我國(guó)轉(zhuǎn)基因棉花的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展前景

我國(guó)轉(zhuǎn)基因棉花的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展前景

20世紀(jì)50年代以來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷改善，世界糧食產(chǎn)量的降低，人均產(chǎn)量和產(chǎn)量的增長(zhǎng)率沒(méi)有每朔日達(dá)到前所未有的。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(簡(jiǎn)稱FAO)統(tǒng)計(jì),到2010年世界糧食產(chǎn)量將超過(guò)23億噸。2050年世界人口將達(dá)到93億,比目前增長(zhǎng)50%。人民的生活水平要繼續(xù)提高,那么到2050年,世界糧食總產(chǎn)量必須至少再增加1倍,因此,世界農(nóng)業(yè)仍將面臨能否滿足人類不斷增長(zhǎng)的糧食需求的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì),1960-2000年,世界3個(gè)主要糧食作物:小麥、水稻、玉米每公頃年均增長(zhǎng)量分別為41、53、64公斤,每年增長(zhǎng)幅度與過(guò)去同期相比大概是1.0%~1.2%。據(jù)Dobermann(2009)數(shù)據(jù),從現(xiàn)在起到2020年,如果在技術(shù)上沒(méi)有大的突破,每年的增長(zhǎng)幅度將會(huì)小于1%;如果在技術(shù)上有所突破,每年的增長(zhǎng)幅度將會(huì)大于1%。如果我們期望到2050年世界糧食生產(chǎn)總量比現(xiàn)在再翻一倍,就要求每年增長(zhǎng)的幅度在1.2%~1.5%之間。因此就需要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究,提高糧食生產(chǎn)中的科學(xué)技術(shù)比重,用各種技術(shù)來(lái)改良我們的作物品種,其中生物技術(shù)是作物品種改良中的主要技術(shù)之一。目前全世界的糧食生產(chǎn)面臨一系列的嚴(yán)峻挑戰(zhàn):近20多年來(lái)各種作物產(chǎn)量均徘徊不前,產(chǎn)量潛力出現(xiàn)瓶頸;作物病蟲危害逐年加重,噴施農(nóng)藥污染環(huán)境,危害人類身體健康;過(guò)量施肥既會(huì)增加農(nóng)民負(fù)擔(dān),又使土壤質(zhì)地惡化,水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化;旱災(zāi)頻繁,水資源短缺;人民生活水平的提高與對(duì)作物品質(zhì)要求的矛盾凸顯。轉(zhuǎn)基因技術(shù)被稱為“人類歷史上應(yīng)用最為迅速的重大技術(shù)之一”,已成為世界各國(guó)增強(qiáng)農(nóng)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的焦點(diǎn)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的核心,在緩解資源約束、保障食物安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、拓展農(nóng)業(yè)功能等方面已顯現(xiàn)出巨大潛力。我們應(yīng)該大力發(fā)展轉(zhuǎn)基因作物,同時(shí)制定嚴(yán)格的轉(zhuǎn)基因生物安全管理規(guī)則和制度,讓轉(zhuǎn)基因作物的技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到充分的發(fā)揮。一、基因轉(zhuǎn)移技術(shù)的總結(jié)1.遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)生物體是由細(xì)胞組成的,細(xì)胞里面有細(xì)胞核,細(xì)胞核里有染色體。染色體上面攜帶著遺傳物質(zhì)DNA。DNA的中文名字是脫氧核糖核酸,DNA就是我們的遺傳物質(zhì)“基因”的載體,基因的本質(zhì)就是一段DNA?；蚩梢酝ㄟ^(guò)控制酶或結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制生物的性狀,從而實(shí)現(xiàn)“種瓜得瓜,種豆得豆”。