轉(zhuǎn)基因技術(shù)自問世以來,,就備受公眾關(guān)注,。中國科協(xié)近日舉辦的第29期“科學(xué)家與媒體面對面”活動(dòng),邀請了中科院院士,、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長張啟發(fā),,中科院院士、中科院上海生命科學(xué)研究院院長陳曉亞,,中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究所研究員,、博士生導(dǎo)師黃大昉,中國疾控中心營養(yǎng)與食品安全研究所研究員卓勤四位專家,,以“轉(zhuǎn)基因技術(shù)的未來發(fā)展”為主題,,深入探討了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的過去、現(xiàn)狀和未來。本報(bào)今日編發(fā)他們的發(fā)言,,以饗讀者,。
●陳曉亞(中科院院士、中科院上海生命科學(xué)研究院院長):
轉(zhuǎn)基因技術(shù)推動(dòng)生命科學(xué)發(fā)展
1953年,,生命科學(xué)界有一個(gè)重大發(fā)現(xiàn):DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),。從此科學(xué)進(jìn)入分子生物學(xué)時(shí)代。后來,,通過一系列發(fā)現(xiàn),,科學(xué)家總結(jié)了生命科學(xué)的一條基本規(guī)律:中心法則,即從DNA到RNA再到蛋白質(zhì),。重要性跟物理學(xué)上的牛頓定律地位一樣,。生物體內(nèi)各種反應(yīng)主要由蛋白質(zhì)催化,同時(shí)蛋白質(zhì)也是生物主要的組成成分,,比如人的肌肉甚至頭發(fā)都含蛋白質(zhì),。
由此科學(xué)派生了幾個(gè)重大進(jìn)步。一是后來發(fā)展的DNA重組技術(shù),,最早由大腸桿菌開始,,發(fā)現(xiàn)了很多工具酶,可以設(shè)定特定序列,,把DNA切開,。另一些酶可以把另外的DNA連上去,作為一個(gè)工程重組,。很多藥物,,比如重組的干擾素都是通過這種辦法生產(chǎn)。另外,,還發(fā)現(xiàn)有一部分長在植物上的細(xì)菌,,叫溶桿菌,可以把一種DNA加到植物體的基因組上,,由此促進(jìn)了轉(zhuǎn)基因植物技術(shù)的發(fā)展,。第三是基因組學(xué)的發(fā)展,它的中心是轉(zhuǎn)基因組次序,。
基因組技術(shù)還推動(dòng)了一些相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展,。如人們不再一個(gè)一個(gè)看蛋白質(zhì),而是整體去看,。這些組學(xué)的發(fā)展催生了現(xiàn)代系統(tǒng)學(xué)的發(fā)展,,就是把這些東西整合起來,用系統(tǒng)學(xué)的觀點(diǎn),、系統(tǒng)論的方法來看生物體,。與此同時(shí),,還產(chǎn)生了合成生物學(xué),也是現(xiàn)在比較新興的領(lǐng)域,,可以合成新的生命,。
基因技術(shù)的發(fā)展,對整個(gè)社會(huì),、經(jīng)濟(jì),、人類的思想都產(chǎn)生了重大的影響。一是對生物醫(yī)藥的影響,。二是催生了轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物育種,。三是對環(huán)境的影響。生物修復(fù)技術(shù)可以選取合適的生物,,最好是通過轉(zhuǎn)基因的方法產(chǎn)生一些特別有用的生物,,可以把一些污染物清除掉。還有就是生物能源,,我們可以通過微生物來生產(chǎn)各種各樣的化工品,比如物質(zhì)纖維素,、酒精等,。
同時(shí),生物技術(shù)還在不斷地發(fā)展,。比如不久前產(chǎn)生的RNA干擾素,,可以刻意使某些基因沉默,讓它不表達(dá)了,。如果我們能夠非常有導(dǎo)向地把這些干擾信號輸送到特定的細(xì)胞或者特定的組織里,,它的應(yīng)用前景是非常廣闊的,屬于基因治療的一部分,。
●張啟發(fā)(中科院院士,、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長):
跟發(fā)達(dá)國家相比,我們差在哪,?
