转基因作物的安全性争论及其对策_贾士荣

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1、专家论坛 转基因作物的安全性争论及其对策 The Nature of Current Debate on Biosafety of Genetically Modified Crops农业部基因工程安全委员会委员 贾士荣 Member, GMO Biosafety Committee, Ministry of Agriculture Jia Shirong中国农业科学院生物技术研究中心, 北京 100081Biotechnology Research Center, Chinese Academy of Agricultural Science, Beijing 100081摘 要: 本文介绍

2、了最近国际上对转基因植物安全性的争论情况, 争论的本质并不纯粹是科学问题, 而是政治和贸易问题。 作者认为中国作为发展中国家应有自己的观点, 并提出了相应的对策建议。关键词: 转基因作物; 安全性; 争论Abstract: Current international concerns and debate on biosafety of genetically modified crops( GMCs) are reviewed in thispaper.The nature of this debate that the auther consider is not a pure scien

3、tific issue, rather it isa political and internation-al trade-related matters.The developing countries, such as China, should have their own views and policies regardingGMCs Rbiosafety; debate1983 年 首例转基因作物( GMC , GeneticallyModified Crops) 问世, 1986 年转基因作物批准进行田间试验, 1993 年 Calgene 公司研制的延熟保鲜转基因番茄在美国批准

4、上市, 开创了转基因植物商业 应用的先河。近 6 年间发展更为神速, 超出人们的预料。1998 年全球转基因作物的种植面积达到2780 万公顷 ,1995 1998 年全球转基因作物的销售额由 0. 75 亿美元猛增到 12 15 亿美元, 4 年间增 加了 20 倍 。迄今美国已批准 50 种转基因植物产品商业化 ,1/4 的耕地种植的是转基因作物 ,其中转基因抗除草剂大豆占美国大豆总面积的 55%,抗虫棉 占棉田总面积的近 50%,转基因玉米占玉米总面积的 30%, 美国市场上已有近 4000 种食品来自遗传工程体( GMO, Genetically Modified Organisms)

5、 。因而可以毫不夸张地说: 转基因农业的新时代已经 到来 。随着 GMC 的发展 , 近来在国际上恰引发了一场争论 。这场争论首先发自英国和欧盟, 继而波及美国及世界各地。我国的新闻媒体在不了解详细背景的情况下 ,也作了不加分析的欠妥报道 ,有的甚至以“毁誉参半的转基因植物”为题, 好像世界忽然改变了模样,硬是把转基因作物的大好声誉“毁掉了一半” 。1 需要澄清的几个事件1. Pusztai 事件: 苏格兰 Rowett 研究所的 ArpadPusztai 用转雪花莲凝集素( GNA) 基因的马铃薯喂大鼠 ,1998 年秋在电视上宣布大鼠食用后引起器官生长异常,体重和器官重量减轻 ,破坏免疫系

6、统 。此事引起国际轰动 。英国皇家学会组织同行评审, 今年 5 月作出Pusztai 的试验有6 条缺陷的结论 ,Pusz-tai 被劝提前退休。尽管如此 ,绿色和平组织等极端主义反对者至今仍以此为口舌喋喋不休。2. 斑蝶事件: 1999 年 5 月康乃尔大学一个研究组报道 ,普累克西普斑蝶食用 Bt 玉米花粉后 44%死亡 ,引起对 Bt 作物是否会破坏生态环境的争论。1生物技术通报 Biotechnology Information 1999 年第 6期贾士荣先生: 中国农业科学院生物技术研究中心研究员( Professor, Biotechnology Research Center,

7、Chinese Academy of Agricultural Sci- ence) ; 博士生导师。事实上这并不意外, 因为 Bt 玉米中的杀虫晶体蛋白Cry IA 是特异地毒杀鳞翅目害虫的, 斑蝶属鳞翅目昆虫 ,自然会受到 Bt 蛋白的影响 。事实上 Science 、 Nature 拒发斑蝶文章, 审稿人认为这并不反映田间的情况,最后才在 Nature 上以简讯的形式报道。但斑蝶事件却曾成为纽约时报、华尔街杂志、 今日美国 等报刊的头版消息。3.美国两大婴儿食品公司 Heinz 、 Gerber 在绿色和平组织的压力下, 宣布不采用遗传工程作物做 原料 。Gerber 每年销售婴儿食品

