿論的強烈反對大大影響了連鎖超市的營銷策略,這使得一些品牌一貫將自己標注為“非轉基因”產品。歐盟2010年的一份生物技術報告(Eurobarometer)顯示,意大利人并未看到轉基因食品的好處,相反,認為轉基因食品是不安全的,甚至是有害的。這也解釋了為什么支持發展轉基因食品的意大利人通常所占比例較低(只占20%)。此外,公眾對用于食品生產的動物克隆持強烈保留態度,意大利人看不到這門科學帶來的好處。輿論普遍認為,不應鼓勵食品生產中的動物克隆。
2意大利做法對我國的啟示
2.1歐盟對轉基因技術所持態度歐盟對轉基因技術一直持保守態度。轉基因作物要在歐盟國家種植或上市,需要經過一系列嚴格審批程序,并對市場上的轉基因產品實施溯源管理和強制標識制度。一旦獲得批準,相關轉基因作物或產品將獲得為期10年的授權有效期。到期后,如想延期,歐洲食品安全局將展開新一輪的安全風險評估。目前,歐盟只批準了兩種可種植的轉基因作物,分別是美國孟山都公司的MON810玉米和德國巴斯夫公司的Amflora土豆。盡管獲得了歐盟的批準,但歐盟的多個成員國仍禁種轉基因作物。當前,禁種轉基因作物的國家有9個,除意大利外,其他還包括奧地利、法國、德國、匈牙利、盧森堡、希臘、保加利亞和波蘭“。
從19世紀細胞學說的出現,到基因論的創立,再到1953年Waston和Crick研究出DNA雙螺旋結構,1972年Jackson和Bery開啟重組DNA技術的先河,人類從此掌握了一項按自己意愿設計和建構生物體的關鍵技術,或用來創造的生物品種,或用來診斷,治療疾病。1982年Palmiter等人首次采用成功地將人的生長激素基因,導入小鼠受精卵的“細胞核”中,并獲得整合及表達這個外源DNA的超級基因“碩鼠”。此后,按照注射法培育轉基因小鼠的思路和技術路線,轉基因兔、轉基因綿羊、轉基因豬、轉基因魚、轉基因雞等相繼問世?,F在,轉基因動物研究正在全球形成一個前所未有的熱潮。
1983年,世界利用轉基因技術獲得的第一例轉基因植物轉基因煙草問世。1986年,抗蟲和抗除草劑的轉基因棉花首次進入田間試驗。隨后,轉基因馬鈴薯、西紅柿、油菜、楊樹等植物相繼問世,轉基因作物得到迅速發展。因此,轉基因技術的發展與應用將會給農業、工業、醫療、環保產業帶來一場革命,會產生巨大的經濟效益;同時,轉基因技術的發展與應用也可能對人類社會和環境造成一定的危害,轉基因技術及其產品的安全性成為人們關注的焦點。
1.2 全球轉基因食品發展概況
1、轉基因食品與傳統食品的比較分析
轉基因食品是現代生物技術的產物。它是利用現代分子生物學技術,將某些生物的基因轉移到其他物種中去,改造它們的遺傳物質,使其在性狀、營養品質消費品質等方面向人們所需要的目標轉變。這種以轉基因生物為食物或為加工原料加工生產出的產品就是轉基因食品。以轉基因作物直接為食品有轉基因番茄、轉基因甜椒,等等;以轉基因作物作為原料加工出來的食品如利用轉基因大豆生產的豆奶、利用轉基因大豆生產的色拉油等等。轉基因食品具有成本低、產量高,“抗草、抗蟲、抗逆境”、品質與營養價值高、保鮮性能增強等特點。
轉基因食品與傳統食品相比較有一定的差別。傳統食品是通過自然選擇或人為的雜交育種來進行。雖然轉基因技術與傳統的以及新進發展的亞種雜交技術相比,在基本原則上并無實質差別。但生產轉基因食品的轉基因技術著眼于從分子水平上,進行基因操作,因而它更加精細,嚴密和具有更高的可控制性。人們可以利用現代生物技術改變生物的遺傳性狀,并且可以創造自然界中不存在的新物種。比如可以殺死害蟲的食品植物,抗除草劑的食品植物和可以產生人體疫苗的食品植物等。而且,轉基因食品中可以含有來自很遠物種的基因,即利用轉基因技術將跨物種的基因轉入轉基因食品中,這在自然狀況下是很難實現的。例如,西紅柿含有魚的基因,小米中含有蝎子的基因,豬肉中含有人的基因,這在自然狀態下或用傳統的雜交技術只能是神話,但轉基因技術卻將它變為現實。
但是,轉基因技術也存在許多問題。第一,轉基因技術和基因工程發展的時間較短,有許多不確定因素和許多問題沒有解決。例如,轉入基因的表達率很低,經常發生基因沉默。基因表達不穩定,轉入基因容易發生突變。第二,人們對轉入基因在目標生物體的作用機制缺乏了解。例如,將魚的基因轉入到番茄中去,魚的基因在番茄中發揮特定的功能外,它對整個番茄的作用機制有什么改變,我們知之甚少。第三,人們對基因工程引起的生物安全問題還沒有統一的認識和結論。各國對其看法不一,學者、公眾更是眾說紛紜。
2、全球轉基因食品的發展概況
自第一例轉基因番茄商業化種植以來,轉基因作物種植始終保持兩位數的增長。1996―2010年的15年間,轉基因作物種植由最初的170萬公頃增長到1.48 億公頃,約占世界15億公頃農田的10%,面積擴大了87倍。從品種來看,轉基因大豆、轉基因玉米、轉基因棉花和轉基因油菜是四大作物:2010年,轉基因大豆種植面積為7330萬公頃,約占全球轉基因作物種植面積的50%;其次是轉基因玉米,大約種植了4680萬公頃,約占全球轉基因作物種植面積的31%;轉基因棉花為2100萬公頃,約占14%;轉基因油菜為700萬公頃,約占5%。種植轉基因作物的國家已由1996 年的6個上升到2010年的29個,超過100公頃的有10個國家。
3、轉基因食品在中國的發展現狀
農業部曾經批準過的在國內市場出售的轉基因食品有:玉米、棉花、番茄、大豆、油菜,木瓜、甜菜、甜椒、線辣椒、大米;農業部10號令要求市場出售時應該標志含有轉基因或由轉基因作物加工而來的產品為:玉米類、棉花籽、番茄類、大豆類、油菜籽類;2009年前中國允許國內種植的轉基因作物有:棉花,甜椒,番茄,木瓜。2010年中國允許種植的轉基因作物增加了水稻和玉米兩種。中國年國產大豆1600萬噸左右,2010年進口5480萬噸左右,若按國外進口大豆77%為轉基因計算,國內市場粗略計59.6%的大豆和大豆制品為轉基因食品。油菜籽國內年產量1260萬噸,從加拿大進口320萬噸,加拿大國內轉基因油菜比例77%,則粗略計國內油菜籽和油菜籽油轉基因比例為15.6%。目前主要可能接觸的轉基因食品為:食用油,木瓜;未來主要接觸的轉基因食品增加了大米和轉基因玉米喂養的牲畜。
2 轉基因食品的倫理問題梳理
2.1 轉基因食品是自然的還是非自然的倫理爭議
這是一個內在的倫理問題,自然和生態系統都具有整體性,轉基因作物/轉基因食品對生態整體性的影響將是一個突出的問題。一旦自然的整體性被打破,人類可能面臨滅頂之災。而且,人類對自然的干預要遵循自然本身進化的規律。當代人對轉基因食品是自然的還是非自然的問題是“仁者見仁,智者見智”。
對理解DNA作出了卓越貢獻的E?查理伽夫說道:“我們有權利為了滿足少數科學家的求知欲望而不可逆地抵制億萬年自然進化的智慧嗎?未來將會詛咒我們。”加州科技學院生物系主任,基因工程的倡導者之一羅伯特?辛西默也說:“在為了我們的目的而開發設計一種新的生命形式的時候,我們需要有一種對生命的基本責任感嗎,我們真的要將我們未來的進化掌握在自己手里嗎?對于科學家來講,這是一件非常反常的事?!?/p>
那么,自然和非自然的界限是什么,轉入一個基因到一個物種中去,難道就是不自然的?人們對此提出了一些問題:自然的本質是什么.其實,我們很難明確、清晰地回答這些問題,只能做一些模棱兩可的回答。例如,需要尊重自然規律,不要人為的打破自然界物種的界限,要追求人類和自然的和諧。用道家的話說,就是遵循“道”,用儒家的話說,就是“天人合一”。在科學技術大行其道的今天,人類不干預自然是不可能的。我們反對的是過分過分干預自然,反對那種違背生物進化的規律、破壞自然整體性的干預自然。
2.2 轉基因食品的安全性問題的倫理爭議