遺傳物質(zhì)的總和就叫基因組,目前生物學(xué)研究上涉及的“基因組計(jì)劃”、“基因組測(cè)序計(jì)劃”、“后基因組時(shí)代”等熱門詞匯都與生物體的基因組有關(guān)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是將人工分離和修飾過(guò)的基因?qū)氲缴矬w的基因組中,由于導(dǎo)入基因的表達(dá)引起生物體的性狀可遺傳性的修飾,這一技術(shù)稱之為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)也常被稱為遺傳工程、基因工程或遺傳轉(zhuǎn)化。經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)修飾的生物體在報(bào)紙媒體上常被稱為遺傳修飾過(guò)的生物體(GeneticallyModifiedOrganisms,GMO),這種說(shuō)法是不準(zhǔn)確的,因?yàn)楹芏嗌矬w都是遺傳修飾過(guò)的,比如大多數(shù)主要農(nóng)作物,都經(jīng)過(guò)了近萬(wàn)年人工遺傳修飾,修飾的基因數(shù)以千計(jì)。目前,植物的遺傳轉(zhuǎn)化主要有兩種方法,即基因槍法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法。基因槍法是利用火藥爆炸或高壓氣體加速(這一加速設(shè)備被稱為基因槍),將目的基因隨著高速微彈直接送入完整的植物組織和細(xì)胞中,然后通過(guò)細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)篩選出轉(zhuǎn)化細(xì)胞并再生出轉(zhuǎn)基因植株。農(nóng)桿菌是普遍存在于土壤中的一種細(xì)菌,它能在自然條件下感染大多數(shù)雙子葉植物的受傷部位,并誘導(dǎo)產(chǎn)生腫瘤。根癌農(nóng)桿菌中分別含有Ti質(zhì)粒,其上有一段T-DNA,能引起植物產(chǎn)生腫瘤。農(nóng)桿菌通過(guò)侵染植物傷口進(jìn)入細(xì)胞后,可將T-DNA插入到植物基因組中。因此,農(nóng)桿菌是一種天然的植物遺傳轉(zhuǎn)化體系。人們將目的基因插入到經(jīng)過(guò)改造的T-DNA區(qū),借助農(nóng)桿菌感染實(shí)現(xiàn)外源基因向植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與整合,然后通過(guò)細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù),篩選出轉(zhuǎn)化的受體細(xì)胞并再生出轉(zhuǎn)基因植株。農(nóng)桿菌介導(dǎo)法起初只被用于雙子葉植物中,近年來(lái)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化在一些單子葉植物(如水稻)中也得到了廣泛應(yīng)用。除了基因槍法和農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法外,還有一種花粉管通道法?；ǚ酃芡ǖ婪ㄊ俏覈?guó)學(xué)者周光宇于80年代初期提出的,其主要原理是:作物的雌蕊在授粉后,利用微型注射器向花粉管頂端注射含目的基因的DNA溶液,讓外源DNA通過(guò)植物開花、受精過(guò)程中形成的花粉管通道進(jìn)入到子房的胚珠中。隨著受精卵細(xì)胞的不斷分裂,目的基因就有機(jī)會(huì)整合到受體細(xì)胞的基因組中,隨著受精卵的發(fā)育而生長(zhǎng)成為帶轉(zhuǎn)基因的新個(gè)體。2.人工雜交育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)是一脈相承的,其本質(zhì)都是通過(guò)獲得優(yōu)良基因進(jìn)行遺傳改良。我們的祖先自耕種作物以來(lái),就一直在對(duì)作物進(jìn)行遺傳改良,如通過(guò)對(duì)自然突變基因和重組體的選擇與利用來(lái)積累優(yōu)良基因?qū)ψ魑镞M(jìn)行品種改良。所謂育種其實(shí)就是在改變或者獲得新的基因來(lái)利用新的基因,或者希望利用新的基因進(jìn)行重組。近百年來(lái)的動(dòng)植物育種則是采用人工雜交的方法,進(jìn)行優(yōu)良基因的重組和外源基因的導(dǎo)入而實(shí)現(xiàn)遺傳改良。最近幾十年轉(zhuǎn)基因技術(shù)成為品種改良的重要手段,因此轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)在原理和追求的目標(biāo)等方面是一脈相承的。