科学家“细说”转基因

    编者按

    转基因技术自问世以来，就备受公众关注。中国科协近日举办的第29期“科学家与媒体面对面”活动，邀请了中科院院士、华中农业大学生命科学技术学院院长张启发，中科院院士、中科院上海生命科学研究院院长陈晓亚，中国农科院生物技术研究所研究员、博士生导师黄大昉，中国疾控中心营养与食品安全研究所研究员卓勤四位专家，以“转基因技术的未来发展”为主题，深入探讨了转基因技术的过去、现状和未来。本报今日编发他们的发言，以飨读者。

●陈晓亚（中科院院士、中科院上海生命科学研究院院长）：

转基因技术推动生命科学发展

    1953年，生命科学界有一个重大发现：DNA双螺旋结构。从此科学进入分子生物学时代。后来，通过一系列发现，科学家总结了生命科学的一条基本规律：中心法则，即从DNA到RNA再到蛋白质。重要性跟物理学上的牛顿定律地位一样。生物体内各种反应主要由蛋白质催化，同时蛋白质也是生物主要的组成成分，比如人的肌肉甚至头发都含蛋白质。

    由此科学派生了几个重大进步。一是后来发展的DNA重组技术，最早由大肠杆菌开始，发现了很多工具酶，可以设定特定序列，把DNA切开。另一些酶可以把另外的DNA连上去，作为一个工程重组。很多药物，比如重组的干扰素都是通过这种办法生产。另外，还发现有一部分长在植物上的细菌，叫溶杆菌，可以把一种DNA加到植物体的基因组上，由此促进了转基因植物技术的发展。第三是基因组学的发展，它的中心是转基因组次序。

    基因组技术还推动了一些相关领域的发展。如人们不再一个一个看蛋白质，而是整体去看。这些组学的发展催生了现代系统学的发展，就是把这些东西整合起来，用系统学的观点、系统论的方法来看生物体。与此同时，还产生了合成生物学，也是现在比较新兴的领域，可以合成新的生命。

    基因技术的发展，对整个社会、经济、人类的思想都产生了重大的影响。一是对生物医药的影响。二是催生了转基因动植物育种。三是对环境的影响。生物修复技术可以选取合适的生物，最好是通过转基因的方法产生一些特别有用的生物，可以把一些污染物清除掉。还有就是生物能源，我们可以通过微生物来生产各种各样的化工品，比如物质纤维素、酒精等。

    同时，生物技术还在不断地发展。比如不久前产生的RNA干扰素，可以刻意使某些基因沉默，让它不表达了。如果我们能够非常有导向地把这些干扰信号输送到特定的细胞或者特定的组织里，它的应用前景是非常广阔的，属于基因治疗的一部分。

●张启发（中科院院士、华中农业大学生命科学技术学院院长）：

跟发达国家相比，我们差在哪？

    在关心转基因的讨论当中，大家都会提到粮食安全问题。粮食安全是一个什么概念呢？经过很多讨论，这一概念应该是这样的：第一，要满足量的需求，首先必须要生产足够的粮食。第二，要关注可持续发展。这两方面缺一不可。

    回顾过去几十年中，三大粮食作物即水稻、玉米、小麦，年增长率大约1%，当中一个最大的进步就是作物育种，发挥了非常重要的作用。中国在过去几十年中，以7%、8%的耕地养活了世界22%的人口。但是，特别是本世纪以来，中国消耗掉了大量的农药、化肥，用量占到了全世界的1/3多一些，大约在35%。所以，我们提出了“第二次绿色革命”的概念。中国农业科学家们称之为10个字：高投入、多产出、保护环境，有16个字的目标：少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产。如果要做到这一点，跟技术相关的，一是生命科学技术研究，尤其是DNA组的研究；二是品种资源的发掘；三是育种。这几者要紧密结合。

    我国生命科学的研究足够支撑产业发展。从上世纪90年代初开始，中国启动了水稻基因组计划，后来中国科学家和世界很多国家的科学家一起做完了水稻基因组的全部序列，而且这个序列，到目前为止仍然是所有生物当中质量最高的测序，最有用。我们希望在2020年之前认识水稻每一个性状的功能基因组，包括产量、品质、抗病，这些性状我们要搞清楚它是怎么决定的。另外，分离克隆一些有用的基因。在这三方面，中国的科学家在过去十年中很有建树。截至去年底，全世界水稻一共查明差不多1000个基因的功能，其中40%是中国科学家做出来的。在水稻领域，中国在世界上既算一个大国也算一个强国。水稻生产也走在世界前列，水稻面积比印度少很多，但产量比印度高很多。但跟发达国家相比，我们差在哪呢？我认为，我们差比较强大的企业。我国做生命科学研究、水稻功能基因组主要在大学和科学院，研究一个基因发文章、申请专利，就到此为止了，专利没有用到企业里去。就技术发展来说，我国的植物生命科学可以和发达国家相媲美，但缺乏把资本、技术、产品、市场整合到一起的大公司。根据调查，国内的现状是三张皮，第一张皮是一些大学在做，有文章、有专利、有技术。第二张皮是做育种的，以农科院居多，省一级为主。第三张皮是卖种子的公司。国家最近出台的战略新兴产业中把种业放在一个非常重要的位置上，这很正确。