安全性問題是轉基因食品倫理問題的核心,經過轉基因技術改造過的轉基因食品是否安全,是否會對人體健康造成危害,轉基因食品的食品安全性的倫理爭論歸納起來主要有以下幾個方面:轉基因食品是否含有毒素,轉基因食品是否含有過敏原,轉基因食品中的抗生素抗性標識基因是否有危險,人體攝取轉基因食品有何長期效應,有關轉基因食品的安全性問題主要有兩種觀點。
支持轉基因食品安全的理由是:(1)轉基因食品進入市場以來,人們還沒有發現一例危害人體健康的例子,因此它不會對人類健康產生危害。(2)經過嚴格把關,轉基因食品中不會含有毒素。(3)轉基因食品中含過敏原的可能性極小,概率
認為轉基因食品不安全的可能理由是:(1)轉基因食品將一些動物的基因甚至人的基因轉入到目標生物體中,打破了自然界的物種界限和生物進化的規律,可能破壞自然的完整性和統一性,有潛在的危險。(2)轉基因食品出現的時間不長,人們對它缺乏了解,轉基因食品有許多不確定因素,現在得出轉基因食品安全的結論還為時過早。(3)許多不良食品事件反映了一些科學家、政府管理者和企業對消費者的身體健康不是非常地負責任,他們可能更看重的是商業利益而不是消費者的身體健康,人們對他們缺乏信任。(4)雖然過敏原與毒素含量少,但是,對某一特定的人群來說,含量很少的過敏原或毒素也可能對他們有不良的后果。(5)轉入特定的基因或一味地增強作物的某種性能,可能打破食品中的營養平衡,對人體健康不利。
2.3 人體實驗問題的倫理爭議
人體實驗問題主要是考慮對人體健康的安全,即食品的安全性?,F在轉基因食品的食品安全性的一個棘手的問題也是非常重要的問題就是轉基因食品對人類健康的影響。轉基因食品是否應該進行人體實驗在轉基因食品進入市場前,是否應該對它進行人體實驗,主要觀點有兩種:
一種觀點是在轉基因食品進入市場前,不應該對它進行人體實驗。有些科學家、生產商與銷售商就持這種觀點。理由如下:(1)轉基因食品是安全的,不應該對安全的食品進行人體實驗。(2)轉基因食品是食品,而不是藥品,只有藥品才做人體實驗。(3)對轉基因食品進行人體實驗影響它的商業化進程,使人類不能盡早享受轉基因食品帶來的利益,而且還會增加它的成本,轉基因食品的價格提高,增加消費者的負擔,影響消費者的利益。(4)轉基因食品的人體實驗比新藥的臨床實驗復雜得多,實際操作起來非常困難。
另一種觀點是在轉基因食品進入市場之前,應該對它進行人體實驗,更多的人持這種觀點。理由是:(1)既然轉基因食品可能有潛在危害,應該在其進入市場之前進行人體實驗,以便得出轉基因食品對人體健康影響的結果,再決定是否實行轉基因食品商品化生產而將其推向市場,充分保護廣大消費者的利益尤其是人體健康不受傷害。(2)轉基因食品是一種新產品,與傳統的自然產品有重要區別,在進入市場前進行人體實驗,以便檢測它的毒性、過敏性、抗性標識基因的抗性,檢測它的致病性、致癌性,這同新藥進入市場之前需要進行動物實驗與臨床試驗一樣重要。(3)人體實驗是確定轉基因食品對人類健康長期影響的重要手段。現在轉基因食品的食品安全性的一個關鍵問題是它對人類健康的長期影響。
2.4 標識問題和知情選擇問題的倫理爭議
是否應該對轉基因食品進行標識,大多數國家、許多科學家、廣大消費者對轉基因食品的標識沒有什么異議。他們認為,轉基因食品存在潛在風險,有可能危害人類健康,應該對轉基因食品進行標識,供消費者自主選擇。一方面,轉基因食品的標識是對消費者自主選擇權的一種尊重,是尊重他人的一種表現,符合尊重他人的倫理原則。不對轉基因食品進行標識就是不尊重消費者的權利,無視消費者的利益,就會傷害消費者的感情。另一方面,轉基因食品的標識也符合國際慣例。我國于2002年3月20日起實施農業部頒發的《農業轉基因生物標識管理辦法》,根據其頒布的“管理辦法”,凡是列入標識管理目錄并銷售的農業轉基因生物應當進行標識,未標識和不按規定標識的,不得進口或銷售,同時要按危害程度對農業轉基因生物進行分級。
認為應該對轉基因食品進行標識的主要理由是:(1)轉基因食品的標識是為了尊重消費者的知情選擇權。作為消費者,他們有權知道轉基因食品中轉入的基因和各種成分,有權知道轉基因食品里的化學變化可能給人類帶來的累積風險,有權選擇購買和消費轉基因食品還是非轉基因食品,任何個人和單位都要尊重消費者的自主選擇權,都無權干涉他們的自主選擇權。(2)標識轉基因成分可以讓某些消費者回避特定的物質。(3)為了尊重某些特殊群體的宗教信仰和宗教選擇,應該對轉基因食品進行標識。
對轉基因食品的標識問題持反對意見的主要是美國的食品與藥物管理局(FDA)和轉基因食品的生產者與銷售者。他們認為:(1)轉基因食品與傳統食品一樣安全,因此也沒必要對它進行標識。傳統的雜交技術生產的食品不要求標識,那么用基因工程生產的轉基因食品也不用標識,因為最終產品都一樣。(2)如果對安全的轉基因食品進行標識,則會誤導消費者,實際向消費者暗示轉基因食品不安全。(3)實行標識制度會增加轉基因食品成本,增加消費者的負擔。(4)轉基因食品標識會使發展良好的轉基因農業處于危險之中。
顯而易見,出于遵循對消費者的誠實信用原則,應該對轉基因食品實行強制性標識制度。第一,對轉基因食品實行強制性標識制度,將轉基因食品和非轉基因食品區分開來,是對消費者自主選擇權的一種尊重,符合倫理學原則與消費者的要求。第二,轉基因技術本身還很不成熟,存在許多不確定性因素,轉基因食品可能有潛在危險,有可能對消費者的健康帶來危害。為了保護消費者的利益與身體健康,應該對轉基因食品進行標識,以便消費者在權衡各種利弊的基礎上進行自主選擇。第三,世界上許多國家是由不同民族與不同信仰的人構成,為了尊重他們各自的信仰與風俗習慣,應該對轉基因食品進行標識。第四,在商業利益的驅動下,為了防止轉基因食品的生產者與銷售者利用轉基因食品謀取暴利,對轉基因食品進行標識,規范他們的行為,也便于管理和追究違規的個人或單位的責任。
2.5 商業化問題的倫理爭議
轉基因食品的商業化是指:轉基因食品由研究、開發、應用到推向市場,供人們選擇消費的一種過程。在轉基因食品的許多因素不確定的情況下,在轉基因食品的許多問題都沒有得到解決的情況下,一些科學家、許多生物技術公司鼓吹轉基因食品的好處,有意掩蓋它的風險,要求轉基因食品實行大規模的商業化,以解決當代人類的生存矛盾――耕地減少,人口膨脹。他們支持轉基因食品商業化的理由是:(1)轉基因食品的商業化帶來的利益遠遠大于它的風險。(2)轉基因食品的商業化對于解決發展中國家人民的饑餓與貧困問題,給飽受饑餓之苦的人提供更多的食品是對那些反對轉基因食品的人進行有力回擊的一個重要的倫理砝碼。(3)發展中國家利用轉基因食品,發揮后發優勢,縮小同發達國家的貧富差距。(4)技術的應用不可能沒有風險,倫理學阻擋不了技術的發展和應用,倫理學也禁不住轉基因食品的商業化。(5)新一代轉基因產品將為消費者帶來更多好處:營養更豐富、更健康、更美味等。(6)發展中國家只有利用轉基因食品,才能解決人口膨脹和糧食短缺的矛盾;反之,就不能解決當今發展中國家面臨的最主要的生存矛盾之一。
鑒于轉基因技術的發展還很不成熟,轉基因食品還有許多不確定的因素,安全性問題還沒有定論,我國大部分學者認為目前不應該對轉基因食品實行大規模的商業化。其理由如下:(1)從許多研究來看,轉基因作物/轉基因食品對生態環境的負面影響比較明顯。(2)當經濟效益與人類的健康發生矛盾時,人們應該將人類健康擺在第一位,這是SARS給我們留下的深刻教訓,也是國人的一致共識。(3)轉基因食品的商業化將引起嚴重的分配不公,進一步加大發展中國家和發達國家的貧富差距。(4)從目前的供給和需求來看,世界的糧食總量可以養活地球上的人口,而饑餓問題主要是分配不公造成的。(5)轉基因食品的商業化主要是給科學家、生物技術公司帶來巨大利益,銷售者也能夠從中獲得一部分利益;而廣大的消費者不僅不能從中獲益,可能還要承擔人類健康的風險和生態風險。
