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轉基因生物技術在爭議中前行

發布時間:2016-04-21來源:浙大新聞辦作者:許智宏25294


    講座人:許智宏,教授,博士生導師,中國科學院院士、第三世界科學院院士;曾任中國科學院副院長、北京大學校長;曾獲中國科學院自然科學一等獎、國家自然科學三等獎等獎項。
    
    
糧食現狀及挑戰
    
    
中國老話講“民以食為天”。根據最新遙感數據顯示,中國的農田僅占全球9%,淡水資源占全球6%,卻要為約占世界人口18%的近14億人提供足夠的食品。而經過多年的努力,我國主要農作物生產基本保障了我國糧食與食品的安全。據統計,我國在過去50多年中糧食總產量和單位面積產量均增加了5倍,糧食總產量已連增12年,2014年達到6.07億噸,這是很不容易的。
    
    
隨著生活水平的提高,居民的食品結構已經發生很大的變化,人們對水果、禽類、奶類、魚、食用油的需求快速增長。1995年這種需求的圖像出現“拐點”。我們每天消費的糧食在明顯下降,但是消耗的魚、肉、蛋、奶、水果飛快上漲。并且,在過去30多年中大多數年份我國是食物進口國,進口食品已經成為我國消費者的重要食品來源。其中,進口最多的油料種子,尤其是大豆。此外,玉米、高粱、大麥、木薯、棉花等的進口增長也很快。
    
    為了解決糧食問題,農業部提出了新的思路。其中一個路徑就是馬鈴薯主糧化。馬鈴薯塊莖是一種營養價值很高的食物,是一種相當節水的作物,在中國發展馬鈴薯生產有相當大的潛力。但是由于傳統習慣,大多數中國人沒有把馬鈴薯當作主食。事實上,中國是全世界最大的馬鈴薯生產國。農業部的出發點是馬鈴薯的種植對土地要求不高,可以以此減輕糧食作物的生產壓力。然而,傳統習慣讓這種想法行不通,除非把馬鈴薯的加工技術提高。馬鈴薯粉可以像小麥面粉那樣做成饅頭和面條。據說,北京現在已經有約200家供應馬鈴薯饅頭的銷售點,其中饅頭內的馬鈴薯成分達30%。
    
    
當前,中國人口繼續緩慢增長,預計2020年達到14億。隨著生活水平不斷提高,對食品的需求將繼續增長,我國已經由原來的糧食出口國變為進口國,糧食自足率已經突破了原定95%的黃線。油料、棉花生產的現狀更不容樂觀。隨著食品結構的變化,對動物性食物需求持續快速增長,對飼料糧的需求估計將達到2億噸,約占現有糧食產量的45%。隨著城鎮化的迅速發展,優質可耕地面積會進一步減少,農村年輕農民大批移居城鎮地區,使農村的土地和人力成本不斷提高。而為了提高農作物的產量,我們過度使用化肥和農藥,嚴重污染了水體和土壤環境,也提高了農業生產的成本。
    
    
其他對農業生產影響較大的因素是全球變暖。許多農業經濟學家通過大量模型得出全球變暖將造成糧食大幅減產。有研究表明,水稻生長季節夜溫每升高1度,將導致水稻減產10%。這都引起了科學界很大的關注。
    
    
總之,未來10到15年中,中國的糧食與生態環境安全形勢將更趨嚴峻。所以,中共十八屆五中全會公報提出:“大力推進農業現代化,加快轉變農業發展方式,走產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的農業現代化道路。”農業發展是中國發展永恒的主題。因此,建議可以利用國際市場,適當進口,但不能依賴進口,正如習近平總書記所指出的“中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手上”。
    
    
轉基因和轉基因食品
    
    
鄧小平同志非常有遠見,在1988年就提出:“將來農業問題的出路,最終要由生物工程來解決,要靠尖端技術。”生物技術從那時起就開始作為國家技術革命的重要組成部分。中國是比較早的重視農業生物工程的國家。農業生物工程是以轉基因技術為核心,融入了分子標記、細胞工程、雜交選育等技術手段,是現代農業科技創新與產業化的重要領域。
    
