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轉(zhuǎn)基因植物的安全性評價

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-06-28
  毫無疑問,植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一場新的革命,它將為農(nóng)作物的持續(xù)增產(chǎn)和解決全球人口爆炸所造成的糧食危機做出巨大貢獻。但也有人對這一技術(shù)持懷疑態(tài)度,認為目前人類還不能對它的潛在危險性做出正確的評價。因此,在大規(guī)模應用前有必要對轉(zhuǎn)基因植物的安全性進行更深入的研究和分析。
  一、為什么要對轉(zhuǎn)基因植物進行安全性評價?
  傳統(tǒng)的育種技術(shù)是通過植物種內(nèi)或近緣種間的雜交將優(yōu)良性狀組合到一起,從而創(chuàng)造產(chǎn)量更高或品質(zhì)更佳的新品種。這一技術(shù)對本世紀農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展做出了巨大貢獻,但其限制因素是基因交流范圍有限,很難滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在21世紀持續(xù)高速發(fā)展的要求。轉(zhuǎn)基因植物是指利用重組DNA技術(shù)將克隆的優(yōu)良目的基因?qū)胫参锛毎蚪M織,并在其中進行表達,從而使植物獲得新的性狀。這一技術(shù)克服了植物有性雜交的限制,基因交流的范圍無限擴大,可將從細菌、病毒、動物、人類、遠緣植物甚至人工合成的基因?qū)胫参,所以其應用前景十分廣闊。如將抗草甘膦的基因轉(zhuǎn)入大豆,使大豆對這種除草劑產(chǎn)生抗性,從而大大簡化了控制大豆雜草的措施。這一轉(zhuǎn)基因大豆在1995年被美國環(huán)保局批準,進入大田生產(chǎn),其推廣種植面積到2000年已達2580萬公頃,占全世界大豆總面積的36%。
  從理論上說,轉(zhuǎn)基因技術(shù)和常規(guī)雜交育種都是通過優(yōu)良基因重組獲得新品種的,但常規(guī)育種的安全性并未受到人們的質(zhì)疑。其主要理由是常規(guī)育種是模擬自然現(xiàn)象進行的,基因重組和交流的范圍很有限,僅限于種內(nèi)或近緣種間。并且,在長期的育種實踐中并未發(fā)現(xiàn)什么災難性的結(jié)果。而轉(zhuǎn)基因技術(shù)則不同,它可以把任何生物甚至人工合成的基因轉(zhuǎn)入植物。因為這種事件在自然界是不可能發(fā)生的,所以人們無法預測將基因轉(zhuǎn)入一個新的遺傳背景中會產(chǎn)生什么樣的作用,故而對其后果存在著疑慮。而消除這一疑慮的有效途徑就是進行轉(zhuǎn)基因植物的安全性評價。也就是說要經(jīng)過合理的試驗設計和嚴密科學的試驗程序,積累足夠的數(shù)據(jù)。人們根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以判斷轉(zhuǎn)基因植物的田間釋放或大規(guī)模商品化生產(chǎn)是否安全。對試驗證明安全的轉(zhuǎn)基因植物可以正式用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),而對存在安全隱患的則要加以限制,避免危及人類生存以及破壞生態(tài)環(huán)境。只有這樣,我們才能揚長避短,充分發(fā)揮轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的巨大應用潛力。
  二、轉(zhuǎn)基因植物安全性評價的主要內(nèi)容
  目前對轉(zhuǎn)基因植物的安全性評價主要集中在兩個方面,一個是環(huán)境安全性,另一個是食品安全性。
 。ㄒ唬┺D(zhuǎn)基因植物的環(huán)境安全性
  環(huán)境安全性評價要回答的核心問題是轉(zhuǎn)基因植物釋放到田間去是否會將基因轉(zhuǎn)移到野生植物中,或是否會破壞自然生態(tài)環(huán)境,打破原有生物種群的動態(tài)平衡。