在關(guān)心轉(zhuǎn)基因的討論當(dāng)中,,大家都會(huì)提到糧食安全問題。糧食安全是一個(gè)什么概念呢,?經(jīng)過很多討論,,這一概念應(yīng)該是這樣的:第一,要滿足量的需求,,首先必須要生產(chǎn)足夠的糧食,。第二,要關(guān)注可持續(xù)發(fā)展,。這兩方面缺一不可,。
回顧過去幾十年中,三大糧食作物即水稻、玉米,、小麥,,年增長率大約1%,當(dāng)中一個(gè)最大的進(jìn)步就是作物育種,,發(fā)揮了非常重要的作用,。中國在過去幾十年中,以7%,、8%的耕地養(yǎng)活了世界22%的人口,。但是,特別是本世紀(jì)以來,,中國消耗掉了大量的農(nóng)藥,、化肥,用量占到了全世界的1/3多一些,,大約在35%,。所以,我們提出了“第二次綠色革命”的概念,。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)家們稱之為10個(gè)字:高投入,、多產(chǎn)出、保護(hù)環(huán)境,,有16個(gè)字的目標(biāo):少打農(nóng)藥,、少施化肥、節(jié)水抗旱,、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),。如果要做到這一點(diǎn),跟技術(shù)相關(guān)的,,一是生命科學(xué)技術(shù)研究,,尤其是DNA組的研究;二是品種資源的發(fā)掘,;三是育種,。這幾者要緊密結(jié)合。
我國生命科學(xué)的研究足夠支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。從上世紀(jì)90年代初開始,,中國啟動(dòng)了水稻基因組計(jì)劃,后來中國科學(xué)家和世界很多國家的科學(xué)家一起做完了水稻基因組的全部序列,,而且這個(gè)序列,,到目前為止仍然是所有生物當(dāng)中質(zhì)量最高的測序,最有用,。我們希望在2020年之前認(rèn)識水稻每一個(gè)性狀的功能基因組,,包括產(chǎn)量,、品質(zhì)、抗病,,這些性狀我們要搞清楚它是怎么決定的,。另外,分離克隆一些有用的基因,。在這三方面,,中國的科學(xué)家在過去十年中很有建樹。截至去年底,,全世界水稻一共查明差不多1000個(gè)基因的功能,,其中40%是中國科學(xué)家做出來的。在水稻領(lǐng)域,,中國在世界上既算一個(gè)大國也算一個(gè)強(qiáng)國,。水稻生產(chǎn)也走在世界前列,水稻面積比印度少很多,,但產(chǎn)量比印度高很多,。但跟發(fā)達(dá)國家相比,我們差在哪呢,?我認(rèn)為,,我們差比較強(qiáng)大的企業(yè)。我國做生命科學(xué)研究,、水稻功能基因組主要在大學(xué)和科學(xué)院,研究一個(gè)基因發(fā)文章,、申請專利,,就到此為止了,專利沒有用到企業(yè)里去,。就技術(shù)發(fā)展來說,,我國的植物生命科學(xué)可以和發(fā)達(dá)國家相媲美,但缺乏把資本,、技術(shù),、產(chǎn)品、市場整合到一起的大公司,。根據(jù)調(diào)查,,國內(nèi)的現(xiàn)狀是三張皮,第一張皮是一些大學(xué)在做,,有文章,、有專利、有技術(shù),。第二張皮是做育種的,,以農(nóng)科院居多,,省一級為主。第三張皮是賣種子的公司,。國家最近出臺的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中把種業(yè)放在一個(gè)非常重要的位置上,,這很正確。
●黃大昉(中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究所研究員,、博士生導(dǎo)師):
獲批的轉(zhuǎn)基因作物風(fēng)險(xiǎn)可控
轉(zhuǎn)基因育種經(jīng)過17年的發(fā)展,,巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和顯著的生態(tài)效益已經(jīng)顯現(xiàn)。根據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)組織報(bào)告,,2012年全世界有28個(gè)國家1730萬戶農(nóng)民種植了1.7億公頃的轉(zhuǎn)基因作物,,折合25.5億畝。另外還有59個(gè)國家和地區(qū)進(jìn)口轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,。全球四大轉(zhuǎn)基因作物種植面積的比例,,現(xiàn)在大豆和棉花是81%,玉米現(xiàn)在已經(jīng)超過1/3,,油菜接近1/3,。經(jīng)過科學(xué)評估、依法審批的轉(zhuǎn)基因作物是安全的,,它的風(fēng)險(xiǎn)是可以預(yù)防和控制的,。
我國初步建成了世界上為數(shù)不多的獨(dú)立完整的生物育種研發(fā)體系,擁有了抗病蟲,、抗除草劑,、抗旱耐鹽、營養(yǎng)品質(zhì)改良等重要功能基因的自主知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù),。中國的棉花,、水稻、玉米等轉(zhuǎn)基因作物基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究,,形成了自己的比較優(yōu)勢和特色,。一是轉(zhuǎn)基因的抗蟲棉,三系雜交配套的抗蟲棉在我們國家首次成功了,。二是抗蟲水稻的研究和開發(fā),,這是我國生物育種領(lǐng)域具有重要國際影響的重大科技成果。還有用轉(zhuǎn)基因水稻來生產(chǎn)人血清白蛋白,。
