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转基因水稻

转基因水稻,是指通过转基因技术将不同品种水稻或近缘物种的抗虫基因、抗病基因等导入某种水稻基因组内培育出的水稻品种。如:BT63/CpTI转基因抗虫水稻等。

转基因水稻的研究开始于20世纪后期。时至今日中国国产的转基因水稻已在美国获得食用许可。

目录

发展历程

水稻转基因技术在20世纪80年代才有所突破,人们通过原生质体体系将外源基因导入到水稻中,并发展了直接转化法、PEG介导法、电激法和脂质体介导法等水稻转化方法。

20世纪90年代初,根癌农杆菌(Agrobacte— rium tumo咖ciens)转化水稻技术的建立使水稻转化成为一项常规的实用技术,目前绝大多数的水稻转基因事件都是通过此法获得的。

国际水稻所将抗虫基因导入水稻,育成抗二化螟纵卷叶螟的转基因水稻。

1995年,中国农科院开始Bt抗虫转基因水稻的研发工作。1999年成果通过了农业部的成果鉴定,同年开始中间实验。

2001年,美国批准一种药用型转基因水稻商业化种植。

2002年,中国农科院Bt抗虫转基因水稻完成环境释放,2003年到2004年进行生产性试验。

2004年,伊朗批准Bt抗虫转基因水稻的商业化种植。

2004年,绿色和平组织曾在湖北展开了对转基因水稻种植的四次调查,并于2005年4月13日发布了《非法转基因水稻污染中国大米》调查报告。该报告认为,转基因种植在湖北等地的种植已经非常广泛。该组织同时将调查报告送往农业部。

2005年4月14日,农业部农业转基因生物安全管理办公室公布了《关于“转基因水稻污染我国大米”的书面答复材料》,对绿色和平的检测结果“无法认同”,关于报告中所提转基因水稻的种植面积、允许范围、是否违规等问题,农业部将依据《农业转基因生物安全管理条例》和湖北农业厅对此事的执法检查结果进行判断和处理。

2005年8月11日,湖北省政府委托省农业厅就“转基因水稻事件”首次发表申明,武汉科尼植物基因有限公司、武汉禾盛种衣剂有限责任公司和华中农大新技术研发公司在承担转基因水稻生产性实验过程中,“擅自扩大制种”,并责成有关单位对其进行处罚。

湖北省农业厅随即对已种植的上万亩转基因水稻进行铲除,并对农民进行每亩约四五百块钱的补助。随后,农业部下发通知,要求全国各地加强转基因安全监管工作。

2006年美国批准一种抗除草剂转基因水稻的商业化种植。

2007年5月16日,一种能够表达人类乳汁中常见蛋白的转基因水稻通过美国农业部的批准,开始大规模种植。

2009年12月初,中国生物安全网上公布的“2009年第二批农业转基因生物安全证书批准清单”上,出现了一直备受争议的转基因水稻,两个由华中农业大学研发的抗虫转基因水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”首次获得农业部为转基因水稻颁发的安全证书,并准予在湖北省进行种植。

2014年5月,国际非政府机构(NGO)绿色和平组织潜入华中农业大学海南实验基地,在试图盗窃我国转基因水稻种子样本时被人赃俱获。5月5日,农业部向全国各转基因研发单位下发《农业部办公厅关于严防转基因试验材料流失的通知》,要求“严防转基因材料遗失和被人恶意扩散,避免我国科研核心机密和种质资源材料被窃取,给国家造成不可挽回的损失”。

2015年1月4日,华中农业大学水稻研究团队已经收到由农业部颁发的“转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻华恢1号在湖北省生产应用安全证书”(农基安证字(2014)第29号)和“转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻 Bt汕优63在湖北省生产应用安全证书”(农基安证字(2014)第30号),安全证书的有效期为2014年12月11日至2019年12月11日。同日,中国农业科学院生物技术研究所的转基因植酸酶玉米BVLA430101,再次获得农业转基因生物安全证书。

2018年1月,美国FDA(食品药品管理局)发文认定,中国国产的转基因水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”已在美获得了食用许可。FDA同时认为,来源于华恢1号稻米的人类食品和动物饲料在营养成分、安全性和其他相关参数上与其无实质性差异。因此,华恢1号稻米上市前无需经FDA的额外审查和批准。[1]

背景技术

转基因生物技术的研究,大多分布在抗虫基因工程、抗盐基因工程、抗病基因工程抗逆基因工程品质基因工程品质改良基因工程控制发育的基因工程等领域。如抗虫基因工程将Bt基因导入棉花、玉米、水稻、烟草、马铃薯等作物,毒杀害虫;或将胶蛋白酶抑制剂基因导入作物,干扰害虫消化作用,而导致害虫死亡。