目前轉基因食品有許多不確定因素,商業化的利弊還很難確定,對轉基因食品應該有一個理性的態度,千萬不能被某些支持者所鼓吹的利益沖昏了頭腦,但也不能被夸大的風險阻止人們前進的步伐。我們既不能對轉基因食品的發展放任自流,也不能因噎廢食;我國對轉基因食品的研究與發展應該采取是“積極、謹慎”的政策,即我國要積極進行轉基因技術和轉基因食品的研究,而對轉基因食品的商業化應該小心謹慎,三思而后行??紤]具體的國情和各方的利益,我國應該對傳統農業、綠色農業和轉基因農業共同發展,不同的地區有所側重,使它們各得其所,相得益彰。轉基因食品的研究與商業化不僅僅是一個科學問題,也是社會、倫理、法律問題,還是經濟、貿易、政治問題。目前,國際上對轉基因食品的爭論頗多,在國際貿易中有關轉基因食品競爭激烈。
3 轉基因食品倫理問題的哲學反思
轉基因食品可能給人類的生存與發展帶來巨大的經濟利益,同時也伴隨著各種風險。為了使轉基因食品更好地造福于人類,這就需要我們對轉基因食品的倫理問題進行反思。面對高新技術的高風險,面對“經濟決定一切”的論調,面對科學技術無孔不入,面對轉基因食品大行其道,面對人類生存與發展的危機,人類的生存方式、發展模式和思維方式都應該進行相應的變革或轉換。人類的危機的實質是一種價值危機和文化危機。時代的病要用改變人類的思維方式和生產方式來治愈。
3.1 技術化生存與人性化生存的統一
隨著基因工程的廣泛應用,人類不僅能夠任意的組合自然界的各種基因,發展各種轉基因食品,通過基因輔助生殖技術創造人,通過基因檢測診斷各種疾病,將來還可能通過基因療法治療各種疑難雜癥,利用克隆技術克隆人,人類利用技術真是到了無所不能,無所不為的境地。但是,這些基因技術的廣泛應用不僅潛藏著巨大的風險,而且使人類更加依賴技術,甚至成了技術的奴隸,這只能說是人類使用技術的悲哀。技術在本質上是一種展現,是一種“解蔽”。既是技術本身的展現,也是人性的展現和升華。但是,人在技術的發展過程中,不僅沒有展現技術、升華人性,反而消解和剝奪了人性,使技術走向異化,走向“遮蔽”,使人走向失衡的境地。海德格爾在探尋現代技術中人與技術相關意義上存在的“自由關系”,進而追問技術的本質時,曾將技術的本質歸為“解蔽”。馬克思認為“科學技術是生產力,是革命性的力量”,他對技術持一種樂觀或肯定的態度,但不是盲目樂觀。恩格斯在技術的觀點上,本質上同馬克思一致,恩格斯在《自然辯證法》中對科學技術雙刃劍的作用進行了系統的闡述。因此,我們既要看到轉基因食品對人類生存與發展的正面影響和積極作用,又要充分的認識到它對人類的負面影響和消極作用。換言之,我們對轉基因技術/轉基因食品既不能盲目樂觀,也不能過于悲觀,需要一個科學的認識和理性的態度。
誠然,無論是人們對轉基因食品是自然的還是非自然的倫理爭論,還是人們要求對轉基因食品進行標識,將轉基因食品和非轉基因食品區分開來,供人們自主選擇,都在某種程度上反映了人們想擺脫技術對人的束縛,崇尚自然,追尋自我,追尋理性,反映了人們向往人性化的生存方式。因此,在轉基因技術/轉基因食品面前,技術與人協同進化,彼此相互適應,人要適應技術,技術也要適應人,使技術和人達到有機和諧,實現人類的技術化生存和人性化生存的有機統一,實現人和自然的協調發展。
3.2 不可持續發展方式向可持續發展方式的轉換
在商業利益的驅動下,基因技術不斷突破各種藩籬而被廣泛的應用到許多領域?,F代性所創造的巨大的物質文明和生產力是大家有目共睹的。但是,現代性也引發了諸多的問題,爭論頗多,它受到許多學者的詰難。事實上,現代性首先恐怕還是指一種社會發展觀念,即從近代工業革命以來整個社會發展以工業、技術、經濟作為全部發展動力和目標的文明向度,這一向度把整個人類的發展歸結為人的物質條件的改善,把整個社會發展歸結為運用科學技術征服和改造自然的無限進程,它把人與自身傳統、與自足的精神生活以及與大自然的分離看成進入現代社會的必然環節。
轉基因食品是當代生物技術的產物。由于轉基因食品的研究開發還很不成熟,它們蘊藏著許多不確定性因素。轉基因食品給人類帶來幸福還是災難取決于人類自己。正如有些科學家所說的那樣,在我們甚至不知道我們不知道什么的情況下,就“大談特談”基因工程將給人類帶來巨大的利益,是不是為時過早,人們應該以更加理性的態度對待基因工程,防止陷入人類中心主義的泥淖。面對轉基因食品可能給生態環境帶來毀滅性的破壞,面對轉基因食品可能給人類的生命健康帶來意想不到的危害,我們應該以可持續發展的發展模式和生態中心主義的價值觀念來指導我們的實踐,實現人與自然的和諧發展。那些盲目地認為轉基因食品是人類生存與發展的救星,要求大規模實行轉基因食品的商業化種植,只顧眼前利益,而不顧后代利益,是在吃子孫飯,斷子孫路,最終是不可持續發展。在地球上的人口不斷增長,可耕地面積不斷減少的情況下,轉基因食品為解決地球上的貧困和饑餓問題,為解決人類的生存與發展問題,提供了一個選擇。但是,這個選擇可能是好的,也可能是壞的,這要取決于人類自身。因為貧困和饑餓問題,人類的生存與發展問題不僅僅是一個技術問題,更是一個社會問題,結構問題。科學技術不是萬能的,需要政治、經濟、社會等等方面的支持。在人類以“我是自然的征服者”自居時,自然留給人類的是一串串苦果,人類已經品嘗到技術理性所帶來的苦果威脅到人類的生存。因此,人類必須從歷史的悲劇中吸取教訓,再也不能走“先污染,后治理”的不可持續發展的生存模式,必須走“未雨綢繆,防患于未然”的可持續發展的生存模式,走技術化生存與生態化生存的道路。
3.3 人類思維方式的轉換
番木瓜環斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)是影響番木瓜產業的最重要的一種病毒,由它導致的番木瓜環斑病毒病(Papaya ringspot disease,PRSD)是一種分布最廣、危害最嚴重的番木瓜病害,現已成為制約番木瓜生產的一種世界性的嚴重病害。傳統的一些抗病毒的策略往往收效甚微。隨著植物基因工程的發展,以外殼蛋白基因介導的抗病性研究為防治植物病毒病帶來了新的途徑(郭興啟等,2004,Tougou et al. 2006)。隨著科學技術的發展和對PRSV的深入研究生物論文,以基因工程為主要研究手段的番木瓜抗病毒研究顯示出巨大的潛力。RNA干擾(RNA interference,RNAi)是多種生物體內由雙鏈RNA介導的同源mRNA降解現象。植物體天然的RNAi系統并不能起到完全或較高水平地抵御某種病毒侵染的作用。如果人為地將某種病毒的某一序列設計成雙鏈結構,導入植物體,使之表達可誘發RNAi的雙鏈RNA,通過誘導的RNAi,強化植物體內天然的RNAi抗病毒機制,就有可能獲得較高抗性的轉基因植物。dsRNA介導的抗病性是近來發現并得到廣泛應用的一種有效策略。由于dsRNA介導的抗病性具有一些無可比擬的優點(如單拷貝也能產生高抗的轉基因植株;短片斷的核酸序列也能夠起到高效抗病性;入侵的病毒,其RNA會迅速被降解,不需要轉入的病毒基因表達產生蛋白質產物等),使得這種抗病毒的策略具有廣闊的應用價值(Voinnet,2001)。(此段是根據編輯修改意見而補充的內容)
Eamens et al.(2008)利用大豆矮化病毒(Soybean dwarf virus SDV)CP[微軟用戶1]基因構建的hpRNA轉化大豆胚狀體,轉基因T2代植物仍保持病毒抗性論文參考文獻格式。竺曉平等,(2006)利用馬鈴薯 Y 病毒脈壞死株系外殼蛋白(CP)基因的hpRNA表達載體轉化煙草,正向重復轉基因植株不表現抗病,而反向重復(IR)結構的轉基因植株表現高度抗性。因此,研究CP基因發夾RNA的沉默效果,對于番木瓜的抗病毒研究有著重要的意義。