我國(guó)20世紀(jì)70年代進(jìn)行的單倍體培養(yǎng)育種與轉(zhuǎn)基因技術(shù)比較接近,該方法主要應(yīng)用花粉離體培養(yǎng),一方面花粉離體培養(yǎng)可以固定得到的基因組合,另外一方面花粉離體培養(yǎng)的過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生變異,也會(huì)誘導(dǎo)突變。上述方法都是人們尋找新基因或新基因組合的一個(gè)過(guò)程,所以從育種的角度來(lái)說(shuō)是一脈相承的。轉(zhuǎn)基因技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)相比,有兩個(gè)重要的區(qū)別。首先,從基因轉(zhuǎn)移的范圍看,傳統(tǒng)技術(shù)一般只能在生物種內(nèi)個(gè)體間實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移,而轉(zhuǎn)基因技術(shù)所轉(zhuǎn)移的基因則不受生物體間親緣關(guān)系的限制。其次,從基因的轉(zhuǎn)移效率看,傳統(tǒng)的雜交和選擇技術(shù)一般是在生物個(gè)體水平上進(jìn)行,操作對(duì)象是整個(gè)基因組,所轉(zhuǎn)移的是多個(gè)基因,不可能準(zhǔn)確地對(duì)某個(gè)基因進(jìn)行操作和選擇,對(duì)后代的表型預(yù)見(jiàn)性較差;而轉(zhuǎn)基因技術(shù)所操作和轉(zhuǎn)移的一般是經(jīng)過(guò)明確定義的基因,功能清楚,可準(zhǔn)確預(yù)期其后代的表型。二、全球轉(zhuǎn)基因作物種植情況1983年世界上首例轉(zhuǎn)基因煙草問(wèn)世,1986年首批轉(zhuǎn)基因植物被批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn),1994年首例轉(zhuǎn)基因作物——轉(zhuǎn)基因耐儲(chǔ)藏番茄在美國(guó)被批準(zhǔn)投放市場(chǎng),2000年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積達(dá)4420萬(wàn)公頃,2006年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積突破1億公頃,達(dá)1.02億公頃。迄今為止,至少有35個(gè)科120多種轉(zhuǎn)基因植物獲得成功,涉及到的改良性狀主要有抗蟲、抗病、抗除草劑、抗逆境、品質(zhì)改良、生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量潛力等等。據(jù)國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織(ISAAA)的報(bào)告,2008年全球轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積為1.25億公頃,大致相當(dāng)于中國(guó)的全部耕地面積。從種植面積來(lái)看,位居前列的依次為美國(guó)、阿根廷、巴西、印度、加拿大、中國(guó),中國(guó)位居世界第六。2008年有25個(gè)國(guó)家的1330萬(wàn)農(nóng)民種植了轉(zhuǎn)基因作物,其中有900多萬(wàn)是種植轉(zhuǎn)基因棉花的中國(guó)棉農(nóng)。目前種植的轉(zhuǎn)基因作物改良的性狀主要有兩個(gè),即抗除草劑和抗蟲。種植面積較大的轉(zhuǎn)基因作物有四種,依次為轉(zhuǎn)基因的大豆、玉米、棉花和油菜,2008年全球種植的轉(zhuǎn)基因大豆、棉花、玉米、油菜分別占到了相應(yīng)總種植面積的70%、46%、24%和20%。轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。ISAAA報(bào)告表明,2005年全球種植轉(zhuǎn)基因作物的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到50多億美元,1996-2005年累計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到240多億美元。1996-2005年10年間累計(jì)減少殺蟲劑22.4萬(wàn)噸(按活性成分計(jì))。此外,由于種植轉(zhuǎn)基因作物減少了除草劑和農(nóng)藥生產(chǎn)和施用所需的能源以及減少鋤草(免耕)帶來(lái)的作物生產(chǎn)方式的變化,大大減少溫室氣體二氧化碳的排放。據(jù)統(tǒng)計(jì),2005年轉(zhuǎn)基因作物的種植在全球范圍內(nèi)減少了900多萬(wàn)噸二氧化碳排放,相當(dāng)于近400萬(wàn)輛汽車一年的排放量。