    
上個世紀八十年代中期,中國的棉鈴蟲災害嚴重,導致河北一些棉花產區絕收。棉鈴蟲對農藥已經產生了很強的抗藥性。所以,必須在種子上想辦法。這樣,轉基因技術進入了農業。中國農業種植作物每年由于病蟲害損失達百分之十。使用轉基因的種子,例如水稻、玉米和煙葉,可以有效地抗蟲、抗病。這樣做既保證了農業生產,又可以減少環境污染。
    
    
實際上,轉基因在大自然中一直存在,是可以自然發生的,今天我們見到的物種也是經過億萬年“物競天擇”演化而來的。我們吃的大部分農作物都是人類長期進行人工育種、轉基因的結果。野生的玉米根本不像我們現在吃的玉米,它是經過長期的選育成為了全世界三大谷物中最重要的谷種。西紅柿、大米從野生到栽培都經歷了這樣的過程。
    
    
許多媒體都在問我們吃的圣女果是轉基因的嗎?其實不是,野生的醋栗番茄比我們吃的圣女果還要小。在野生醋栗番茄被人類馴化為栽培番茄過程中,果實大了100倍,也只不過是幾個基因的改變。土豆原產于南美洲,野生土豆不規則,像生姜,在馴化過程中,塊莖增加了幾十倍,形狀更加規則,便于食用。在西雙版納、印度有野生黃瓜,果實為橢圓形,特別苦,經過人類長期的選育、栽培,黃瓜失去苦味,果實變為長條形。人類通過無意的基因操作選擇了人類所需要的基因。
    
    
生物進化的重要原因之一,就是在種屬內外,甚至不同物種間基因的水平轉移,不斷打破原有的種群隔離。甘薯是比較典型的天然轉基因作物??茖W家們在研究的291個樣品中,都發現了農桿菌T-DNA的序列,表明這是在甘薯進化過程中曾被農桿菌侵染而轉入的,并在隨后的自然選擇中保留了下來?,F在科學家在進行的轉基因研究,比起自然轉基因,具有更強的針對性、精準性和科學性,實驗室的長期研究實際上就起到了人工的“物競天擇”的作用。
    
    
近幾年,我國基因組編輯有了長足的進步,大大促進了農作物生物育種的發展。由于這些年的努力,我國已經初步建成獨立完整的生物育種研發體系,包括基因克隆、遺傳轉化、品種選育、安全評價、產品開發、應用推廣等各個環節在內的轉基因育種科技創新和產業發展體系,中國的轉基因作物研究開發的整體水平已經領先發展中國家,但是與發達國家還有較大差距。但是重要基因的自主知識產權和核心技術如棉花、水稻、玉米等轉基因作物的基礎研究和應用有著自己的優勢和特色。
    
    
現在,網上被誤傳為轉基因的作物品種有很多,比如圣女果、胡蘿卜、玉米、小黃瓜、小南瓜、彩椒、紫紅薯等,實際上這些都不是,這是自然界早就存在的。實際上,我國市場上可能含有轉基因作物成分的食物只有番木瓜、大豆油、油菜籽油。但是美國就更多了。有人看到美國超市很少見到轉基因食品的標識,因此就認為美國人不吃轉基因食品。實際上,美國有相關規定,凡經過科學論證,并經政府審批通過的轉基因食品等同于非轉基因食品,無須進行強制性標記。這樣,企業就基本不標注了。實際上,美國市場上可能含有轉基因作物成分的食品遠遠多于中國,包括了面包、巧克力、薯片、酸奶、奶酪、番茄醬、蛋糕等等。就在2015年11月,美國食品藥品監管局確認了轉基因三文魚的食品安全性及有效性,正式批準其上市了。
    
    
轉基因管理
    
    
如同許多新興技術一樣,轉基因技術濫用與誤用的預防、轉基因技術發展過程中的潛在風險問題,特別是生物物種間基因轉移是否具有風險問題也為各方面高度關注。國際食品法典委員會、國際經濟合作與發展組織、聯合國糧農組織、世界衛生組織等國際組織都制定了轉基因生物安全風險評價指南。對轉基因生物實施安全管理是各國普遍的做法。因國情不同,農業、環境與生物多樣性亦有不同,許多國家均根據國際組織指南要求,結合本國利益需求制定了相關法規。
    