眾多研究表明:轉CP基因植物的抗病性一般可以得到穩定遺傳生物論文,而且具有較小的潛在危險性,被認為是最有應用潛力的途徑之一。主要原因如下:第一,外殼蛋白基因在轉基因植物中可以得到穩定遺傳;第二,對具有特異性抵抗病毒的能力,對親緣關系較遠的病毒不具有抗性;第三,抗病能力與轉基因植物體內的蛋白產物的表達量成正比。
雖然CP基因介導的抗病性已經獲得了很大的成功,但是仍存在一些問題:一是CP基因介導的抗病性主要表現在病毒侵染的早期,表現在只是延遲發病,當存在高接種量或重復接種時則會破壞其抗性;二是利用CP基因介導的抗病性具有潛在的危險性,因為外殼蛋白對其它病毒的包殼作用可能會導致非蚜傳病毒變為蚜傳病毒(Hammond et al,1980)。因此,研究人員擔心導入的基因可能與植物基因重組導致產生新的病毒。
(此段是根據編輯修改意見而補充的內容)
目前,已成功應用的病毒來源的基因介導的抗性主要包括外殼蛋白基因(Zrachya et al. 2007)、復制酶基因(Sanford et al,1985;Palukaitiset al,1984)、移動蛋白基因和病毒核酸等(龐俊蘭,2002)。同時由于在植物中誘發RNAi沉默過程能有效抵御病毒的入侵,因此構建病毒基因的反向重復結構并將其導入到受體材料中生物論文,能夠獲得高抗該病毒的植株(Waterhouse et al,2002)。
本研究將實驗室已經構建好的含有CP基因的反向重復表達載體進行了模式植物煙草和擬南芥的遺傳轉化,并利用滲透法建立了番木瓜的農桿菌瞬時表達體系。同時對轉化植株進行攻毒實驗,監測轉基因植物的抗病性以及抗病機制。比較PRSV病毒在其寄主植物和非寄主植物上RNAi效應的差異。通過強化植物體的RNAi抗病效應,為培育抗PRSV的番木瓜品種提供理論依據。
1材料與方法
1.1材料和試劑
擬南芥(Arabidopsis thaliana):哥倫比亞0號由華中農業大學胡春根教授提供;煙草(Nicotiana tabacum):k236由華中農業大學陳守文教授提供;番木瓜‘夏威夷’(CaricapapayaL.):;大腸桿菌(Escherichia coli)菌株:DH5α;根癌農桿菌(Agrobacteriumtumefaciens)菌株:GV3101;質粒:pHellsgate12-CPIR(簡稱pHG12-CPIR) (結構如圖1)均由國家果樹脫毒種質資源室內保存中心脫毒研究室提供。轉化pHG12-CPIR的煙草植株由本研究室碩士生王莉轉化,作者進一步通過組織培養繼代培養而成(此句補充后,更準確地解釋材料的來源)。感染番木瓜環斑病毒的番木瓜病葉樣品由廣東省農業科學院果樹研究所提供。
'夷cifulltobacoo and PCR試劑盒購自北京全式金生物技術有限公司,植物RNA提取TrizolReagent購自Invitrogn公司,RT-PCR試劑盒購自北京Bio Dev生物技術有限公司,其他常用試劑為國產分析純。番木番CP基因P5、P4和T2引物序列根據文獻(姜玲等,2008)中測定的序列合成。NPTⅡ基因的引物根據pBI121載體序列合成。ACTIN Nt、ACTINPa和ACTINAt基因的引物根據文獻(代曉燕等,2008)合成(表1)。引物合成由上海生工生物工程技術服務有限公司完成論文參考文獻格式。
圖1.pHellsgate12-CPIR干涉表達載體示意圖
Fig.1.Sketch map of pHellsgate12-CPIRinterference expression vector
表1 應用在本項研究中的PCR引物及序列
Table 1 PCR primers and their sequences usedin this study
基因Gene
引物代號
Primer code
序列 Sequence
(5′to 3′)
CP
P5(+)
atgtccaagaatgaagct
P4(-)
ttagttgcgcatacccaggag
T2(+)
ctcgctagatatgctttcgatttc
NPTⅡ
nptⅡ(+)
ctctgatgccgccgtgttcc
nptⅡ(-)
gcccaatagcagccagtccc
ACTINNt
actinNt(+)
ggtagctccacctgagaggaagt
actinNt(-)
gcctttgcaatccacatctgt
ACTIN Pa
actinPa(+)
ttgattttgagcaggagcttga
actinPa(-)
tgagtgatggctggaagagaac
ACTINAt
actinAt(+)
實驗室主任張涌生病在西安住院,不便于接受采訪。張涌的弟子權富生教授向記者詳細介紹了近些年實驗室的研究進展及其成果。
今年1月23日,張涌及其團隊研究的克隆羊陽陽在過了15歲生日后去世,被做成標本永遠安置于克隆羊基地?!澳秆虻膲勖话闶?到10歲,陽陽已算很高壽的了,因為身份特殊,得到了特殊照顧?!睓喔簧f。
陽陽的特殊,在于她不僅是中國活下來的首例體細胞克隆山羊,在世界上也是第一例。
上篇 克隆羊及其應用
2000年6月22日晚間,西北農林科技大學克隆羊基地,一只白山羊誕下了一只青灰色的山羊。張涌親自替她取名為“陽陽”,希望她能健康成長。
“山羊一般是白色的,青山羊的顏色是灰青色,為了更直觀,所以用了青山羊?!睓喔簧忉屵x擇克隆青山羊的個中緣由。
陽陽并不是基地誕下的首例體細胞克隆山羊,卻是中國、乃至世界活下來的首例,且活成了羊界的壽星佬。
在陽陽出生六天前,基地迎來了第一只克隆山羊的出世。張涌為其取名為“元元”,意即“第一”。不幸的是,三十六小時之后,元元因“肺部發育不全”,加之天氣太熱等原因而死亡。面對逝去的元元,張涌的心如箭穿般地痛。
1956年3月,張涌出生于內蒙古邊陲的和林格爾縣。1981年,他從內蒙古農牧學院獸醫系畢業留校任助教。1984年考進西農大讀研,接著又讀了博士。
“張涌教授天賦高,聰明刻苦。”權富生介紹說,“29歲就已經是教授了?!?/p>
西農大的動物胚胎工程研究始于上世紀70年代,當時,中國家畜產科學開拓者之一的王建辰教授,亦即張涌的博士生導師,敏銳地意識到胚胎移植技術的廣闊發展前景,帶領一批研究人員開始進行胚胎移植試驗。1980年,兩只鮮胚胎移植山羊在這所學校誕生。1984年,西農大建立了山羊胚胎工程實驗室。
張涌一直專注于哺乳動物培育生物工程的理論及技術研究。讀碩士期間,他負責完成的“小鼠胚胎分割方法及同卵雙生試驗”被譽為開創我國哺乳動物胚胎分割成功先例;隨后,他負責完成的“山羊胚胎分割及同卵雙生試驗”,被同行專家鑒定為具有國際先進水平的優秀科研成果。
胚胎分割對現在的碩士生來說,是一個很簡單的實驗,因為可以使用先進的儀器,但在以前則屬于很前沿的一項研究。最具挑戰性的地方在于,胚胎要手工分割。張涌與此相關的碩士論文獲得了省科技進步一等獎。
讀博士期間,張涌主持完成的“小鼠山羊半胚冷凍和凍胚分割試驗”被同行專家鑒定為具有國際領先水平,其博士論文獲陜西省優秀博士論文?!爱敃r還沒有全國優博論文?!睓喔簧f。
1990年,張涌成功培育出了世界上首批7頭胚胎克隆山羊;1995年,他利用胚胎核移植―去掉一卵細胞的細胞核,植入另一受精卵的胚胎核,克隆出45只山羊,形成了當時世界上最大的一群胚胎克隆動物群體。張涌因而被譽為“中國克隆羊之父”。