總的說(shuō)來(lái)推廣轉(zhuǎn)基因作物的效益主要表現(xiàn)在少用殺蟲劑、除草劑;有效地控制害蟲和雜草;免耕、保護(hù)土壤;減少排放;增加食品安全性、有益于健康;提高作物產(chǎn)量;增加農(nóng)民的收入等方面。三、發(fā)展轉(zhuǎn)移作物的重要性1.農(nóng)民不打農(nóng)藥的原因現(xiàn)階段我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要面臨以下一些問(wèn)題:(1)主要作物的病蟲危害逐年加重。2005年我國(guó)主要作物的主要病蟲害危害面積達(dá)到了2250萬(wàn)公頃。據(jù)全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心病蟲害防治專家調(diào)查,2009年我國(guó)小麥條銹病、水稻螟蟲、草地螟、蝗蟲、玉米螟、馬鈴薯晚疫病等主要糧食作物病蟲害偏重發(fā)生,對(duì)糧食增產(chǎn)增收造成嚴(yán)重威脅,糧食作物主要病蟲害累計(jì)防治面積2億多公頃次。水稻上面,稻縱卷葉螟,水稻二化螟,三化螟等害蟲的危害特別嚴(yán)重。湖北省植保站在潛江做過(guò)一個(gè)對(duì)比試驗(yàn),提出了這樣一個(gè)問(wèn)題:即不打農(nóng)藥我們還能收多少糧食?試驗(yàn)的結(jié)論是不打農(nóng)藥的情形之下,我們收獲的糧食只有20%,由此可見(jiàn)病蟲害是非常的嚴(yán)重?，F(xiàn)在農(nóng)民對(duì)付病蟲害唯一的辦法就是打藥,其造成的后果一方面是農(nóng)民打藥的負(fù)擔(dān)加重,另一方面就是農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的破壞非常嚴(yán)重,最直接的后果就是農(nóng)藥殘留超標(biāo)嚴(yán)重危害人們的身體健康;其次農(nóng)藥噴施過(guò)多會(huì)使害蟲產(chǎn)生抗藥性,造成農(nóng)藥的防治效果下降,防治效果下降必然導(dǎo)致農(nóng)民需要噴施更多的農(nóng)藥,更多的農(nóng)藥會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境,農(nóng)藥殘留普遍嚴(yán)重超標(biāo),危害健康,形成惡性循環(huán)。我國(guó)目前使用的農(nóng)藥以殺蟲劑為主,其中高毒農(nóng)藥品種占有相當(dāng)高的比例,許多被禁用的農(nóng)藥依然在使用,這不僅損害環(huán)境,而且增加了在食品中的有害殘留。(2)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過(guò)量使用化肥和農(nóng)藥相當(dāng)普遍,大部分地區(qū)作物生產(chǎn)的施肥量已經(jīng)超過(guò)了土地的承受能力。我國(guó)農(nóng)業(yè)中使用化肥(特別是氮肥)的強(qiáng)度非常大,而肥料的利用率比較低。例如在菲律賓施用1公斤純氮可產(chǎn)15~18公斤稻谷,我國(guó)在1958-1963年每公斤純氮可產(chǎn)15~20公斤稻谷,1981-1983年為每公斤純氮可產(chǎn)9.1公斤稻谷,而我國(guó)現(xiàn)在每公斤純氮僅可產(chǎn)5.0公斤稻谷。我國(guó)的耕地面積不到世界1/10,但是近年來(lái)氮肥的使用量卻占全世界的1/3,按這個(gè)數(shù)字估算,我國(guó)的平均施氮肥水平是世界的5倍。過(guò)量施肥會(huì)造成肥料利用率低、地下水污染、江河湖海的富營(yíng)養(yǎng)化、生產(chǎn)成本高、農(nóng)民負(fù)擔(dān)重、降低作物品質(zhì)等等一系列的問(wèn)題。(3)水資源短缺,旱災(zāi)頻繁。我國(guó)農(nóng)業(yè)耗水約占全國(guó)總耗水量的70%,水稻的用水又占整個(gè)農(nóng)業(yè)耗水的70%,而我國(guó)又是一個(gè)缺水的國(guó)家,人均淡水資源僅為世界平均水平的25%。(4)農(nóng)作物品質(zhì)有待進(jìn)一步提高。近20年來(lái)各種作物產(chǎn)量均呈現(xiàn)徘徊局面,新育出的品種在產(chǎn)量潛力上沒(méi)有大的突破。這些都是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上亟待解決的問(wèn)題。2.少投入、多產(chǎn)出、環(huán)保近年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)家提出了第二次綠色革命,即:“少投入、多產(chǎn)出、保護(hù)環(huán)境”。