发展现状编辑 市场调查 2014年4月,在湖北省武汉市的一家大型超市,随机购买了5种大米。这些大米在中国检验检疫科学研究院进行检测,检测结果在这五种大米中,有三种含有转基因成分。欧盟预警系统中所显示的转基因成分也大都是这一类型:BT63。

销毁事件 2014年8月1日消息,武汉当地10多亩正在大田生长的转基因水稻已于30日被集中销毁。

水稻是几家农户联合种植的,秧苗是抗虫稻,也就是含有转基因成分的BT63稻苗。被集中销毁后,当地每亩给予约1000元补贴。农户也曾在2010年前后种植过这样的水稻,每亩收成千把斤,成熟后卖向市场。

商业化 安全证书

2014年8月17日,中国转基因水稻仅有的2张“安全证书”全部到期。如果续申请没有成功,则意味着中国将没有一种转基因主粮拥有安全证书,更不必说商业化许可。这是中国转基因产业化之路的一个重要时间节点。2015年1月5日,“转基因抗虫水稻“再次获得由农业部颁发的农业转基因生物安全证书(生产应用)。

院士上书

2013年7月,中国科学院院士、华中农业大学生命科学学院院长张启发等上书指责农业部的不作为。10月19日,“全国首届黄金大米品尝会”在武汉华中农业大学举行,300多名转基因铁杆支持者参加了活动方所组织的报告会,并参加了设在华中农大国际会议报告厅的“转基因大米晚宴”。

类似的转基因大米试吃活动已在中国国28个城市开展,都是华中农业大学为活动提供所需的转基因大米。而这一次,还加入了刚刚收割不久的、由其自身研究种植的“黄金大米”。

中国科学院院士、华中农业大学生命科学学院院长张启发,在活动中作了题为《作物育种的主要发展趋势》的演讲。

张启发在演讲后接受采访时表示,对转基因水稻在中国的前景表示悲观,“2009年5月,在11年的争取之后,我们研究的两种转基因水稻,华恢1号与Bt汕优63取得了国家所颁发的安全证书,当时我比较乐观,但转基因水稻商业化不是更近,而是更遥远了。”他说,他将在两个月后卸任华中农业大学生命科学学院院长一职。张启发透露,我国61名院士联名上书国家领导人,请求尽快推进转基因水稻产业化。“61名院士在建议书中写道,‘推动转基因水稻种植产业化不能再等,再迟缓就是误国,转基因产业化发展不起来,则商业发展不起来,对科研影响非常大’,同时院士们指出农业部的不作为。”

环保组织反对

“绿色和平”农业与食品部负责人俞江丽说,“绿色和平”一直反对转基因水稻在中国的商业化,一旦其商业化而大面积种植,通过基因漂移作用,将对我国野生水稻品种带来灭顶之灾,而食用转基因大米对人体的影响也尚未有定论,将13亿人置于未来潜在的风险之下是难以接受的。

早在2004年,“绿色和平”曾在湖北展开了对转基因水稻种植的调查,并在2005年4月发布了调查报告,指转基因种植在湖北等地的种植已非常广泛。2005年8月,湖北省农业厅发表申明,称华中农业大学大新技术研发公司等企业在承担转基因水稻生产性实验过程中,“擅自扩大种植面积”,责成有关单位对其进行处罚,并对已种植的上万亩转基因水稻进行了铲除。这被视作“绿色和平”与华中农业大学的一次直接交锋。俞江丽说,很多转基因水稻研究团队中的成员都有双重身份,他们既是国家机构的研究人员,又是种业公司的股东,商业化,有着明显的利益驱动。

不过,根据了解,绿色和平组织本身就以激进的反转基因立场而著称,其所资助的法国科学家塞拉利尼的转基因玉米致癌试验因为严重违反科学试验和论文规则而遭撤稿。绿色和平其以不科学态度对转基因食品的污蔑遭到了科学界的反对,并引发了超过百名诺贝尔奖得主的联名抗议,成为了2016年最受著名的科学热点事件之一。而根据英国著名环保作家,牛津大学研究员,前反转基因运动领导者之一的马克·林纳斯的表述,绿色和平以及其反转基因立场和资料均存在问题。

食用案例 华中农业大学将转基因大米正做猕猴喂养实验,专家自己连吃14年。对于转基因水稻的安全性,有“反转派”质疑实验作假,要求公开。

华中农业大学教授、国家重大科技专项“抗虫转基因水稻新品种培育”项目负责人林拥军介绍,这两张安全证书的取得非常严格,不仅对白鼠做了90天喂养实验,还做了三代繁殖实验,结论都显示食用转基因大米与普通大米并无差别。