●黄大昉（中国农科院生物技术研究所研究员、博士生导师）：

获批的转基因作物风险可控

    转基因育种经过17年的发展，巨大的经济社会效益和显著的生态效益已经显现。根据国际农业生物技术组织报告，2012年全世界有28个国家1730万户农民种植了1.7亿公顷的转基因作物，折合25.5亿亩。另外还有59个国家和地区进口转基因产品。全球四大转基因作物种植面积的比例，现在大豆和棉花是81%，玉米现在已经超过1/3，油菜接近1/3。经过科学评估、依法审批的转基因作物是安全的，它的风险是可以预防和控制的。

    我国初步建成了世界上为数不多的独立完整的生物育种研发体系，拥有了抗病虫、抗除草剂、抗旱耐盐、营养品质改良等重要功能基因的自主知识产权和技术。中国的棉花、水稻、玉米等转基因作物基础研究和应用研究，形成了自己的比较优势和特色。一是转基因的抗虫棉，三系杂交配套的抗虫棉在我们国家首次成功了。二是抗虫水稻的研究和开发，这是我国生物育种领域具有重要国际影响的重大科技成果。还有用转基因水稻来生产人血清白蛋白。

    现在市场上转基因产品主要是食用油。还有转基因的番木瓜，它是一种抗病毒的番木瓜，现在在海南、广东有种植。对于转基因食品，我国实施的是零阈值，即凡有转基因成分，只要检测出来，就需要有标识。有的国家标识阈值都是最低限度标识，比如日本是5%，含量不够5%不用标识；韩国是3%，欧盟是0.9%。标识和安全是两个概念，并不意味着转基因就不安全，非转基因就安全，个别商家为了自己的利益误导消费者，造成了一些混乱。

    我国是世界上率先研究农业生物育种的国家之一，转基因作物种植面积居国际前列。现在由于在安全问题上受到诸多复杂因素的影响和牵制，生物育种的产业化进程减慢了。如果我们还是犹豫观望、停滞不前，结果不仅会导致发展水平与发达国家的差距重新拉大，而且发展速度也会落到巴西、印度等发展中国家之后。我国多年努力形成的研发优势将会得而复失，结果会让生物育种发展与市场受制于人。

●卓勤（中国疾控中心营养与食品安全研究所研究员）：

转基因技术对营养健康的影响

    转基因产品，根据功能来分，现在可以分成三类，一种是环境适应性的转基因产品，比如抗虫、抗病、抗盐、抗霜冻的产品，目前来说绝大多数的转基因产品都是这种类型。第二种是品质改良型的转基因产品，它能够改变营养成分，提高产品中营养品质，比如一些高赖氨酸的玉米，一些高油酸的大豆。另外还有一种是免疫药用类型的转基因产品，用它来生产疫苗和药品。

    现在比较成熟的转基因产品，有脂肪酸改良的转基因产品，可以降低血中胆固醇、低密度脂蛋白、血脂，但同时跟多不饱和脂肪酸相比，又可以维持高密度脂蛋白作用。普通大豆油酸含量大概是20%，有的通过转基因技术可以把大豆油中的油酸含量提高80%，可以大大地促进大豆营养品质的提高。目前，美国大概每年有10万公顷的高油酸大豆种植，还有Ω脂肪酸，像DHA大家称之为是脑黄金，是脑细胞、视网膜重要的构成成分，EPA则对心血管有一定的保护作用。

    另外，生产蛋白质改良的产品。比如像高赖氨酸的玉米和大米。赖氨酸本身是重要的必须的脂肪酸，人体不能合成，它在玉米、稻米中的含量比较低，不能满足人体需要。现在可以通过转基因技术，把赖氨酸含量提高。目前已经有试售高赖氨酸玉米，2005年在美国批准使用，在澳大利亚、加拿大、日本都有食用的记录。还有微量营养素的改良，如“黄金大米”，它主要是为了提高大米中β-胡萝卜素的含量。

    此外，生产疫苗和药物。比如乙肝疫苗、胰岛素这些药物，早在生物制药和临床当中使用。现在通过生物反应器，可以把一些特定的、在自然界很少的药用蛋白转入到动物的体内，通过它的乳汁来分泌这种蛋白。世界上首例通过乳腺的生物反应器来生产一种抗血栓药物的转基因羊，2009年美国食品和药品管理局（FDA）已经批准了，这是第一例转基因动物的临床药物。另外，还可以通过转基因技术把过敏物质降低。

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各国转基因产品有哪些？

    美国：FDA的一份清单显示，以下食物可以通过转基因工程改造：玉米、黄豆、棉花、苜蓿、油菜、甜菜。其中大多数被用来喂养动物或作为原料制作其他食物。关于超市中的水果和蔬菜，美国FDA认可经过基因改造工程的李子、哈密瓜、木瓜、南瓜、菊苣、西红柿和土豆。此外，有一种转基因鲑鱼正在经过FDA的审核并已到了最后阶段，如果获得通过将成为首个进入美国市场的转基因动物。

    俄罗斯：据俄联邦消费品监管局2012年数据，目前在俄罗斯正式注册的转基因食品有67种，其中20种以植物为原料，47种以微生物为原料。这些转基因食品主要包括大豆、玉米、土豆、面粉、进口巧克力、饮料、香肠、肉类、奶制品以及食品调料等。

    韩国：据食品医药品安全处2013年6月发布的材料显示，现在韩国通过安全检查且获得许可的转基因农副产品共有七种，分别是大豆、玉米、棉花、油菜、甜菜、马铃薯、苜蓿。