轉(zhuǎn)基因技術(shù)將在第二次綠色革命的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中起到重要的作用,下面是幾個(gè)轉(zhuǎn)基因作物的例子。我國(guó)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對(duì)農(nóng)作物的影響轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花在我國(guó)已大面積種植,它的推廣大幅度地降低了農(nóng)藥的用量。在1999-2001年的3年中,由于種植抗蟲棉,少施用農(nóng)藥12.3萬(wàn)噸,每公頃的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)3000~4000元。至2008年底,已審定轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種155個(gè),2008年的種植面積為380萬(wàn)公頃,約占全國(guó)植棉總面積的66%,減少化學(xué)農(nóng)藥用量約80余萬(wàn)噸,減量70%~80%,棉農(nóng)增產(chǎn)增收累計(jì)超過(guò)了300億元,棉農(nóng)的農(nóng)藥中毒傷亡事故大大減少。棉鈴蟲的食性較雜,除了棉花外還可以危害玉米、蔬菜等其他農(nóng)作物。因此,人們最初預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的推廣可能會(huì)導(dǎo)致非轉(zhuǎn)基因作物上棉鈴蟲的危害加重。但是,科學(xué)家們經(jīng)過(guò)1997-2006年10年的跟蹤研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)基因棉花可顯著降低棉鈴蟲種群的整體數(shù)量,即轉(zhuǎn)基因棉花的推廣不僅使轉(zhuǎn)基因棉花上的棉鈴蟲減少了,也使其他受棉鈴蟲危害的非轉(zhuǎn)基因作物上的棉鈴蟲數(shù)量減少了。因此,轉(zhuǎn)基因棉花不僅可以保護(hù)棉花不受棉鈴蟲的危害,同時(shí)也還能減輕其他非轉(zhuǎn)基因作物上棉鈴蟲的危害,這是轉(zhuǎn)基因棉花給人們帶來(lái)的一個(gè)意外的“驚喜”。綠色超級(jí)稻抗蟲水稻改良技術(shù)水稻是最重要的糧食作物之一,是世界上超過(guò)一半人口的主食。目前水稻生產(chǎn)上面臨著一系列的問(wèn)題。比如世界人口的不斷增長(zhǎng)和耕地面積的減少對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成持續(xù)壓力;20世紀(jì)90年代以來(lái)水稻單產(chǎn)徘徊不前;生產(chǎn)上日益嚴(yán)重的病蟲害使水稻的產(chǎn)量損失嚴(yán)重;水資源的短缺和頻繁發(fā)生的旱災(zāi)使水稻大幅減產(chǎn)等,同時(shí)過(guò)量使用的農(nóng)藥和化肥還導(dǎo)致了環(huán)境污染和生態(tài)破壞。因此我們提出了開展培育“綠色超級(jí)稻”的戰(zhàn)略構(gòu)想。綠色超級(jí)稻的概念歸納起來(lái)就是16個(gè)字,即“少打農(nóng)藥、少施化肥、節(jié)水抗旱、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)”,采用現(xiàn)代生物技術(shù)和傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合的策略,重點(diǎn)圍繞水稻抗病蟲、抗旱、營(yíng)養(yǎng)高效利用、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)五大重要性狀進(jìn)行改良。中科院農(nóng)業(yè)政策研究中心2003年對(duì)湖北省仙桃市千橋村種植轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻一季中稻進(jìn)行了調(diào)查,其結(jié)果為與傳統(tǒng)水稻相比,種植轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻直接效益為每公頃少投入1200~1425元,間接效益為大大減少打農(nóng)藥中毒、中暑的危險(xiǎn),同時(shí)為老弱病殘戶的收成提供保障。目前轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻已經(jīng)獲得了國(guó)家頒發(fā)的生物安全證書。此外,其他的一些轉(zhuǎn)基因水稻,如轉(zhuǎn)基因營(yíng)養(yǎng)高效利用的水稻以及轉(zhuǎn)基因抗旱水稻的研究也都在進(jìn)行之中。