  轉(zhuǎn)基因植物演變成農(nóng)田雜草的可能性:植物在獲得新的基因后會不會增加其生存競爭性,在生長勢、越冬性、種子產(chǎn)量和生活力等方面是否比非轉(zhuǎn)基因植株強。若轉(zhuǎn)基因植物可以在自然生態(tài)條件下生存,勢必會改變自然的生物種群,打破生態(tài)平衡。從目前在水稻、玉米、棉花、馬鈴薯、亞麻、蘆筍等轉(zhuǎn)基因植物的田間試驗結(jié)果來看,轉(zhuǎn)基因植物在生長勢、越冬能力等方面并不比非轉(zhuǎn)基因植株強,也就是說大多數(shù)轉(zhuǎn)基因植物的生存競爭力并沒有增加,故一般不會演變?yōu)檗r(nóng)田雜草。
  基因漂流到近緣野生種的可能性:在自然生態(tài)條件下,有些栽培植物會和周圍生長的近緣野生種發(fā)生天然雜交。從而將栽培植物中的基因轉(zhuǎn)入野生種中。若在這些地區(qū)種植轉(zhuǎn)基因植物,則轉(zhuǎn)入基因可以漂流到野生種中,并在野生近緣種中傳播。在進行轉(zhuǎn)基因植物安全性評價時,我們應從兩個方面考慮這一問題。一個是轉(zhuǎn)基因植物釋放區(qū)是否存在與其可以雜交的近緣野生種。若沒有,則基因漂流就不會發(fā)生。如在加拿大種植轉(zhuǎn)基因棉花,因沒有近緣野生種存在則不可能發(fā)生基因轉(zhuǎn)移。同樣,在中國種植轉(zhuǎn)基因玉米,因沒有野生大芻草,所以也不會發(fā)生基因漂流。另一個可能是存在近緣野生種,基因可從栽培植物轉(zhuǎn)移到野生種中。這時就要分析考慮基因轉(zhuǎn)移后會有什么效果。如果是一個抗除草劑基因,發(fā)生基因漂流后會使野生雜草獲得抗性,從而增加雜草控制的難度。特別是若多個抗除草劑基因同時轉(zhuǎn)入一個野生種,則會帶來災難。但若是品質(zhì)相關(guān)基因等轉(zhuǎn)入野生種,由于不能增加野生種的生存競爭力,所以影響也不大。
  對自然生物類群的影響:在植物基因工程中所用的許多基因是與抗蟲或抗病性有關(guān)的,其直接作用對象是生物。如轉(zhuǎn)入Bt殺蟲基因的抗蟲棉,其目標昆蟲是棉鈴蟲和紅鈴蟲等植物害蟲,如大面積和長期使用,昆蟲有可能對抗蟲棉產(chǎn)生適應性或抗性,這不僅會使抗蟲棉的應用受到影響,而且會影響B(tài)t農(nóng)藥制劑的防蟲效果。為了解決這個問題,在抗蟲棉推廣時一般要求種植一定比例的非抗蟲棉,以延緩昆蟲產(chǎn)生抗性。除了目標昆蟲外,我們還要考慮轉(zhuǎn)基因植物對非靶昆蟲的影響。如有人用Bt蛋白飼料喂棉田中6種非靶昆蟲,當殺蟲蛋白濃度高于控制目標昆蟲濃度100倍時,對非靶昆蟲均未出現(xiàn)可見的生長抑制。另外,Bt蛋白對有益昆蟲如蜜蜂、瓢蟲等都無毒性。
 。ǘ┺D(zhuǎn)基因植物的食品安全性
  食品安全性也是轉(zhuǎn)基因植物安全性評價的一個重要方面。經(jīng)合組織1993年提出了食品安全性評價的實質(zhì)等同性原則。如果轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)產(chǎn)品具有實質(zhì)等同性,則可以認為是安全的。如轉(zhuǎn)病毒外殼蛋白基因的抗病毒植物及其產(chǎn)品與田間感染病毒的植物生產(chǎn)的產(chǎn)品都帶有外殼蛋白,這類產(chǎn)品應該認為是安全的。若轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)產(chǎn)品不存在實質(zhì)等同性,則應進行嚴格的安全性評價。在進行實質(zhì)等同性評價時,一般需要考慮以下一些主要方面。
  有毒物質(zhì)。必須確保轉(zhuǎn)入外源基因或基因產(chǎn)物對人畜無毒。如轉(zhuǎn)Bt殺蟲基因玉米除含有Bt殺蟲蛋白外,與傳統(tǒng)玉米在營養(yǎng)物質(zhì)含量等方面具有實質(zhì)等同性。要評價它作為飼料或食品的安全性,則應集中研究Bt蛋白對人畜的安全性。目前已有大量的實驗數(shù)據(jù)證明Bt蛋白只對少數(shù)目標昆蟲有毒,對人畜絕對安全。
