轉(zhuǎn)基因技術(shù),,以實(shí)現(xiàn)跨物種的基因交流和目標(biāo)基因的定向轉(zhuǎn)移,解決常規(guī)育種技術(shù)難以克服的抗病蟲(chóng),、耐逆,、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面而著稱(chēng)于世,。
據(jù)了解,,目前,世界各國(guó)已累計(jì)批準(zhǔn)21種轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化應(yīng)用,,涉及100多個(gè)轉(zhuǎn)化體,,13類(lèi)目標(biāo)性狀,其功能大致可以分為兩類(lèi):第一類(lèi)著重于發(fā)展抗性轉(zhuǎn)基因,,例如抗除草劑,、抗蟲(chóng)、抗旱,、抗鹽堿和抗寒等,;第二類(lèi)側(cè)重于改變作物的品質(zhì),比如增加營(yíng)養(yǎng),、提高食品的醫(yī)療保健功能等,,以及作為工業(yè)、藥物,、能源原料,。
那么,轉(zhuǎn)基因技術(shù)為什么會(huì)使農(nóng)作物更加抗蟲(chóng),、抗旱,、抗逆、高效,?我國(guó)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物已經(jīng)取得了哪些成效?目前亟待解決什么問(wèn)題,?針對(duì)這些疑問(wèn),,記者采訪(fǎng)了有關(guān)專(zhuān)家,。
最大優(yōu)勢(shì):實(shí)現(xiàn)基因的定向改造和轉(zhuǎn)移 顯著提高品種改良的能力和水平
科技日?qǐng)?bào):轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的主要優(yōu)勢(shì)是什么?
戴景瑞(中國(guó)工程院院士,、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授,、博士生導(dǎo)師):在科研中,我前半生基本做常規(guī)育種,,近20年,,在此基礎(chǔ)上,參與轉(zhuǎn)基因育種的研究工作,。轉(zhuǎn)基因技術(shù),,與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合,可以提高育種的水平,,使新品種增加一些傳統(tǒng)育種解決不了的性狀,。比如,玉米作為飼料,,占到玉米總消費(fèi)的80%,。玉米里含有一種植磷酸,豬,、雞單胃動(dòng)物食用后,,不能被充分地利用、分解,,必須加入植酸酶,,才能被分解吸收。因此以前都把工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)的植酸酶作為添加劑加到飼料,,才能解決磷有效吸收的問(wèn)題,。如今把植酸酶基因通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入玉米里面,飼料里就不必添加添加劑,,保證了飼料的有效利用,,減少了磷的排放,減少了環(huán)境污染,,不消耗更多的勞動(dòng)力,、成本,是一個(gè)安全有效的生產(chǎn)技術(shù),,這是過(guò)去傳統(tǒng)技術(shù)解決不了的,。因此轉(zhuǎn)基因效益非常大,很多國(guó)家大量投入資金研究,,希望能夠讓農(nóng)作物甚至于家養(yǎng)的動(dòng)物獲得更多有利的基因,,提高生產(chǎn)率,提高經(jīng)濟(jì)效益,,甚至改進(jìn)品質(zhì),。
科技日?qǐng)?bào):轉(zhuǎn)基因技術(shù)如何使農(nóng)作物更加抗蟲(chóng),、抗旱、抗逆,、高效,?
萬(wàn)建民(中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所所長(zhǎng)):農(nóng)作物的抗蟲(chóng)、抗旱,、抗逆,、養(yǎng)分(氮磷鉀等)高效等性狀都是由單個(gè)或多個(gè)基因控制的,向農(nóng)作物導(dǎo)入這些有用基因,,并使其在受體中表達(dá),,可以達(dá)到改良作物性狀的目的。例如:棉鈴蟲(chóng)是棉花的主要害蟲(chóng),,以往棉農(nóng)防治棉鈴蟲(chóng)一年需要打藥10至20次,,大量用藥不僅導(dǎo)致農(nóng)民成本提高,收益減少,,人畜中毒,,而且引起環(huán)境污染??茖W(xué)家從蘇云金芽胞桿菌中發(fā)現(xiàn)一種能產(chǎn)生專(zhuān)一性的殺蟲(chóng)晶體蛋白即Bt基因,,該基因進(jìn)入鱗翅目害蟲(chóng)(如棉鈴蟲(chóng))腸道堿性環(huán)境后即被激活,然后同害蟲(chóng)腸壁細(xì)胞上的受體蛋白結(jié)合最后導(dǎo)致害蟲(chóng)“腸穿孔”而死亡,。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將Bt基因?qū)朊藁ㄅ嘤隹姑掴徬x(chóng)棉花品種,,使轉(zhuǎn)BT基因棉花的抗蟲(chóng)性顯著提高,有效控制了棉鈴蟲(chóng)危害,。
另外,,我國(guó)水資源短缺,農(nóng)業(yè)用水占總用水量的70%,,因此農(nóng)作物抗旱品種的培育與應(yīng)用具有重大意義,。當(dāng)農(nóng)作物長(zhǎng)時(shí)間處于干旱脅迫狀態(tài)下,會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞水勢(shì)降低,,膨壓減少,,進(jìn)而引起細(xì)胞原生質(zhì)脫水,影響農(nóng)作物正常的生理與代謝反應(yīng),,最終影響農(nóng)作物產(chǎn)量,。抗旱分子機(jī)制研究發(fā)現(xiàn),,一些基因的過(guò)量表達(dá),,可以有效防止農(nóng)作物細(xì)胞脫水、維持滲透平衡,有的基因可以提高農(nóng)作物對(duì)水分的吸收和運(yùn)輸能力等,。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將這些基因?qū)朕r(nóng)作物中,,就可以顯著提高農(nóng)作物的抗旱性,。例如,,植物的液泡膜上的焦磷酸酶基因,可以降低細(xì)胞滲透勢(shì),,并影響生長(zhǎng)素的分布與轉(zhuǎn)運(yùn),,促進(jìn)植物根系生長(zhǎng),提高水分的吸收能力,,從而提高耐旱性,。
同樣,在抗逆如耐鹽,、耐高溫等,、養(yǎng)分如氮磷鉀高效利用等性狀改良方面,科學(xué)家也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了具有重要利用價(jià)值的基因,,通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)制出抗逆或養(yǎng)分高效利用的農(nóng)作物新品種或品系,。
成功案例:研制出抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因棉、抗水稻螟蟲(chóng)品種,、含植酸酶玉米 居國(guó)際領(lǐng)先水平
科技日?qǐng)?bào):在抗蟲(chóng),、抗旱、抗逆,、高效方面,,我國(guó)哪些轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物已經(jīng)取得了明顯的成效?有哪些技術(shù)是領(lǐng)先的,?