改善維生素a形成的金稻米轉(zhuǎn)基因技術(shù)還應(yīng)用在其他農(nóng)作物上,如延長(zhǎng)儲(chǔ)存期的轉(zhuǎn)基因番茄,這種轉(zhuǎn)基因番茄可以顯著延長(zhǎng)其“貨架期”,是我國(guó)首例批準(zhǔn)上市的轉(zhuǎn)基因作物。有科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育可以改善維生素A缺乏癥的轉(zhuǎn)基因金稻米,一般水稻中不含維生素A,而以水稻為主食的一些貧窮人口由于食物比較單一,容易患維生素A缺乏癥。維生素A缺乏可以導(dǎo)致失明、抵抗力下降以及兒童死亡率上升等一系列健康問(wèn)題,β-胡蘿卜素是維生素A的前體,目前利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育了一種富含β-胡蘿卜素的金稻米,食用這種金稻米可以顯著改善在一些貧窮國(guó)家和地區(qū)流行的維生素A缺乏癥。英國(guó)的科學(xué)家研制了一種可以生產(chǎn)抗性淀粉的轉(zhuǎn)基因小麥,食用這種抗性淀粉可以減低人類患冠狀動(dòng)脈心臟病、某些癌癥和糖尿病的風(fēng)險(xiǎn),促進(jìn)身體健康。以轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育生物質(zhì)源現(xiàn)在作物轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)主要有:無(wú)標(biāo)記轉(zhuǎn)基因技術(shù)(進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)基因作物的安全性風(fēng)險(xiǎn));質(zhì)體轉(zhuǎn)化技術(shù)(轉(zhuǎn)基因不隨花粉傳播);多基因轉(zhuǎn)化技術(shù)(多性狀同步改良);時(shí)空特異性表達(dá)技術(shù)(在食用部分無(wú)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物)以及不需組織培養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)(提高轉(zhuǎn)基因作物培育的效率)等。近年來(lái)以轉(zhuǎn)基因作物(或技術(shù))為原料或基礎(chǔ)開發(fā)出許多新產(chǎn)品以及應(yīng)用到其他一些領(lǐng)域,如以轉(zhuǎn)基因作物作為生物質(zhì)能源的原料來(lái)源之一;以轉(zhuǎn)基因技術(shù)作基礎(chǔ)開發(fā)功能和保健食品,如開發(fā)必需氨基酸含量較傳統(tǒng)作物提高的食品(稻米、玉米等);培育微量元素增加的稻米;利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)富含Omega-3的大豆;利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育具有治理環(huán)境污染的植物(生物抹布)以及應(yīng)用轉(zhuǎn)基因植物作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)抗體等?？傊?我們認(rèn)為轉(zhuǎn)基因作物有著巨大的潛在價(jià)值,即少投入,包括少施化肥,少打農(nóng)藥,少用水、土地、勞動(dòng)力等;多產(chǎn)出,包括高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),農(nóng)產(chǎn)品的多用途以及食品的多樣化等;保護(hù)環(huán)境,減少食品污染,有利于人類健康,減少環(huán)境污染,保障可持續(xù)發(fā)展,維護(hù)生物多樣性。四、第二,立法關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品的規(guī)定轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在全球發(fā)展很快,從1996年開始大面積種植至今已有14年,全世界食用轉(zhuǎn)基因食品的人群超過(guò)數(shù)十億,至今還沒(méi)有關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品不安全的任何證據(jù)。因此,目前國(guó)際上對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論已不是純粹的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,而是包含政治、經(jīng)濟(jì)、倫理等諸多方面因素在內(nèi)的一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題。