8、10 亿美元 。它知道转基因食品是安全的, 其母公司下属的 Novartis也正在研究开发转基因作物及相应的食品。4. 反对者坚持所有遗传工程食品都必须贴标 签。美国 IFIC 的民意调查表明,80% 的美国人都支持目前 FDA 对生物技术食品的标签政策 ,即只有当食品有显著改变或有潜在风险时( 如食品过敏) 才要 求贴特殊的标签 ,目前市售的转基因食品中没有一种需要贴这样的标签 。最近日本政府宣布已无标签销售克隆牛肉两年。 5. 印度 1998 年 11 月焚烧了 Monsanto 公司的两块试验地, 反对该公司的终止技术( terminatortechnology) ,即转基因作物将雄性不

9、育, 农民不能自 已留种 。事实上终止技术目前仅是一个概念, 尚无计划中的产品供任何地方应用 。总的来说, 虽然事件不少, 反对者的声音很大 , 但仅仅是一小部分人 。 2 争论、我们的观点及需要研究的问题2. 1 环境影响及生态效应2. 1. 1“反进化” 、 “破坏生物多样性” 、 “违背自然”?反对者认为 : “现在存在的都是合理的” ,“基因 改良是反进化” 。其实这种观点本身恰恰是违反了进化论 ,因为进化并不是一成不变 。现在的物种是长期自然选择和人工选择进化的结果。必须记住农 业本身与生俱来就不是自然活动 ,今天的作物已没有一种像它们的野生祖先, 它们已经过数千年的选择而使其更能适

10、应生境和更加高产 。因此,GMC 仅 仅是人类活动的逻辑延伸, 并不比我们实践了多个世纪的活动更违反自然。以 Bt 抗虫作物而言 ,试想还有什么样的作物能像 GMC 一样只需很少或根本 不需喷农药而对环境更友好? 若一个作物品种能高产 3 倍 ,而减少砍伐森林以扩大农田的压力,那么到底是哪一种做法更反自然?自古以来,世界各国都引入上千种新植物, 迄今 没有一个人质询这些外来植物对农业、食品结构及经济有何不利的影响 。GMC 并不像引种一样引入成千上万个新基因, 而是仅仅在已经普遍种植的作物品种中加入 1 2 个已知性状的新基因 ,有什么理 由要特别加以反对呢?2. 1. 2 Bt 作物的生态效

11、应( 1)Bt 作物对昆虫群落的影响 康乃尔大学研究组报道 Bt 玉米花粉使斑蝶致死 ,这只是 Bt 作物对昆虫群落影响的一个例子 。应当指出存在着正 、 负两方面的影响。下面举两个例子 : A. Bt 油菜对小菜蛾寄生蜂的影响最近( 1999. 8. 26)Nature 上有一篇文章, 作者为英国耕地研究所( Institute of Arable Crops Re-search, IACR) 的一个研究小组, 实验室研究发现, Bt 蛋白对小菜蛾寄生蜂的生存并无直接影响。众所周知 , 小菜蛾( Plutella xylostella) 是在田间已对 Bt 生物制剂产生抗性的第一种害虫 。试

12、验 是让寄生蜂( Costesia plutellae) 的成虫产卵于高抗Bt 的小菜蛾幼虫身上( 小菜蛾曾在 Bt 油菜上饲喂) ,结果小菜蛾幼虫中的 Bt 毒素对寄生蜂幼虫和成虫的存活率均无影响 。 当植物叶片被咬伤后, 植物释放出一种“警钟”化合物 ,吸引寄生蜂去发现在咬伤叶片上的小菜蛾。试验用一个风洞去观察寄生蜂是否能区分 Bt 油菜 和非 Bt 油菜 , 结果当两种油菜的损伤程度一样时,寄生蜂不能识别两种叶片, 即并无喜好性的差别 。这一结果说明寄生蜂有能力继续在 Bt 油菜的抗 Bt 小菜蛾幼虫上产卵 , 并可帮助抑制小菜蛾中 Bt 抗性基因的扩散。B. Bt 棉田非靶标害虫的种群