1996年,西農大畜牧系的種羊場專門劃給了張涌作為哺乳動物發育生物工程科研基地。2000年,經國務院批準,該基地正式被命名為“中國克隆動物基地”。
克隆,“Clone”的音譯,即復制的意思,屬于“無性繁殖”的一種。后代與前代有著完全相同的遺傳特征。從技術層面講,克隆分為胚胎克隆和體細胞克隆兩個層級。
1997年,克隆綿羊“多莉”面世?!岸嗬颉钡恼Q生,打破了教科書上的“從成年動物的體細胞進行克隆是不可能的”這一教條,使世界生物遺傳技術向前跨進了一大步。
這對張涌來說是一個巨大的刺激。他利用胚胎核移植克隆出山羊后,就開始嘗試用體細胞克隆山羊,但一直沒能成功。
1999年末,張涌從一只山東小青羊耳朵后面取下一塊皮膚,進行單個細胞克隆,待其成熟后將細胞核取出,注入到去核后的卵母細胞中,卵母細胞來自另一只山羊,經培育形成克隆胚胎,并分別移入兩只白母山羊的子宮內。
2000年6月,隨著元元以及陽陽相繼出生,張涌終于登上世界動物克隆技術的制高點。
2001年8月8日,克隆羊陽陽成功誕生了一對龍鳳胎―“歡歡”和“慶慶”,其父親系世界首批胚胎克隆安哥拉山羊,證明體細胞克隆羊、胚胎克隆羊與普通羊一樣具有自然生殖繁衍的功能,這在世界尚屬首例。幾年后,陽陽已是五代同堂了。
據權富生介紹,克隆技術在胚胎育種、優良個體方面有不可比擬的優勢。日常生活中,有些羊主要用于產毛,有的羊是產肉的,有些羊主要是產奶的。應用克隆技術可以把兩種或三種羊的優點集于一種羊身上,克隆出肉好吃、產奶多、又能產毛的羊。
“中國克隆動物基地克隆出不膻的種羊,用以繁殖不膻的體重超過500公斤的肉羊;還克隆出日產奶是其它奶羊幾倍、甚至十幾倍的奶羊。最為神奇的是,該基地在培育高產奶山羊的同時,創造性地在山羊的胚胎中植入人乳基因,繁殖出了能產‘人奶’的山羊?!睓喔簧f。
張涌和他的同事們圍繞兩個世界級“羊”難題開展工作:一是讓更多的克隆羊寶寶誕生,提高克隆動物的成功率;二是讓克隆羊“身價”更高,生產出有重要經濟、營養、醫療價值的轉基因克隆羊。
下篇 挑戰轉基因牛
2015年3月,張涌帶領的課題組成功培育出抗結核病的轉基因牛,其牛奶并不含轉基因成分。
牛結核病是一種慢性傳染病,在世界范圍內廣泛傳播,尤其在亞洲、非洲不發達地區,目前還沒有辦法有效地控制和消除。公開資料顯示,由牛結核分枝桿菌引起的結核病,還是一種人畜共患病,可由動物傳播給人,并在人類之間傳播,對公共衛生也產生嚴重威脅。
相關論文已發表在知名學術期刊PNAS(《美國科學院院刊》)上,論文題目為《TALEN介導插入sp110基因能增加牛對結核病的抗性》。TALEN是進行基因改造的方法之一,能精確地對目標基因進行缺失、插入等突變。與其他方法比,其特點是精確性。
論文稱,該研究將有助于控制和預防牛結核病,研究中建立的方法為其他抗病動物的育種工作提供了前瞻性探索。這是TALEN技術首次應用于?;蚪M的改造。
2004年2月6日凌晨,張涌一直守候在羊圈旁,直到第四代體細胞克隆山羊出生,并為之取名“笑笑”。離開基地不久,張涌便病倒了,被確診為冠心病、大面積心肌梗死。
“治療期間使用了進口溶栓藥,很貴,一針幾十萬,是從一種牛的奶里提取的溶血蛋白?!睓喔簧f:“病愈后的張涌教授,對牛有了濃厚的研究興趣?!?/p>
克隆牛項目是從2006年起步的。
第一個研究項目是克隆培育牛奶含溶血蛋白的牛,但沒進入生產階段。接著克隆一種肉牛,這種肉牛的肉很貴,在香港一公斤100美元,目前克隆?;赜?00多頭。
2009年11月25日,張涌培育的世界第一例轉人防御素基因的克隆奶牛通過剖腹產降生,其牛奶含有人的防御素。據介紹,實驗室將400枚轉基因胚胎移植到200頭黃牛受體,六個月后監測妊娠受體30頭,現獲17頭轉人防御素基因的克隆牛,3頭轉人溶菌霉素基因克隆牛。這項技術的應用前景是,奶牛的奶里含有能將細菌溶解的物質,這樣牛就不會得乳腺炎,可大大減少抗菌素的使用。
轉基因抗病牛的整個培育過程,可以簡單地歸結成三個部分:首先對細胞進行基因改造,在實驗室取一個牛的細胞,將外源抗病基因轉到細胞里;其次,待帶有此基因的細胞發育后,進行分割,將單個細胞放在取了核的卵細胞里;最后,將卵細胞移植到黃牛受體子宮里發育成個體。
抗口蹄疫轉基因克隆牛,是實驗室的另一項研究成果,目前只處于育種材料階段。
“之所以用黃牛做受體,是因為黃牛比奶牛便宜,可以降低實驗成本?!睓喔簧忉尩?。
截至目前,實驗室做的都是一種技術研究。轉基因牛都還沒進入實際應用中,牛奶、牛肉以及牛的排泄物的環境安全等一系列問題處于中試階段?!皩⑥D基因牛的奶、肉給實驗鼠吃,進行對比實驗,觀察老鼠生長的情況,觀察器官、血液變化,如果沒發現變化,說明沒有不利影響,是安全的。實驗動物除了老鼠,還有豬、羊等大型動物?!睓喔簧榻B說,“現在轉基因動物都處于安全隔離階段,即將牛圈在一個地方,不和外界接觸。等確定測試安全之后,才會和非轉基因?;煸谝黄痧B,進入環境釋放階段。”
2015年1月25日,由陜西省科技廳組織河南農業大學張改平院士等全國9名同行專家對張涌主持完成的“牛羊基因定點精確編輯技術研究與應用”項目進行成果鑒定,專家們認為該研究成果達到國際領先水平,對推動抗病基因工程育種和乳腺生物反應器技術的發展,提升我國牛羊業種質創新水平具有重大意義,具有廣闊應用前景。
今年4月,西農大進行的一場“與身邊的科學家面對面”活動中,張涌針對學生們關心的轉基因的安全性進行了科普。
植物轉基因技術將為農業生產帶來一場新的革命,它將為農作物的持續增產和解決全球人炸所造成的糧食危機做出巨大貢獻。但也有人對這一技術持懷疑態度,認為目前人類還不能對它的潛在危險性做出正確的評價。因此,在大規模應用前有必要對轉基因植物的安全性進行更深入的研究和分析。
1 植物轉基因技術的研究意義
轉基因植物是指利用重組DNA技術將克隆的優良目的基因導入植物細胞或組織,并在其中進行表達,從而使植物獲得新的性狀。這一技術克服了植物有性雜交的限制,基因交流的范圍無限擴大,可將從細菌、病毒、動物、人類、遠緣植物甚至人工合成的基因導入植物。轉基因作物可提高農作物產量,減少除草劑、殺蟲劑等農藥的使用量,并節省大量勞動力,因而給人類帶來了巨大的經濟和社會效益。根據農業生物技術應用國際服務組織(ISAAA)的年度報告,2006年,全球轉基因作物的種植面積猛增了1200萬公頃,首次突破了1億公頃大關。轉基因植物產生至今僅20年時間,但其研究和應用得到了非常迅猛的發展。
2 對轉基因植物安全性評價的必要性
從理論上說,轉基因技術和常規雜交育種都是通過優良基因重組獲得新品種的,但常規育種的安全性并未受到人們的質疑。其主要理由是常規育種是模擬自然現象進行的,基因重組和交流的范圍很有限,僅限于種內或近緣種間。并且,在長期的育種實踐中并未發現什么災難性的結果。而轉基因技術則不同,它可以把任何生物甚至人工合成的基因轉入植物。因為這種事件在自然界是不可能發生的,所以人們無法預測將基因轉入一個新的遺傳背景中會產生什么樣的作用,故而對其后果存在著疑慮。而消除這一疑慮的有效途徑就是進行轉基因植物的安全性評價。也就是說要經過合理的試驗設計和嚴密科學的試驗程序,積累足夠的數據。人們根據這些數據可以判斷轉基因植物的田間釋放或大規模商品化生產是否安全。對試驗證明安全的轉基因植物可以正式用于農業生產,而對存在安全隱患的則要加以限制,避免危及人類生存以及破壞生態環境。只有這樣,我們才能揚長避短,充分發揮轉基因技術在農業生產上的巨大應用潛力。
3 轉基因植物安全性評價的主要內容
目前,國際市場上的轉基因食品按照要求必須進行了嚴格審查,證明它們對人類健康無副作用。檢驗不僅在生產國進行,而且聯合國糧農組織和世界衛生組織聯合委員會負責監管。對轉基因植物的安全性評價主要集中在兩個方面,一個是環境安全性,另一個是食品安全性。