林拥军认为,如实公布一些基本的实验结果对打消老百姓的疑虑有好处,但应由鉴定方或农业部发布。有人提出白鼠“吃太少,与人差别大”,质疑实验结果无法证明人食用安全,林拥军透露,农业部正委托中国农业大学做转基因大米的小型猪90天喂养实验,还委托中国医学科学院做猕猴喂养实验,“属于灵长类,跟人类非常近”。林拥军还表示,食品与药品不同,上市前无需做人体实验,但他自己从1999年来已连续14年吃转基因大米,至今身体无恙。

大发现 2015年6月14日报道 港媒称,中国科学家已找到改变一种广泛种植水稻的基因结构的方法,他们称此举可以降低含氮化肥使用量从而缓解中国长期得不到解决的雾霾问题。

报道称,尽管耕地面积只占全球的7%,但中国消耗的氮肥却占全球的1/3以上,即35%。在农业上如此大量的使用氮肥导致中国的土壤、水和空气受到了大规模污染。[2]

影响分析

食品安全 a.转基因技术带来的非预期变化

用于创造转基因植物的技术既不精确也不准确。在转基因操作过程当中,多个拷贝的外源基因或基因片断经常随机地插入作物原有的基因当中,以及造成原有基因的缺失或重排。这些情况可能导致的非有意和非预期后果包括:

破坏作物的原有基因及它们的正常功能,有可能导致产生不可预料的有毒或反营养物质;

增加或减少作物原本的毒素或致敏蛋白的表达量;

如果多拷贝同时存在时可能发生基因沉默。

因此,对转基因稻米的安全评估必须包括到可能的非有意和非预期后果。

b.致敏性,毒性和营养价值

转入基因的表达产物是否有毒性或致敏性,在对转基因食品的安全评估中需要非常仔细。很多人每天会进食大量的大米,因此食品安全评估一定要进行得非常严格,对转入的基因成分及其蛋白产物的最终去向要进行深入的研究。这就要求对基因及其蛋白产物在烹饪过程中的降解情况,以及它们在人体消化道中的活性表现进行评估。

对于Bt毒蛋白基因和豇豆胰蛋白酶抑制剂基因,还会有特别的健康问题顾虑,因此需要全面地进行分析。

如果抗抗生素的基因被用作基因标记物,那么透过基因转移至微生物而导致抗生素疗法失效的可能性就应成为在风险评估中的一个内容。

农业环境 转基因稻米可能通过以下途径对环境和农业经济造成不利影响。

a.杂草问题

转基因稻米对杂草稻或野生稻的基因流(植物间通过交叉授粉而发生的基因流动)将是有害的。如果基因流将外源基因转入到杂草稻和/或红稻中,可能会增加它们的竞争优势而使其变得更为麻烦,农民将为杀死它们而施用更多的有毒化学品。例如,抗虫或抗病基因的转入将会增加红稻的竞争优势。

b.野生稻

在有野生稻分布的栽培稻种植地区,它们之间的基因流也迟早会发生。野生稻的基因库将因此而被污染,从而损害野生稻生物多样性的保育工作。转基因栽培稻与野生稻的杂交后代可能会使原始类型的野生稻种群灭没,导致它们灭绝。野生稻种的消失将是遗传资源的重大损失,这也将会威胁到未来的育种和粮食安全,因为作物育种需要依赖于多样性的遗传资源。

c.非转基因栽培稻

非转基因稻米会被基因流污染,这将危及非转基因稻米的供给,扰乱市场从而可能带来经济损失。

d.对非靶标生物的影响

是否会对非靶标生物产生影响是对抗虫转基因稻米评估中的一项重要内容。非靶标生物是指那些受到毒素影响却不是原本要对付的物种,它们可能直接摄入含有毒素的花粉或植物残体,也可通过间接途径,如捕食吃了毒素的昆虫。这可能会减少重要物种的数量,或是减少自然中那些帮助控制害虫的益虫的数量,从而危害到整个生态系统。