    
轉基因生物技術的風險分析主要關注三點:一個是風險評估,第二是風險交流,還有一個是風險管理。特別要強調的是,“風險”并非現實的、已經存在的危害或危險,而是指某一特定環境下,某一特定時間段內,某種事故或損失發生的可能性。我國已建成與國際接軌的評價與管理法規體系。我們參照了經濟與社會發展組織、國際食品法典等國際組織指南相關要求。在管理模式上綜合借鑒了歐盟和美國的做法:既針對技術又針對產品,力求在嚴格管理、確保轉基因生物安全與積極鼓勵研究、穩步推進應用之間達成平衡;在制度設計上則強調符合國際慣例、適用我國國情、維護國家利益?,F已基本建成規范的轉基因生物安全法律法規、技術規程和管理體系。多年來堅持科學評估、依法管理,積累了大量經驗,為轉基因生物育種發展和轉基因生物安全提供了切實保障。
    
    
我們的管理對象是很嚴格的。利用基因工程技術改變基因組構成,用于農業生產或者農產品加工的動物、植物、微生物檢測產品都在管理范圍內。轉基因作物管理流程也非常嚴格,在實驗室評估許可的基礎上,要通過安全評價得到安全證書,經過品種鑒定得到品種證書,通過種子生產許可得到種子生產證書,通過種子經營許可獲得種子經營證書,通過生產加工許可得到生產加工證書。其中,安全評價主要是三個方面:分子特征、食品安全、環境安全,其中很關鍵的是食品安全性評價。以水稻為例,包括營養學、毒理學、致敏性等方面的評價。對環境安全性評價,要考慮基因漂移、雜草化、對非靶標生物的影響、對生態系統的影響、靶標生物的抗性等。
    
    
我們的安全證書發放比較有限。截至目前,共批準發放7種作物安全證書,包括耐儲存番茄、抗蟲棉花、改變花色矮牽牛、抗病辣椒、抗病番木瓜、抗蟲水稻、轉植酸酶玉米。進口的轉基因食品同樣要經過進口申報程序。
    
    
科學家的社會責任是轉基因生物安全的重要保障??茖W家從事科學研究的過程中,必須遵循共同的道德和倫理準則,包括保護研究對象、保護環境、安全性研究等,以確??茖W的良性發展??茖W家必須以負責任的態度,參與決策、提供咨詢、科學傳播,亦有責任向公眾普及科學知識,提升公眾對科學的認知,弘揚科學精神,以及理性對待科學技術發展中的不確定性。
    
    
生物進化的重要原因之一在于種屬內外、甚至不同物種間基因的水平轉移,不斷打破原有的種群隔離。典型事例:原始光合細菌葉綠體基因向高等植物的水平轉移;根癌農桿菌侵染植物。所以,轉基因育種不僅能實現種內基因轉移,而且能進行物種間的基因轉移,不過是通過與傳統育種不同的方法對作物進行更有預見性和準確性的定向改造,順應并加快了生物進化的進程。
    
    
國內外大規模應用已20年,每年億萬公頃土地種植轉基因作物,數億噸轉基因產品進入國際市場,數十億人群使用轉基因食品,尚未發現任何有真正科學證據的安全問題。經過嚴格科學評價和管理,人們當初擔心的某些風險問題已經澄清并得到有效控制。實踐證明:經過科學評估、依法審批的轉基因作物是安全的,它的風險是可以預防和控制的。國際權威組織,包括國際衛生組織、聯合國糧農組織、經濟合作與發展組織、歐洲食品安全局等,都有明確的表態,經過批準上市的轉基因作物都是安全的。
    
    
我國是世界上率先研究農作物生物育種的國家之一,轉基因作物種植面積一度居國際前列,轉基因抗蟲棉作為生物育種創新的成功事例曾在國內外產生了廣泛影響。但是,由于在“轉基因安全”問題上受到諸多復雜因素的影響和牽制,近年我國農作物生物育種的產業化進程減慢了。2012年以來,除棉花以外我國沒有一個重要轉基因農作物研究成果被批準產業化。近年我國在重要轉基因作物產業化推進上停滯不前,結果不僅在發展水平上與美國的差距重新拉大,而且發展速度已落后到巴西、印度等發展中國家之后。
    
