作者:洪蔚 来源:科学时报 发布时间:2010-6-11 9:13:48
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陈晓亚院士:转基因技术是科学造福人类重要体现
 
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。


6月10日,陈晓亚作题为《转基因技术的研究与应用》的主题报告。新华社供图

 
“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。”
 
《科学时报》 (2010-6-11 A1 要闻)
 
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