1.國(guó)外對(duì)轉(zhuǎn)口消化評(píng)價(jià)的實(shí)踐世界各國(guó)非常重視轉(zhuǎn)基因生物安全性的管理,從事轉(zhuǎn)基因研究和開發(fā)的國(guó)家都有比較完善的、以科學(xué)為基礎(chǔ)的管理規(guī)則,這些制度的建立為轉(zhuǎn)基因的研究和健康而有序的開發(fā)產(chǎn)品起到了較好的作用。關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物安全性主要涉及兩個(gè)問(wèn)題,其一是轉(zhuǎn)基因食品是否安全,其二是轉(zhuǎn)基因作物對(duì)生態(tài)環(huán)境是否安全,一般公眾更關(guān)心的是第一個(gè)問(wèn)題即食品安全性的問(wèn)題。1991年經(jīng)合發(fā)展組織對(duì)食品安全性的定義為:如果能合理地肯定,在預(yù)期的條件下消費(fèi)某食品不會(huì)有害,則該食品就被認(rèn)為是安全的。一般而言國(guó)際上廣泛接受與采用的安全性評(píng)價(jià)主要遵循兩個(gè)原則,一個(gè)是實(shí)質(zhì)等同原則(substantialequivalence),即評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因食品安全性的目的,不是要了解該食品的絕對(duì)安全性,而是評(píng)價(jià)它與非轉(zhuǎn)基因的同類食品比較的相對(duì)安全性;另一個(gè)是個(gè)案分析原則(casebycase),即某種轉(zhuǎn)基因作物經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)是安全的,不代表其他轉(zhuǎn)基因作物也是安全的。個(gè)案分析原則要求轉(zhuǎn)基因植物及其產(chǎn)品安全性上市前應(yīng)該按照各自的評(píng)價(jià)方法,對(duì)不同的轉(zhuǎn)化事件采取不同的評(píng)價(jià)方法。比如我國(guó)首例批準(zhǔn)上市的轉(zhuǎn)基因作物——轉(zhuǎn)基因番茄,其轉(zhuǎn)入外源基因的作用是產(chǎn)生反義mRNA部分抑制乙烯形成酶基因的活性,轉(zhuǎn)入的基因本身沒(méi)有可檢測(cè)到的基因產(chǎn)物,在番茄果實(shí)中沒(méi)有任何添加成份,因此它與非轉(zhuǎn)基因的番茄同樣安全。再比如批準(zhǔn)上市的抗病毒植物黃瓜、辣椒等,轉(zhuǎn)入的基因?yàn)橹参锊《镜耐鈿さ鞍谆?由于傳統(tǒng)食品中本身就有植物病毒,人類長(zhǎng)期食用未見(jiàn)不良反應(yīng),因此它與非轉(zhuǎn)基因的植物同樣安全。還有剛剛獲得生物安全證書的轉(zhuǎn)Bt抗蟲水稻,Bt制劑作為生物農(nóng)藥有長(zhǎng)期使用的安全記錄;此外,Bt蛋白的毒殺作用是非常特異的,某一特定的Bt基因只對(duì)某一類昆蟲有毒殺作用,害蟲取食Bt蛋白后,在昆蟲的中腸堿性條件下經(jīng)特殊的酶系統(tǒng)作用,釋放出活性毒素,活性毒素再與昆蟲中腸特異的受體結(jié)合產(chǎn)生毒殺作用,而哺乳動(dòng)物的胃液為強(qiáng)酸性且腸胃中不存在與Bt毒素結(jié)合的受體,Bt蛋白進(jìn)入哺乳動(dòng)物腸胃中后,在胃液的作用下很快(幾秒鐘之內(nèi))就會(huì)全部降解,多年的研究已證實(shí)Bt殺蟲蛋白對(duì)哺乳動(dòng)物、鳥、魚以及非目標(biāo)昆蟲無(wú)害,因此轉(zhuǎn)Bt基因的作物也是安全的。2.主要監(jiān)管機(jī)構(gòu)及責(zé)任美國(guó)政府對(duì)轉(zhuǎn)基因生物的管理相對(duì)開放,監(jiān)控管理的對(duì)象是生物技術(shù)產(chǎn)品,而不是生物技術(shù)本身,強(qiáng)調(diào)以科學(xué)為基礎(chǔ)和以風(fēng)險(xiǎn)為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)和決策。美國(guó)于1986年發(fā)布了一個(gè)協(xié)調(diào)管理框架,根據(jù)已有的管理功能,指定由農(nóng)業(yè)部(USDA)、環(huán)境保護(hù)局(EPA)、食品和藥物管理局(FDA)共同負(fù)責(zé)。農(nóng)業(yè)部負(fù)責(zé)確定轉(zhuǎn)基因植物是否可能會(huì)成為有害生物,即對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境是否會(huì)產(chǎn)生不利影響,管理轉(zhuǎn)基因植物和種子的進(jìn)口、運(yùn)輸和田間試驗(yàn)。