    
習近平總書記指出,“要大膽創新研究,占領轉基因技術制高點,不能把轉基因農產品市場都讓外國大公司占領了”。我國轉基因生物育種發展正處在關鍵時刻。如果我們陷入“安全”之爭而止步不前,就將失去發展的難得機遇,我國積多年努力形成的研發優勢將會得而復失,結果不僅會讓生物育種發展與市場受制于人,我國經濟社會發展也將受到嚴重影響。只要堅定不移推進實施《轉基因生物新品種培育》重大科技專項,大力推動產業發展,一定能如當年開發抗蟲棉一樣,不僅能夠與國外公司抗衡,搶占市場發展先機,而且能夠搶占技術制高點,引領我國種業創新和科研水平的提升,加快農業發展方式的轉變。
    
    幾個認識誤區
    
    
1.美國人不吃轉基因食品嗎?
    
    
美國轉基因玉米除大量出口以爭奪國際市場外,也廣泛用于能源、醫藥、飼料和食品加工。據美國農業部統計,2010-2011年度美國國內玉米用量為2.85億噸,其中3514萬噸(占總量的12.3%)用作食品加工原料(食用淀粉、糖漿、快餐、軟飲料、玉米油等),其中大都來自轉基因抗蟲和抗除草劑玉米。大家熟知、更為普遍生產和使用的轉基因大豆,美國的人均消費量約是中國的兩倍??梢娚镉N產品被美國公眾廣泛接受并對經濟發展產生了重大影響。
    
    
2.BT殺蟲蛋白對人體有毒嗎?
    
    
蟲子吃了抗蟲轉基因水稻會死,人吃了為什么沒事?這其中的秘密在于抗蟲轉基因水稻中的Bt蛋白是高度專一的殺蟲蛋白,只能與鱗翅目害蟲腸道上皮細胞的特異性受體結合,引起害蟲腸麻痹而死,而人類腸道細胞沒有該蛋白的結合位點,所以人吃了是安全的、無害的。
    
    
3.歐洲人對轉基因食品“零容忍”嗎?
    
    
相對來說,歐洲對轉基因還是比較保守的。但即使這樣,2015年,5個歐盟國家允許種植轉基因玉米,28個國家批準轉基因產品進口加工飼料和食品。歐洲的標識閾值是0.9%,即轉基因含量低于0.9%就不用標記,而我們國家是零容忍,只要有,法律規定就必須標記。日本是5%,中國臺灣是10%,不同的國家和地區標準是不同的。
    
    
4.轉基因作物會“破壞免疫系統”嗎?
    
    
以前有一種說法,耗子吃了轉基因的馬鈴薯,免疫力下降。后來證明,那個實驗是不可靠的。英國在1999年就否定了這個結果。中國社科院查詢了國際上8000多篇轉基因論文,只有幾篇是持反對意見的,而這些論文的實驗設計大多是有問題的。還有人說,廣西大學生進行體檢,發現男同學的精子數目下降。原因是他們吃了轉基因的玉米。廣西壯族自治區副主席陳章良宣布,廣西從未進口過轉基因玉米,沒有向大學供應這類糧食的可能。體檢結果與轉基因無關。其實,一個基本的事實是,二戰以后全球男性精子數目出現了下降的情況。有人分析,可能與環境污染,尤其是塑化劑污染有關。
    
    
5.轉基因育種違背了生物進化的自然規律嗎?
    
    
生物進化“物競天擇,適者生存”。生物通過遺傳、變異、在生存斗爭和自然選擇中,由簡單到復雜,由低等到高等,不斷發展變化。自然界打破生殖隔離、進行物種間基因轉移的現象古往今來普遍存在,現在仍悄悄發生,只不過我們平時沒有覺察,多數人不了解而已。今天我們種植的絕大部分作物已經不是自然進化而生的野生種,而是經過千百年人工選育改造,即不斷打破生物間生殖隔離、轉移基因創造的新品種和新物種。如袁隆平培育的雜交水稻、李振聲培育的高產抗病小麥,分別將親緣關系較遠的野生種或遠緣種的優良基因轉移到作物,即打破了作物種間生殖隔離。
    
    

    (根據2016年4月14日許智宏在浙大“求是大講堂”的演講錄音整理,未經本人審閱。 整理人:沈梁燕 王心怡)

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