現(xiàn)在市場上轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品主要是食用油,。還有轉(zhuǎn)基因的番木瓜,它是一種抗病毒的番木瓜,,現(xiàn)在在海南,、廣東有種植。對于轉(zhuǎn)基因食品,,我國實(shí)施的是零閾值,,即凡有轉(zhuǎn)基因成分,,只要檢測出來,就需要有標(biāo)識,。有的國家標(biāo)識閾值都是最低限度標(biāo)識,,比如日本是5%,含量不夠5%不用標(biāo)識,;韓國是3%,,歐盟是0.9%。標(biāo)識和安全是兩個(gè)概念,,并不意味著轉(zhuǎn)基因就不安全,,非轉(zhuǎn)基因就安全,個(gè)別商家為了自己的利益誤導(dǎo)消費(fèi)者,,造成了一些混亂,。
我國是世界上率先研究農(nóng)業(yè)生物育種的國家之一,轉(zhuǎn)基因作物種植面積居國際前列?,F(xiàn)在由于在安全問題上受到諸多復(fù)雜因素的影響和牽制,,生物育種的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程減慢了。如果我們還是猶豫觀望,、停滯不前,,結(jié)果不僅會(huì)導(dǎo)致發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國家的差距重新拉大,而且發(fā)展速度也會(huì)落到巴西,、印度等發(fā)展中國家之后,。我國多年努力形成的研發(fā)優(yōu)勢將會(huì)得而復(fù)失,結(jié)果會(huì)讓生物育種發(fā)展與市場受制于人,。
●卓勤(中國疾控中心營養(yǎng)與食品安全研究所研究員):
轉(zhuǎn)基因技術(shù)對營養(yǎng)健康的影響
轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,,根據(jù)功能來分,現(xiàn)在可以分成三類,,一種是環(huán)境適應(yīng)性的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,比如抗蟲,、抗病,、抗鹽、抗霜凍的產(chǎn)品,,目前來說絕大多數(shù)的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品都是這種類型,。第二種是品質(zhì)改良型的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,它能夠改變營養(yǎng)成分,,提高產(chǎn)品中營養(yǎng)品質(zhì),,比如一些高賴氨酸的玉米,一些高油酸的大豆,。另外還有一種是免疫藥用類型的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,,用它來生產(chǎn)疫苗和藥品,。
現(xiàn)在比較成熟的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,有脂肪酸改良的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,,可以降低血中膽固醇,、低密度脂蛋白、血脂,,但同時(shí)跟多不飽和脂肪酸相比,,又可以維持高密度脂蛋白作用。普通大豆油酸含量大概是20%,,有的通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以把大豆油中的油酸含量提高80%,,可以大大地促進(jìn)大豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)的提高。目前,,美國大概每年有10萬公頃的高油酸大豆種植,,還有Ω脂肪酸,像DHA大家稱之為是腦黃金,,是腦細(xì)胞,、視網(wǎng)膜重要的構(gòu)成成分,EPA則對心血管有一定的保護(hù)作用,。
另外,,生產(chǎn)蛋白質(zhì)改良的產(chǎn)品。比如像高賴氨酸的玉米和大米,。賴氨酸本身是重要的必須的脂肪酸,,人體不能合成,它在玉米,、稻米中的含量比較低,,不能滿足人體需要。現(xiàn)在可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù),,把賴氨酸含量提高,。目前已經(jīng)有試售高賴氨酸玉米,2005年在美國批準(zhǔn)使用,,在澳大利亞,、加拿大、日本都有食用的記錄,。還有微量營養(yǎng)素的改良,,如“黃金大米”,它主要是為了提高大米中β-胡蘿卜素的含量,。
此外,,生產(chǎn)疫苗和藥物。比如乙肝疫苗,、胰島素這些藥物,,早在生物制藥和臨床當(dāng)中使用?,F(xiàn)在通過生物反應(yīng)器,可以把一些特定的,、在自然界很少的藥用蛋白轉(zhuǎn)入到動(dòng)物的體內(nèi),,通過它的乳汁來分泌這種蛋白。世界上首例通過乳腺的生物反應(yīng)器來生產(chǎn)一種抗血栓藥物的轉(zhuǎn)基因羊,,2009年美國食品和藥品管理局(FDA)已經(jīng)批準(zhǔn)了,,這是第一例轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的臨床藥物。另外,,還可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)把過敏物質(zhì)降低,。
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各國轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品有哪些?