有科学证据,特别是来自于Bt玉米的研究表明,其对非靶标生物的间接影响是一个真实存在的问题。抗虫转基因稻米的种植也可能会带来生态上的影响,如可能会伤害到家蚕这种吐丝的经济昆虫。Bt毒素可以在土壤中积累,它对土壤生态有什么样的影响还是个未知数。对CpTI影响的研究远少于Bt毒素,但其对非靶标生物的间接影响也是一个令人担忧的问题。

e.害虫产生抗性

稻米害虫对抗虫转基因稻米的Bt毒素产生抗性也是有可能的。由于这种担心,使得人们认为要采取一定的管理措施以避免在Bt棉花和玉米身上发生这样的问题。其关键是要求建立“避难所”,即种植一定面积的非Bt作物使得对Bt敏感的种群得以生存,或是限制转基因作物的种植数量。然而,对于Bt稻米,管理措施却不那么容易被实现。因为对于很多的小农户来说,留一小块地种植不同的非转基因稻米是不太可行的。

而对于CpTI,就很少考虑抗性是否会影响它的效率以及如何缓和这种抗性。[3]

研究案例

华中农业大学抗虫转基因水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”

2009年12月初,中国生物安全网公布“2009年第二批农业转基因生物安全证书批准清单”,两个由华中农业大学研发的抗虫转基因水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”,首次获得农业部为转基因水稻颁发的安全证书,并准予在湖北省范围内进行种植。

中国农科院植保所研究员吴孔明透露,首个获批的是华中农业大学张启发院士课题组的Bt抗虫转基因水稻,接下来要进行品种审定、种子生产许可、种子经营许可等常规品种需要经历的程序,离商业化还需2-3年时间。

各方质疑

由于关乎国民健康和粮食主权问题,“转基因”一直是舆论争论的焦点,然而,农业部为这两个转基因水稻品系颁发生产应用安全证书的过程,公众并不了解,因而对转基因粮食安全问题产生疑虑和不安。据中国青年报报道,对于安全证书的颁发过程,农业部只提供了一份简短的书面回复。根据这份回复,证书发放是“经过严格的实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和申请生产应用安全证书等5个阶段的多年安全评价,依据农业转基因生物安全委员会评价结果”作出的决定。

中科院植物研究所首席研究员蒋高明、绿色和平食品与农业项目主任方立峰对此也提出一系列质疑,包括“何时获得批准”、“为何不公开转基因生物安全委员会专家名单”、“环境与食品安全方面的专家是否参与讨论”、“是否会咨询其他利益相关者”等。请求公开专家名单却无人理睬,这让很多人开始怀疑这一切“是暗箱操作”,与转基因相关的整个共同体的失声,成为人们质疑的重点。

通过安检

该实验室在回复给书面报告中表示,农业部向该校发放的转基因水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”的安全证书,签发日期为2009年8月17日,有效期5年,适用地为湖北。

该品系的研发工作于1995年开始,1999年成果通过了农业部的成果鉴定,同年开始中间实验,2002年完成环境释放,2003年到2004年进行生产性试验。整个安全评价程序是根据国家《农业转基因生物安全管理条例》等有关法规的要求,参照国际食品法典委员会《转基因植物风险评估指南》等国际通用准则进行的。历时10年的安全评价,经过农业转基因生物安全委员会审定通过而最终获得了安全证书。

此外,实验室表示,安全评价是由国家相关管理部门组织专家独立进行,参加评价的专家名单、专家的学科构成以及是否咨询过其他利益相关者,作为相关成果的研发单位,其并不掌握。

该实验室称,人类认识Bt蛋白的来源生物苏云金芽孢杆菌已有100余年,安全使用Bt蛋白作为生物杀虫剂有70多年。

该实验室承诺,转基因水稻一旦批准商业化种植,实验室研究者的米缸里肯定都是转基因大米

争议评论

关于转基因水稻存在一定争议。中国科学院院士、华中农业大学生命科学学院院长张启发对转基因水稻表示支持,2013年7月,中国61名两院院士联名上书国家领导人,请求尽快推进转基因水稻产业化。

国际农业生物技术应用服务组织(International Service for the Acquisition of Agri-biotech Application,ISAAA)主席CliveJames博士在2009年12月4日出版的《国际农业生物技术周报》(CropBiotech Updata)上撰文指出,中国政府批准转基因水稻和玉米是一项里程碑式的决策,显示出中国正在打造转基因关键作物的“三驾马车”。

“绿色和平”等环保组织对此持反对态度。中国著名作物遗传育种学家、中国农业大学许启凤教授认为,转基因产品,特别是转基因主粮,是不安全的。

“杂交水稻之父”袁隆平在接受媒体采访时曾表示,“转基因不能一概而论”。他认为转基因也是今后的发展方向,同时透露他也正在进行转基因水稻的相关研究。包括袁隆平在内的不少专家都认可转基因作物的产量优势,但对于推广则持谨慎态度。

参考文献