環(huán)保局管理轉(zhuǎn)基因植物的環(huán)境安全性,主要監(jiān)管對(duì)象為“植保型”的轉(zhuǎn)基因植物,如抗蟲棉花、抗病毒番茄等。食品和藥物管理局主要負(fù)責(zé)食品及食品成分安全的管理。三個(gè)機(jī)構(gòu)分工明確、各司其職,美國(guó)沒(méi)有增加新的機(jī)構(gòu)就將轉(zhuǎn)基因生物的安全性管理得非常好。美國(guó)的轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)識(shí)采用自愿標(biāo)識(shí)制度,食品和藥物管理局要求食品的標(biāo)簽應(yīng)真實(shí)、不誤導(dǎo),標(biāo)識(shí)應(yīng)提供成分、營(yíng)養(yǎng)組成、可能的過(guò)敏性等信息,不將轉(zhuǎn)基因食品作為一類不同的食品,不要求特別的標(biāo)識(shí)。但美國(guó)食品藥品管理局規(guī)定在轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)食品產(chǎn)生實(shí)質(zhì)改變時(shí),要求對(duì)轉(zhuǎn)基因食品強(qiáng)制標(biāo)識(shí)。3.轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)工作內(nèi)容我國(guó)政府一直非常重視農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全性的管理,1993年國(guó)家科委頒布《基因工程安全管理辦法》,初步建立了轉(zhuǎn)基因生物安全管理框架;1996年農(nóng)業(yè)部頒布《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法》;1997年農(nóng)業(yè)部發(fā)布《關(guān)于貫徹執(zhí)行〈農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理的實(shí)施辦法〉的通知》,同時(shí)成立“農(nóng)業(yè)生物基因工程安全委員會(huì)”和“農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理辦公室”;2001年國(guó)務(wù)院頒布《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》,進(jìn)一步完善了我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因生物的安全管理法規(guī)和制度。歷年所頒布的法規(guī)所管理的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物范圍主要是以下四個(gè)方面:轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物(含種子、種畜禽、水產(chǎn)苗種)和微生物;轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物、微生物產(chǎn)品;轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的直接加工品;含有轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物、微生物或者其產(chǎn)品成分的種子、種畜禽、水產(chǎn)苗種、農(nóng)藥、獸藥、肥料和添加劑等產(chǎn)品。2001年國(guó)務(wù)院頒布《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》中規(guī)定的管理制度包括:農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)制度、轉(zhuǎn)基因種子、種畜禽、水產(chǎn)苗種生產(chǎn)許可證制度,農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物經(jīng)營(yíng)許可證制度,農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識(shí)制度和農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因進(jìn)口管理制度等等。在安全性評(píng)價(jià)時(shí),評(píng)價(jià)過(guò)