3.1轉基因植物的環境安全性
環境安全性評價要回答的核心問題是轉基因植物釋放到田間去是否會將基因轉移到野生植物中,或是否會破壞自然生態環境,打破原有生物種群的動態平衡。
⑴對野生生物的影響:轉基因植物種植推廣后,釋放到自然環境中的機會多。因其具有野生植物缺少的多種抗性,將會迅速成為新的優勢種群,從而影響生態平衡。雖然利用"終止因子技術",以及"化學催化"技術可以限制轉基因植物的擴散,但因此項技術對農業的持續發展等諸多方面影響而受到多方面的關注。
⑵對自然生物類群的影響:出現高抗藥性有害生物。"病毒重組"或"異源包裝"是否會產生新的農作物病原物,自然界存在著植物病毒的重組現象,包括DNA 病毒和RNA 病毒。轉外殼蛋白(CP)基因的抗病毒植物,當有其它病毒侵染時,入侵病毒的核酸有可能被轉基因植物表達的外殼蛋白質包裝,從而改變病毒的寄主范圍,使病毒病防治更加困難。擔心作物中轉入抗蟲或抗病基因后,會加大對某一種害蟲或病原體的選擇壓,使害蟲或病原體加速突變產生抗性,給防治增加麻煩。
3.2轉基因植物的食品安全性
食品安全性也是轉基因植物安全性評價的一個重要方面。如果轉基因植物生產的產品與傳統產品具有實質等同性,則可以認為是安全的。若轉基因植物生產的產品與傳統產品不存在實質等同性,則應進行嚴格的安全性評價。在進行實質等同性評價時,一般需要考慮以下一些主要方面。
⑴有毒物質:必須確保轉入外源基因或基因產物對人畜無毒。如轉Bt殺蟲基因玉米除含有Bt殺蟲蛋白外,與傳統玉米在營養物質含量等方面具有實質等同性。要評價它作為飼料或食品的安全性,則應集中研究Bt蛋白對人畜的安全性。
⑵過敏源:在自然條件下存在著許多過敏源。在基因工程中如果將控制過敏源形成的基因轉入新的植物中,則會對過敏人群造成不利的影響。所以,轉入過敏源基因的植物不能批準商品化。另外還要考慮營養物質和抗營養因子的含量等。
4 總結
植物基因工程食品在解決全球饑餓問題和保障農業的可持續發展方面發揮著舉足輕重的作用,并可通過轉基因能源植物為緩解世界能源危機作出巨大貢獻,盡管與之相伴的轉基因植物安全性問題與公眾態度、貿易中的技術壁壘及倫理、宗教等復雜因素交織為一個科技含量很高的政治、經濟問題,成為了國際、國內普遍關注的焦點和熱點,但轉基因植物輝煌的發展前景是不容置疑的。在研究與開發轉基因產品的同時,理智、客觀、安全地運用轉基因技術,加強其安全性防范的長期應用研究。建立起一整套完善的、既符合國際標準又與我國國情相適應的檢測體系,確保轉基因產品進出口的安全性,讓植物轉基因生物技術成為21 世紀解決健康、環境、資源等重大社會與經濟問題的有效手段。
參考文獻
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Ethical Dilemma and Solution on Genetically Modified Corp
——Talking from the Crisis of the Golden Rice in Hunan Province
YANG Lan-tao1;AN Na2
論文摘要 對轉基因食品的安全性進行了討論,闡述了其對人類的直接影響和對生態系統的影響,并提出對轉基因風險的預防措施。
隨著經濟的發展、生活水平的提高,人們越來越關注食品安全。但是,轉基因食品領域的安全性沒有引起足夠的重視。我國轉基因作物的種植面積居世界第4位,排在美國、阿根廷、加拿大之后,雖然我國已制定了《農業轉基因生物安全管理條例》、《農業轉基因進口安全管理辦法》等相關規定,但處于轉型時期的中國經常有法律法規較為先進而執行不力的現象,更何況在這方面的制度還做得遠遠不夠。轉基因食品的安全問題有其特殊性,因為它較少引起急性中毒而帶來轟動效應,而消費者處于弱勢地位,局限于知識、財力、時間,不可能深入探討這個問題,只能依靠現行漏洞百出的食品安全保障體系,捉襟見肘地應對出現的情況與問題。前些年關于轉基因水稻的那場討論,已暴露出某些學者和官員已成為利益集團的代言人。因此,加強轉基因食品的安全性研究和控制,切實保障消費者的知情權和選擇權是亟待解決的問題。
1對人類的直接影響
轉基因食物對人類本身將帶來一系列直接或潛在的安全影響。
1.1沒有經過長期的安全性研究
轉基因食物從1993年出現到現在僅10多年,改變了人類食品的自然屬性,未經過長期的安全性試驗,沒有人知道轉基因食品是安全的。我們知道許多認為安全的藥物可能數年后才顯示出隱患,食物的效應應更為長期。
1.2減少食物的營養價值或降低食物中重要成分
轉基因食物的主要動機是滿足某種商品價值,如更高的產量、更好看的外表,而食物的某種成分的改變并沒有引起人們的注意。如美國有報道,在具有抗除草劑基因的大豆中,異黃酮類激素等防癌成分減少了。
1.3引起人類過敏反應
轉基因技術會在生物中產生不能預見的變態反應源。如把巴西胡桃的基因移植到黃豆上去,結果卻使一些對胡桃過敏的人在吃黃豆時產生過敏反應。
1.4產生對人類不利的毒素副產品
轉基因作物產生不可預見的生物突變,使原來的毒素水平提高,產生新的毒素或副產品。1999年Losey等試驗發現,在一種植物馬利筋葉片上撒有轉基因Bt玉米花粉后,普羅克西普斑蝶食用葉片減少,長得慢,4d的幼蟲的死亡率變為44%,而對照組(飼喂不撒Bt玉米花粉的葉片)死亡率為0%。轉基因作物產生的殺蟲劑毒素可由根部滲入周圍,但尚不清楚會產生何種影響。
1.5產生抗菌素耐藥性細菌
基因技術采用耐抗菌素(如抗卡那霉素、鏈霉素等)基因來標識轉基因化的農作物,這就意味著農作物帶有耐抗菌素的基因。英國的研究顯示,轉基因作物中的突變基因可能會進入到生物有機體,突變的基因如跨越種群和轉移至細菌,其結果可能會導致新的疾病;如出現無法治療并廣泛傳播的、對生物造成嚴重威脅的疾病,其后果不堪設想。
1.6 直接引起人類急性中毒
有些基因在治病同時可能引起某些人急性中毒效應。如《南方周末》2006年10月19日報道,美國一名病人在接受生物藥品臨床試驗的過程中死亡,導致當時正在進行的12個基因治療項目全面遭禁。后來其他的一些病人也因為新增的基因而患上癌癥,美國食品藥品管理局下令中止此類試驗。
2對生態系統(包括環境)的影響
生態系統是各種動物、植物與環境的一種動態平衡系統,而轉基因食品是人為對特定物種進行干預,改變其性狀,因而也改變了該物種在食物鏈和生態系統中的位置,引起一系列不可預料和復雜的變化。
2.1轉基因技術本身的不足
雖然基因技術發展可以將DNA進行切割,將一異源基因引入另一生物,但不能完全準確地預見作用后產生的新的蛋白質的性狀是否完全吻合我們的要求。
2.2物種多樣性的破壞
基因技術加上商業營銷將使某類作物如超級水稻為某一公司壟斷供應種子,使原來多個品種減少為同一基因的單一品種,當真菌、病毒、蟲害侵襲這種植物時,會發生嚴重的產量減產,也引起生態平衡的變化。
2.3基因的污染
轉基因技術可能使某些基因流入自然界,引起難以預料的影響;基因化的生物、細菌、病毒等進入環境,保存或恢復是不可能的,其較化學或核污染嚴重,危害是不可逆轉的。
2.4引進自然界不存在的新物種
轉基因技術可能使自然界不存在的新物種出現,如超級雜草、超級昆蟲等,可能對地壤、野生近緣種、普通作物、相鄰的植物及環境造成破壞。
2.5環保的影響
有資料證明,基因化的農作物對除草劑具有抵抗力,實際耐用藥量高于正常的3倍,農民知道其對除草劑有抵抗力,會直接或不直接地提高除草劑等化學藥物的使用量。
2.6生態系統的破壞
