现在，转基因作物已经成为世界环境和健康的主要议题。并且，它还在迅速分裂着大众的思想阵营：赞同它的人认为科技的进步能大大提高我们的生活水平，而畏惧它的人则认为科学的实践已经走得“太快”了。

 

如今，随着美国《科学》杂志一项重要研究的发表，转基因利弊之辨的钟摆更向收益一方倾斜。这项对历时10年的转基因棉田数据的对比分析研究表明，Bt转基因抗虫棉不仅可抵制棉花中棉铃虫的侵害，而且也使邻近作物免受这种病虫侵害。

 

那么，什么是Bt转基因棉花呢？苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）是自然界中普遍存在的一类细菌，苏云金杆菌中存在一大类杀虫基因。多年的研究已反复证实，这种Bt毒蛋白对人、鸟、鱼类、植物、微生物以及大多数昆虫无害。然而，Bt棉对蛾子和蝴蝶类的幼虫（鳞翅目昆虫）具有高度选择性和致命性，目前已有50多个国家注册并可进行商业买卖。

 

Bt不仅用于转基因棉花，也用于玉米等其他作物。具有杀虫性能的转基因作物已经发展成为世界范围内病虫害管理的一个重要手段，2007年，这种作物在全球的种植面积约为4210万公顷，约占转基因作物种植面积的37%。

 

来自中国农业科学院植物保护所植物病虫害生物学国家重点实验室的吴孔明博士及其同事，把目光集中在对中国农民来说非常严重的害虫——棉铃虫上，通过对中国北方地区6省3800万公顷农田1997~2007年间有关Bt棉的农业数据进行研究分析得出，从1997年到2006年，Bt棉的引入能够显著降低棉花中棉铃虫的卵密度和其他相邻作物中的幼虫密度，而且随着时间的推移呈线性降低趋势。由于幼虫密度的降低，棉铃虫产卵持续时间也相应缩短。

 

吴孔明及其同事指出，这10年，Bt棉不仅可抵制棉花中棉铃虫的侵害，而且也使邻近作物免受病虫害，这可能主要是因为棉花是吸引棉铃虫产卵的主要宿主，而Bt棉通过杀死棉铃虫幼虫减少了棉铃虫的总体数量，从而对其他作物起到了保护作用。除了棉花外，棉铃虫所属的鳞翅类昆虫也威胁着包括水稻在内的很多种作物。

 

中国科学院植物研究所副研究员魏伟针对此项研究结果，强调指出，文章中抗虫棉能够吸引棉铃虫产卵的说法可能需要进一步的实验工作来证实，这一证据也能进一步支持文章的结论。

 

除了进行数据对比，这项研究还考虑了灌溉、日照和天气等影响因素，并排除了它们对研究结论的影响。

 

“此项研究的重要发现是，Bt棉不仅解决了棉花病虫害问题，而且也解决了棉铃虫对周围作物的侵害问题。”吴孔明向记者指出。

 

1997年，我国批准转基因Bt棉商业化生产，到2001年，Bt棉在我国北方地区开始大面积种植，现在种植面积超过了棉花总种植面积的70%。

 

然而，利用Bt棉来控制病虫害将受到严峻的挑战：Bt棉花的髙强度种植导致病虫耐受性逐年提高，这已成为影响Bt棉持续利用的主要因素。害虫在转基因抗虫棉等造成的环境因素的长期胁迫下，有可能通过选择性进化发展出“不怕”抗虫转基因作物的品种，这就是所谓的靶标害虫的抗性进化。在美国，政府要求一定的土地要空出来或者种植别的作物以防止靶标害虫过快地发展出抗性，这被称作避难所。中国没有这样的要求，是因为在中国大部分地区农民们自然拥有多品种间作的习惯。这正如魏伟指出的一样：“此项研究结果在中国这个小农耕作制度下是可能的，因为各家的土地面积都很有限，能够形成镶嵌的种植状态。传统来讲，中国人也会采用间种的方式防止病虫害。”《科学》杂志的高级编辑Pamale J. Hines评论认为，全球各地的农业土地利用方式千差万别，这项来自资源匮乏的中国农村区域的研究见地对其他资源受限的区域将是一堂意义非凡之课。

 

吴孔明表示，尽管Bt棉对自身和相邻作物的棉铃虫侵害具有保护作用，还是应该合理种植Bt棉花，以延缓靶标害虫的抗性进化。不仅要充分考虑温度，降水等环境因素，还要考虑市场需求，合理规划种植模式，如在华北地区，棉花、花生、大豆和玉米进行间作，反对大面积种植单一作物。

 

魏伟说，文章如果能够给出各种作物面积和格局（比如抗虫棉与其他作物面积的大致比例和混种格局等）的概况可能会更好（这一点可能需要引入有关的数学模型进行量化）。当然，如果能够同时提供害虫数量和历年各种作物产量数据，将更有意义。

 

该项研究同时还指出，由于Bt棉对棉花和相邻作物起到保护作用，从而显著降低了杀虫剂的大面积使用，但是一种新的病虫——盲蝽蟓将逐渐演化上升成为棉田的主要害虫。针对害虫在长期的过程中对Bt棉产生的抗性和耐受性问题，接收本刊记者采访时，吴孔明博士说：“在现有研究的基础上，下一步研究的重点主要包括两点：一是要加强对棉铃虫的抗性研究；二是试图寻找另外一种新的基因，来解决盲蝽蟓对作物的侵害。挖掘新的Bt基因，培育不同作用机制的新的抗虫棉花品种，对棉铃虫等靶标害虫的抗性治理具有十分重要的意义。”

 

吴孔明告诉记者：“盲蝽蟓的产生并不是Bt技术引起的，而是由于引进Bt技术，农药的使用量逐渐减少，从而引起盲蝽蟓的数量增加，这个问题有必要澄清。”

 

吴孔明等强调，Bt技术给了中国一种控制虫害的新的工具，在种植Bt棉花地区的所有农民都将感受到其带来的好处。Bt棉的案例研究意味着其他的Bt作物，如Bt水稻、Bt玉米等，可能对中国的农业生产也具有很大的潜力。Bt棉的这一成功会推动中国的遗传改良作物的商业化进程。

 

但是在谈到转基因作物的安全性方面，他指出，“这项技术是一把双刃剑，从科学角度出发，Bt技术是中性的，不能简单地认为‘是因为这项技术而导致环境污染或是生态污染’，关键要看产品的性能；同时政府要设立专项研究，进行安全性评价，不断加以认知和规范化，要从国家长期利益的战略高度，科学规划和实施我国Bt作物商业化发展策略，目前，只有棉花和木瓜已开始商业化生产，其他作物还只是在讨论当中，至少目前我们不要去做Bt玉米等。”吴孔明回答记者提问时讲到。

 

该项研究成果9月19日发表在最新一期的《科学》杂志，文章作者为吴孔明、陆宴辉、封洪强、姜玉英和赵建周。

 

参考文献：Science, 2008, 321, 1676

 

《科学新闻》 (2008年 9月 第2期 科研进展)