美國:FDA的一份清單顯示,,以下食物可以通過轉(zhuǎn)基因工程改造:玉米,、黃豆、棉花,、苜蓿,、油菜、甜菜,。其中大多數(shù)被用來喂養(yǎng)動(dòng)物或作為原料制作其他食物,。關(guān)于超市中的水果和蔬菜,美國FDA認(rèn)可經(jīng)過基因改造工程的李子,、哈密瓜,、木瓜、南瓜,、菊苣,、西紅柿和土豆。此外,,有一種轉(zhuǎn)基因鮭魚正在經(jīng)過FDA的審核并已到了最后階段,,如果獲得通過將成為首個(gè)進(jìn)入美國市場的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。
俄羅斯:據(jù)俄聯(lián)邦消費(fèi)品監(jiān)管局2012年數(shù)據(jù),,目前在俄羅斯正式注冊的轉(zhuǎn)基因食品有67種,,其中20種以植物為原料,47種以微生物為原料,。這些轉(zhuǎn)基因食品主要包括大豆,、玉米,、土豆,、面粉、進(jìn)口巧克力,、飲料,、香腸,、肉類、奶制品以及食品調(diào)料等,。
韓國:據(jù)食品醫(yī)藥品安全處2013年6月發(fā)布的材料顯示,,現(xiàn)在韓國通過安全檢查且獲得許可的轉(zhuǎn)基因農(nóng)副產(chǎn)品共有七種,分別是大豆,、玉米,、棉花、油菜,、甜菜,、馬鈴薯、苜蓿,。
特別申明:生物谷轉(zhuǎn)載上述內(nèi)容,,不表明同意其描述,僅供讀者參考,,并不構(gòu)成觀點(diǎn)或建議,。
專家觀點(diǎn):
彭光謙:八問主糧轉(zhuǎn)基因化http://www.bioon.com/master/talent/581263.shtml
黃大昉:“反轉(zhuǎn)基因思潮”辨析http://www.bioon.com/master/talent/580547.shtml
李寧:研發(fā)能證明轉(zhuǎn)基因沒有問題,能打消老百姓疑惑的技術(shù)http://www.bioon.com/master/talent/579810.shtml
曹廣福:轉(zhuǎn)基因是否有害,?現(xiàn)在是下結(jié)論的時(shí)候嗎,?http://www.bioon.com/master/talent/578124.shtml
賈士榮:阻擋轉(zhuǎn)基因?qū)⒊蔀闅v史罪人http://www.bioon.com/master/talent/577114.shtml
曾慶平:我對轉(zhuǎn)基因的態(tài)度http://www.bioon.com/master/talent/577111.shtml
林敏:轉(zhuǎn)基因熱點(diǎn)爭議問題及應(yīng)對策略http://www.bioon.com/master/talent/576542.shtml
轉(zhuǎn)基因:中國該拒絕還是該發(fā)展——訪中國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長林敏http://www.bioon.com/master/talent/576015.shtml
陳君石院士駁“轉(zhuǎn)基因大豆致癌說”:無流行病學(xué)證據(jù)http://www.bioon.com/master/talent/574296.shtml
黃大昉:我為什么支持轉(zhuǎn)基因http://www.bioon.com/master/talent/574073.shtml
彭于發(fā):我國嚴(yán)格按照法律法規(guī)審批三個(gè)轉(zhuǎn)基因大豆新品種http://www.bioon.com/master/talent/572034.shtml