  過敏源。在自然條件下存在著許多過敏源。在基因工程中如果將控制過敏源形成的基因轉(zhuǎn)入新的植物中,則會對過敏人群造成不利的影響。所以,轉(zhuǎn)入過敏源基因的植物不能批準商品化。如美國有人將巴西堅果中的2S清蛋白基因轉(zhuǎn)入大豆,雖然使大豆的含硫氨基酸增加,但也未獲批準進入商品化生產(chǎn)。另外還要考慮營養(yǎng)物質(zhì)和抗營養(yǎng)因子的含量等。
  三、國內(nèi)外轉(zhuǎn)基因植物的
  安全性評價概況
 。ㄒ唬﹪廪D(zhuǎn)基因植物的安全性評價
  世界主要發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家都已制定了各自對轉(zhuǎn)基因生物(包括植物)的管理法規(guī),負責對其安全性進行評價和監(jiān)控。如美國是在原有聯(lián)邦法律的基礎上增加轉(zhuǎn)基因生物的內(nèi)容,分別由農(nóng)業(yè)部動植物檢疫局、環(huán)保署及聯(lián)邦食品和藥物局負責環(huán)境和食品兩個方面的安全性評價和審批。由于各國在法規(guī)和管理方面存在著很大的差異,特別是許多發(fā)展中國家尚未建立相應的法律法規(guī),一些國際組織如經(jīng)合組織(OECD)、聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織(U?NIDO)、糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)等在近年來都組織和召開了多次專家會議,積極組織國際間的協(xié)調(diào),試圖建立多數(shù)國家(尤其是發(fā)展中國家)能夠接受的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)一管理標準和程序。但由于存在許多爭議,目前尚未形成統(tǒng)一的條文。
  總體來說,美國和加拿大對轉(zhuǎn)基因植物的管理較為寬松。美國在2000年種植的轉(zhuǎn)基因作物面積3030萬公頃,占當年全世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積的70%。若再加上加拿大和阿根廷,這三國種植的轉(zhuǎn)基因作物占全世界的98%。與此形成鮮明對照的是歐洲國家。從研究水平上來說,歐洲國家,特別是英國、法國、德國等在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領域都開展了廣泛深入的研究,開發(fā)出一批可用于生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因作物。但直到現(xiàn)在,歐洲作為商品種植的轉(zhuǎn)基因作物還很少。歐洲的消費者很難接受轉(zhuǎn)基因食品。
 。ǘ┪覈D(zhuǎn)基因植物的安全性評價
  國家科委在1993年12月發(fā)布了"基因工程安全管理辦法"。根據(jù)這一原則,農(nóng)業(yè)部在1996年7月頒布了"農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法"。按照本"實施辦法"的規(guī)定,農(nóng)業(yè)部設立了農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理辦公室,并成立了農(nóng)業(yè)生物基因工程安全委員會,負責全國農(nóng)業(yè)生物遺傳工程體及其產(chǎn)品的中間試驗、環(huán)境釋放和商品化生產(chǎn)的安全性評價。從1997年開始,農(nóng)業(yè)部的安全委員會每年受理兩次申請。截止去年,農(nóng)業(yè)部共受理了8批200多項申請,批準轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉,反義RNA技術(shù)延熟番茄、改變花色的矮牽牛、抗病毒的甜椒和番茄的商品化生產(chǎn)。
 

 

 
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