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轉基因生物的安全性

毫無疑問,植物轉基因技術將給農業生產帶來壹場新的革命,它將為農作物的持續增產和解決全球人口爆炸帶來的糧食危機做出巨大貢獻。但也有人對這項技術持懷疑態度,認為人類目前無法對其潛在危險做出正確評價。因此,在大規模應用之前,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.為什麽要評價轉基因植物的安全性?

傳統的育種技術是通過近緣植物種內或種間雜交,結合優良性狀,創造出產量更高或品質更好的新品種。這項技術為本世紀農業生產的快速發展做出了巨大貢獻,但其限制因素是基因交換的範圍有限,難以滿足21世紀農業生產持續快速發展的要求。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,並在其中表達,使植物獲得新的性狀。這項技術克服了植物有性雜交的局限性,無限擴大了基因交換的範圍,可以將細菌、病毒、動物、人類、遠緣植物甚至人工合成的基因導入植物,應用前景十分廣闊。例如,將抗草甘膦基因轉移到大豆中,使大豆對這種除草劑產生抗性,從而大大簡化了控制大豆中雜草的措施。這種轉基因大豆於1995年獲得美國環保局批準,並投入大田生產。到2000年,其種植面積已達2580萬公頃,占世界大豆總面積的36%。

從理論上講,轉基因技術和常規雜交育種都是通過優良的基因重組獲得新品種,但常規育種的安全性並未受到質疑。主要原因是常規育種是模擬自然現象進行的,基因重組和交流的範圍非常有限,僅限於種內或近緣物種。而且在長期的育種實踐中也沒有發現災難性的結果。另壹方面,轉基因技術可以將任何生物甚至合成基因轉移到植物中。因為這種事件在自然界不可能發生,人們無法預測將基因轉移到新的遺傳背景中會產生什麽樣的效果,所以對其後果存在懷疑。消除這種疑慮的有效方法是對轉基因植物進行安全性評價。也就是說,需要通過合理的實驗設計和嚴格的科學實驗程序來積累足夠的數據。根據這些數據,人們可以判斷轉基因植物的田間釋放或大規模商業化生產是否安全。經實驗證明安全的轉基因植物可以正式用於農業生產,而存在安全隱患的轉基因植物應受到限制,以免危及人類生存和破壞生態環境。只有這樣,才能充分發揮轉基因技術在農業生產中的巨大應用潛力。

二、轉基因植物安全性評價的主要內容

目前轉基因植物的安全性評價主要集中在兩個方面,壹是環境安全性,二是食品安全性。

(壹)轉基因植物的環境安全性

環境安全評價要回答的核心問題是,將轉基因植物釋放到田間是否會將基因轉移到野生植物中,或者是否會破壞自然生態環境,打破原有生物種群的動態平衡。

轉基因植物進化成農田雜草的可能性:植物獲得新基因後是否會增加生存競爭力,是否比非轉基因植物在生長潛力、越冬、種子產量、生活力等方面更強。如果轉基因植物能夠在自然生態條件下生存,必然會改變自然生物種群,打破生態平衡。從水稻、玉米、棉花、馬鈴薯、亞麻、蘆筍等轉基因植物的田間試驗結果來看,轉基因植物在生長潛力和越冬能力上並不比非轉基因植物強,這意味著大多數轉基因植物的生存競爭力並沒有增加,因此壹般不會演變成農田雜草。

基因漂移到相關野生物種的可能性:在自然生態條件下,壹些栽培植物會與生長在周圍的相關野生物種自然雜交。以便將基因從栽培植物轉移到野生物種中。如果在這些地區種植轉基因植物,轉移的基因可以漂移到野生物種中,並在野生親緣物種中傳播。在評價轉基因植物的安全性時,我們應該從兩個方面考慮這個問題。壹個是轉基因植物的放流區是否有可以與之雜交的相關野生物種。如果沒有,基因漂移就不會發生。如果在加拿大種植轉基因棉花,基因轉移是不可能的,因為沒有相關的野生物種。同樣,在中國,沒有野草,也就不會有基因漂移。還有壹種可能是有親緣關系的野生物種,基因可以從栽培植物轉移到野生物種。這時候就需要分析考慮基因轉移後的效果了。如果是抗除草劑基因,基因漂移後會使野生雜草產生抗性,從而增加雜草控制的難度。尤其是如果多個抗除草劑基因同時轉入壹個野生物種,會帶來災難。但如果將品質相關基因轉入野生物種,由於不能增加野生物種的生存競爭力,影響不大。