轉基因技術使某種物種的性狀改變,如A昆蟲以B植物為食物,我們認為改變B植物為轉基因抗蟲植物,提高了B植物產量,但A昆蟲因缺乏食物使蟲的密度大幅下降,引起以A昆蟲為食物的天敵C生物的生存危機,進而引起整個生態平衡的破壞,將來可能暴發某種蟲害大面積流行等。
3對轉基因風險的預防
3.1嚴格控制境外轉基因食品進入
對國外轉基因食品進入我國必須嚴格按照相關程序審批,可以在WTO框架下采取必要的技術、措施進行限制,這方面檢驗檢疫系統應有較大作為空間。
3.2加強國內市場控制
雖然我國農業部已一系列對轉基因食品的管理措施,但是我國國內市場的管理是較為混亂,如轉基因水稻還未批準上市,但有眾多報道轉基因水稻已流入市場。因此,必須完善這方面的法規,嚴格執法,重罰甚至采用刑法嚴懲不法商人,當然這也依賴于整體執法環境的改善。
3.3加強轉基因生物的檢測技術研究
目前國內有眾多機構對轉基因生物的檢測技術進行研究,但食物加工從原料到成品經過多個加工環節,要嚴格區分轉基因成分存在較大困難,可采用以下檢測方法:①檢測轉基因成分所獨有的DNA序列。采用人工檢測或儀器檢測對堿基對進行測定,可精確確定轉基因成分。②采用PCR技術進行檢測?!秶T時報》曾報道,檢驗檢疫科學院采用“親合吸附-PCE Hyb-ELISA”檢測方法,能特異的檢測35S啟動子和Nos終止子核酸系列,這2種核酸系列存在目前已知的絕大部分轉基因成分中。③基因ID法進行檢測。由John B. Fugan于2000年提出的新方法,或采用異酸胍鹽抽提法以避免DNA的降解和污染。④農作物身份識別系統。美國ADM公司稱他們建立了一套農作物身份識別系統,可以保證向國外供應農產品時,不含轉基因作物。
科普教育--學生心目中的社會問題“轉基因”
二、方案背景:
教育根本任務“立德樹人”的具體化是培養學生的核心素養。2017年新版《普通高中生物課程標準》即將下發和執行,生物課程與核心素養的關系,成為了近期研究的熱點。結合目前高中生對待中國近期出現了一系列涉及到轉基因生物及其產品的案件和糾紛,如雀巢轉基因食品標識糾紛 ,美國轉基因大豆進口許可證**等,還有如今沸沸揚揚的轉基因稻米市場化爭議等轉基因社會問題的態度不穩定,歸其原因在于學生對轉基因的認知不夠,因此以轉基因知識為載體的教學研究一方面可以提升高中生對轉基因的認知,另一方面可優化課堂教學,以便在生物教學中培養學生的生物科學素養,達到發展學生核心素養的目的。
三、方案目標:
1、通過本活動的開展,普及了轉基因科學知識,宣傳了國家農業轉基因生物安全管理相關政策法規,科學解答了當前輿論關注的熱點問題,提高了廣大青年學生對農業轉基因技術的認知水平。提升了專業知識,更加了解了轉基因技術,也會用科學的眼光更加理性地看待轉基因技術。
2、提高學生的科技素養,發展學生的科普知識特長,培養合格富有社會責任感的人才;
3、借助青年學生這個活躍群體,向社會發出并傳遞科學、權威的聲音,營造了良好的輿論氛圍。
四、方案所涉及的對象、人數
本方案所涉及的對象主要為我校教師與學生,并邀請縣教育、科技條線的相關領導專家進行指導,共計1000人左右。
五、方案的主體部分
1.活動內容:
a.活動主要以轉基因科普知識手抄報作品展示和了解轉基因十大問題的海報展示的形式進行,并在現場發放農業轉基因生物安全知識的宣傳單。展示的手抄報作品和海報以學生的視角進行了深入淺出的闡述,圖文并茂的版面,將轉基因科普知識躍然紙上?;顒又?,同學們互相談論對轉基因各方面的見解.
b.活動還安排了專家專題講座,從科學層面回答公眾關注的相關轉基因熱點問題,向社會傳遞科學、權威、客觀的信息。
c.填寫調查問卷、現場答疑釋惑、自愿支持簽名等內容。
2.難點、重點、創新點
a、活動資源的尋求和充分利用。
b、活動內容的科學性、合理性和實用性的設計與實施。
c、交流的開放程度空前巨大,引發的社會效應比較突出,立竿見影。對于學生的社會責任感教育意義
3.利用的各類科普教育資源(場所、資料、器材等)
a.構建科普教育交流平臺。
實行“統一領導,條塊結合,形成合力”的原則。由校長掛帥,分管領導負責牽頭,各處室互相支持、協調,成立“轉基因”科普教育領導小組,構建科普教育交流平臺,制定校園“轉基因”科普文化宣傳規劃,保障“轉基因”科普教育項目、崗位、陣地、教師和物資的落實,保證“轉基因”科普教育活動的扎實開展。
b.組建“轉基因”科普教育領導隊伍
加強師生的“轉基因”科普知識宣傳,聘請學有特長、熱愛科普的老師,擔任學校的“轉基因”科普教育輔導員,以點帶面,提高教師科普教育的整體素質;并聘請校外“轉基因”科普界的專家擔任學??萍碱檰柡洼o導員。
c.制定執行“轉基因”科普教育方案
通過“轉基因”科普教育領導小組的共同研究和協商,制定學校“轉基因”科普教育的活動方案:每天一則科普新聞、每周一期科普博覽、每月一份科普信息、每學期各班一期科普黑板報、每學年一次全校性科普知識競賽和每學年一屆科技節。每學期的科普周、科技教育月活動中我們均要開展科普專題講座、參觀訪談、實地考察等教育活動;學校、班級開展以“轉基因”科普教育為主題的板報評比,進行“轉基因”科普教育系列活動,隆重舉行“科普節”,展示師生、學校在“轉基因”方面取得的科普教育成果。
4.活動過程和步驟:
a、準備階段(2018年9月——2018年12月):制定“轉基因”科普教育活動方案,開展基礎性工作。
b、實施階段(2019年1月——2019年6月):組織開展各類“轉基因”科普教育活動,加強“轉基因”科普教育活動與校園文化建設整合的研究。
c、總結階段(2019年7月——2019年10月):匯總成果,邀請相關專家鑒定總結。
5.可能出現的問題及解決預案
主觀上的青少年“轉基因”科普教育專業知識不足和客觀上學校研究重點的變化是本活動開展過程中主要會出現的問題;解決的策略是不斷加強自身的專業學習,提高駕馭青少年科普活動的能力,并多與學校領導溝通,提供好的意見建議,把構建“轉基因”科普特色校園文化作為年度學校科研工作的重點,予以大力支持。
6.預期效果與呈現方式
a、活動報告,“轉基因”科普特色校園文化研究專輯;
b、學生科技人文素質展示及參加各類科技競賽成績,形成科技小論文、小研究成果集錦。
7.效果評價標準與方式
一、生物技術給農業發展帶來機遇
廣義上講,生物技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物,采用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業、醫藥以及環境修復治理中,尤其是70年代基因工程的出現,它能改變、取代物種的基因。
生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外,還有許多經轉入特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面,生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑,這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進角蛋白的形成)能獲得了經遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術在提高農作物產量、質量的同時,有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如,通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力;利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量,減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草,可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質,該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內,進而能提高產毛量。