13、变化吴孔明等 1998 年 1999 年在河北、河南抗虫 棉田中对害虫的种群数量作系统调查后发现 ,瓢虫类 、 草蛉类、蜘蛛类捕食性天敌的数量在抗虫棉田中大幅度增加, 它有效地控制了蕾铃期棉蚜种群的发展 。以非转基因泗棉 3 号和石远 321 作对照 ,两者 分别用菊酯类农药或有机磷农药防治 2 代棉铃虫 42生物技术通报 Biotechnology Information 1999 年第 6期次,结果导致蕾铃期棉蚜大发生,百株 3 叶累计棉蚜数量 抗虫棉 GK12 443 1546 倍。天敌控制作用较弱的盲蝽蟓及红蜘蛛则在 Bt 棉田中上升为重 要害虫,应该注意在干旱年份防治棉花红蜘蛛 ,在

14、雨量充沛年份防治盲蝽蟓( 私人通讯) 。( 2)Bt 作物上害虫的抗性治理Bt 1913 年被发现, 二次大战后作为生物农药商 业化 。1998 年 2 月, 美国环保局( EPA) 开听证会 ,一些美国昆虫学家认为 Novartis 的 Bt 176 玉米表达Bt 杀虫蛋白的均匀性不够, 从而达不到高剂量/ 庇护所抗性治理策略的要求 , 故害虫在 Novartis 玉米上比在 Monsanto 等公司的玉米上( 后者认为可达到抗性治理要求) 更易产生抗性。作为补偿 ,Novar-tis建议采用更大的庇护所( 40 % ) , 但此建议遭其他 公司拒绝 ,因这样做会减少利润。1995 年 EP

15、A 批准第一个 Bt 作物在美国应用 ,条件是公司必须对昆虫的抗性进行治理 。于是研究工作便集中在如何延迟昆虫产生抗性而不是如何防 止产生抗性上, 公司乐观地认为当昆虫对 Bt 作物产生抗性时 , 他们可很容易地更换别的 Bt 菌种 。但1996 年夏威夷大学的昆虫学家 Tabashnik 发现 , 昆 虫的单个基因可抗不少 Bt 菌种, 包括该昆虫以前从来没有接触过的 Bt 菌种,即存在交互抗性 。Monsanto 公司建议在抗虫棉不喷药时用 4%的庇护所 ,喷药时用 20%的庇护所, 这是根据昆虫群 体行为的一个数学模型得出的数据 ,并无田间证据证明它确实可起作用, 美国的许多昆虫学家要求

16、用更大的庇护所, EPA 现已同意将庇护所分别增加到 10%和 30%。由于“高剂量/庇护所”措施在我国大部分地区难以实施, 因此研制棉铃虫难以产生抗性的双价抗虫棉是更适合我国国情的一项战略措施 。赵建周等 ( 1999) 通过棉铃虫对转双价( CryIA/CpTI) 和单价( CryIA) 杀虫基因的转基因烟草的室内抗性风险评价表明, 双价转基因烟草汰选棉铃虫 18 代后对 CryIAc的抗性指数为对照种群的 3 . 0 倍 ,而单价转基因烟草汰选种群相应的抗性指数高达 13 . 1 倍 。Bt 抗虫棉对双价转基因烟草汰选棉铃虫的杀虫活性和抗虫级别也显著高于对单价转基因烟草汰选种 群的效果。因此 ,转不同杀虫功能的双基因作物可显著延缓害虫的抗性发展。这些问题需要在今后作进一步跟踪研究。2. 1. 3 除草剂抗性 人们主要关心通过花粉漂流将抗除草剂的基因转到可交配的杂草上, 使杂草获得除草剂抗性, 特别是在同一地区推广具有不同除草剂抗性的作物时,更应考虑其可