戴景瑞:目前我國(guó)育成的抗棉鈴蟲(chóng)棉花已大面積推廣,,居國(guó)際領(lǐng)先水平。在水稻方面,,研究取得很大成就,,已有抗水稻螟蟲(chóng)的品種,等待時(shí)機(jī)成熟就可向公眾開(kāi)放,。玉米的研究進(jìn)展也較快,,目前我國(guó)已研究出含植酸酶的玉米,可增加玉米的植酸酶含量,,對(duì)于提高飼料的利用效率,、減少磷的排放非常有益。
萬(wàn)建民:在抗旱方面,,抗旱轉(zhuǎn)基因小麥,、玉米、大豆進(jìn)入安全評(píng)價(jià)的田間環(huán)境釋放階段。研究表明,,轉(zhuǎn)基因小麥表現(xiàn)出突出的節(jié)水抗旱性,,比對(duì)照品種增產(chǎn)顯著,具有巨大的生產(chǎn)應(yīng)用潛力,。
正確對(duì)待:不能夠過(guò)分夸張 也不能無(wú)視發(fā)展
科技日?qǐng)?bào):公眾對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)該擁有怎樣的態(tài)度,?我國(guó)目前亟待解決的問(wèn)題是什么?
戴景瑞:在我國(guó),,凡是已公開(kāi)允許進(jìn)入市場(chǎng)的,,都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格安檢程序的,沒(méi)有安全問(wèn)題,。引起社會(huì)公眾各種不同的意見(jiàn)部分原因是由于公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因常識(shí)性知識(shí)不太了解,,認(rèn)為轉(zhuǎn)基因和非典及其他傳染病有關(guān)。也有某些社會(huì)群眾組織,,反對(duì)讓農(nóng)作物本身以外物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)作物中,,比如抗蟲(chóng)玉米,實(shí)際上是把Bt基因轉(zhuǎn)到玉米里面去,,玉米就獲得了抗蟲(chóng)性,。某些社會(huì)組織認(rèn)為轉(zhuǎn)入抗蟲(chóng)基因的玉米不安全有毒性,這是沒(méi)有道理的,。Bt基因編碼的毒蛋白僅僅對(duì)鱗翅目害蟲(chóng)有專(zhuān)效的毒害作用,,對(duì)其他生物是沒(méi)有毒害作用。對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō),,服用煮熟的玉米,,毒蛋白遇高溫便降解了,更不存在安全的問(wèn)題,。
對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù),,不能夠過(guò)分地夸張,也不能無(wú)視它的發(fā)展,。轉(zhuǎn)基因技術(shù)首先要有好基因,,然后轉(zhuǎn)化到最好的品種里,才能發(fā)揮更大的作用,。這要求擁有相當(dāng)高的傳統(tǒng)育種水平,,比如,分子育種就是和原來(lái)常規(guī)育種技術(shù)很好地結(jié)合,,大大地提高育種水平,,產(chǎn)生了更好的品種。轉(zhuǎn)基因有作物本身不具備的外來(lái)基因,,很難尋找,。目前,真正用到生產(chǎn)中并大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的只有兩個(gè):抗除草劑和抗鱗翅目害蟲(chóng)。未來(lái),,要把更多的外緣基因轉(zhuǎn)到農(nóng)作物里面去,,是一個(gè)漫長(zhǎng)而逐步發(fā)展的過(guò)程。
萬(wàn)建民:目前,,我國(guó)在抗蟲(chóng),、抗旱、抗逆,、養(yǎng)分高效方面,,已克隆出一批功能明確的基因,,創(chuàng)制出一批轉(zhuǎn)基因育種新材料,。今后,在抗逆養(yǎng)分高效利用轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物培育方面,,尚需解決的問(wèn)題包括:一是繼續(xù)加強(qiáng)有重要育種利用價(jià)值的抗逆,、養(yǎng)分高效新基因的克隆與功能驗(yàn)證;二是加強(qiáng)規(guī)?;D(zhuǎn)基因技術(shù)研究和條件設(shè)施平臺(tái)建設(shè),;三是加快具有重要產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用潛力的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物新品種培育,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,;四是加速培育具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的生物技術(shù)企業(yè),。(生物谷Bioon.com)