對自然生物類群的影響:植物基因工程中使用的許多基因都與抗蟲或抗病有關,其直接作用對象是生物。比如轉Bt殺蟲基因抗蟲棉的目標昆蟲就是棉鈴蟲、紅鈴蟲等植物害蟲。如果大面積、長時間使用,昆蟲可能對抗蟲棉產生適應性或抗性,不僅影響抗蟲棉的應用,還會影響Bt農藥制劑的抗蟲效果。為了解決這個問題,在推廣抗蟲棉時,壹般要求種植壹定比例的非抗蟲棉,以延緩昆蟲的抗性。除了靶標昆蟲,還要考慮轉基因植物對非靶標昆蟲的影響。如果有人用Bt蛋白飼料餵養6種棉田非靶標昆蟲,當殺蟲蛋白濃度比對照靶標昆蟲高100倍時,對非靶標昆蟲沒有可見的生長抑制作用。此外,Bt蛋白對蜜蜂、瓢蟲等益蟲沒有毒性。

(2)轉基因植物的食品安全

食品安全也是轉基因植物安全性評價的壹個重要方面。OECD 1993提出了食品安全評價的實質等效原則。如果轉基因植物生產的產品基本上等同於傳統產品,它們就可以被認為是安全的。例如,帶有病毒外殼蛋白基因的抗病毒植物及其產品和田間感染病毒的植物生產的產品都帶有外殼蛋白,這類產品應被認為是安全的。如果轉基因植物生產的產品與傳統產品實質上不等同,則應進行嚴格的安全性評價。在評價實質性平等時,需要考慮以下主要方面。

有毒物質。必須保證轉移的外源基因或基因產物對人和動物無毒。例如,轉基因Bt玉米含有Bt殺蟲蛋白,在營養成分上與傳統玉米基本相當。評價其作為飼料或食品的安全性,應重點關註Bt蛋白對人和動物的安全性。目前大量實驗數據證明,Bt蛋白只對少數目標昆蟲有毒性,對人和動物絕對安全。

過敏原。自然條件下有很多過敏原。在基因工程中,如果將控制過敏原形成的基因轉移到新的植物中,就會對過敏人群產生不良影響。因此,用過敏原基因轉化的植物不能被批準商業化。比如美國有人把巴西堅果的2S白蛋白基因轉移到大豆中,增加了大豆中的含硫氨基酸,但沒有被批準商業化生產。此外,還要考慮營養素和抗營養因子的含量。

三、國內外轉基因植物

安全評價概況

(壹)國外轉基因植物的安全性評價

世界上主要發達國家和壹些發展中國家制定了各自的轉基因生物(包括植物)管理條例,負責對其安全性進行評估和監控。比如美國,在原有聯邦法律的基礎上增加了轉基因的內容,由農業部動植物檢疫局、環保局和聯邦美國食品藥品監督管理局分別負責環境和食品的安全評估和審批。由於各國法律法規差異較大,特別是許多發展中國家尚未建立相應的法律法規,壹些國際組織如經合組織、聯合國工業發展組織(U?NIDO)、糧農組織和世衛組織近年來組織召開了多次專家會議,積極組織國際協調,試圖建立大多數國家(特別是發展中國家)都能接受的生物技術產業統壹管理標準和程序。但由於爭議較多,尚未形成統壹規定。

總的來說,美國和加拿大對轉基因植物的管理相對寬松。2000年,美國種植了3030萬公頃轉基因作物,占世界轉基因作物的70%。如果加上加拿大和阿根廷,這三個國家占全球轉基因作物的98%。與之形成鮮明對比的是,歐洲國家。從研究層面看,歐洲國家,特別是英國、法國和德國,在農業生物技術領域開展了廣泛而深入的研究,開發了壹批可用於生產的轉基因作物。但直到現在,歐洲很少有轉基因作物作為商品種植。歐洲消費者很難接受轉基因食品。

(2)中國轉基因植物的安全性評價

國家科委於1993年2月發布了《基因工程安全管理辦法》。根據這壹原則,農業部於7月1996頒布了《農業生物基因工程安全管理實施辦法》。根據這壹《實施辦法》的規定,農業部成立了農業生物基因工程安全管理辦公室和農業生物基因工程安全委員會,負責全國農業生物基因工程體及其產品的中試、環境釋放和商業化生產的安全評價工作。自1997起,農業部安全委員會每年受理兩次申請。截至去年,農業部共受理了8批200多份申請,批準了Bt轉基因抗蟲棉、反義RNA技術番茄、變色矮牽牛、抗病毒甜椒、番茄的商業化生產。

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