生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求,因此,它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。
生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護生態環境。
在許多農業生產區,土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據統計,英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外,農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。
生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養分的釋放,從而促進作物生長;真菌也能通過分解有機物質(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能,包括獲得轉基因細菌和真菌,以進一步增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現這個目標。
二、利用生物技術發展農業應注意克服的問題
從經濟角度上講,生物技術帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術公司主要集中在發達國家,發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時,發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生,特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現,這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物,后者在發展中國家是很普遍的,并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時,例如,堅果能引發人體過敏反應,若它的基因被導入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見,轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。
一、生物技術給農業發展帶來機遇
廣義上講,生物技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物,采用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業、醫藥以及環境修復治理中,尤其是70年代基因工程的出現,它能改變、取代物種的基因。
生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外,還有許多經轉入特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面,生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑,這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進角蛋白的形成)能獲得了經遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術在提高農作物產量、質量的同時,有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如,通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力;利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量,減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草,可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質,該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內,進而能提高產毛量。
生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求,因此,它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。
生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護生態環境。
在許多農業生產區,土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據統計,英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外,農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。
生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養分的釋放,從而促進作物生長;真菌也能通過分解有機物質(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能,包括獲得轉基因細菌和真菌,以進一步增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現這個目標。
二、利用生物技術發展農業應注意克服的問題
從經濟角度上講,生物技術帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術公司主要集中在發達國家,發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時,發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生,特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現,這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物,后者在發展中國家是很普遍的,并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時,例如,堅果能引發人體過敏反應,若它的基因被導入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見,轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。