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自1996年转基因作物大规模商业化应用以来,转基因食品已成了广大公众既熟悉又陌生的一个术语。然而“转基因”究竟是怎么回事?为什么要发展转基因技术呢?这项科技的应用会给人类社会带来什么样的变化?关于这些问题的解答还是要从基因说起。

什么是基因?基因是生物体遗传信息的载体,从最简单的细菌到我们人类,繁杂生命的各自特点都是由基因决定的,它操纵和调控一切生命的存在或衰亡。比如,孩子为什么会长得像父母?为什么有的人天生卷发?花儿为什么会五颜六色?等等,这些都与基因有关。基因在化学本质上就是脱氧核糖核酸分子,简称DNA。在细胞中,承载遗传信息的DNA由两条呈螺旋状的链子组成,这样的两条DNA链进一步缠绕组成染色体,我们人类有23对这样的染色体,分别来自父亲和母亲,目前在电子显微镜下人们可以直接观察到它们。

DNA是由4种核苷酸组成的,我们用字母A、T、C和G来表示。一个物种的基因组所蕴含的遗传信息量是非常庞大的,就人类基因组的碱基数量来说,如果全部人类基因组的DNA序列也就是A、T、C和G这4个字母以5号字体打印在A4纸上,所用纸的厚度得有1 000米那么高,相当于3个埃菲尔铁塔,比两个东方明珠还要高!这样浩繁的内容堪称为“天书”!在这部“天书”中,核甘酸就相当于字母,每3个字母代表一个字,即一种“氨基酸”,不同数量的字按一定的顺序排列组成一句具有完整意义的语句,即“蛋白质的氨基酸序列”,通常组成这个语句的核苷酸序列,我们也称之为基因序列,很多个基因排列在染色体上组成物种的基因组这部天书。现已逐渐破译多个物种的天书,如人类、水稻、拟南芥、家蚕等。尽管现在已经可以“读出”多个物种的天书,但是要完全“读懂”并了解其内部涵盖的生物学意义,还需要进一步精读。读懂这一部部天书所蕴涵的生命——生老病死的绝大多数遗传信息是对人类智慧的一项挑战。

我们明白基因是什么,就容易理解什么是转基因技术。转基因就是根据人们的需要将适合的外源基因导入到某个生物体基因组中,使生物体产生新的性状,这一技术称之为转基因技术。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”与转基因技术意义是相近的。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰的生物体”(Genetically Modified Organism),简称GMO。从生物学角度来讲,转基因和常规杂交育种在本质上都属于遗传物质的转移,没有什么本质上的不同,只不过自然界的基因的转移是通过有性生殖过程来实现的,而在转基因技术中的基因转移是通过体外DNA重组和转化技术来实现的。比如,我们将控制蓝色色素合成的基因转到白色的玫瑰品种中,由此得到转基因蓝色玫瑰。大家都知道,世界上根本就不存在蓝色的玫瑰,因此通过有性杂交也不可能得到蓝色的玫瑰,只有通过转基因技术才能获得,而控制蓝色的基因可以来自其他花卉品种,也可以来自其他生物。转基因育种的最显著的特性就是打破了生物物种之间的生殖隔离,实现了遗传物质在不同的物种之间转移。比如,在水稻和小麦物种之间,或者在微生物和植物之间,这在常规育种中是做不到的。目前科学家已将来自苏云金芽孢杆菌的Bt杀虫基因转到棉花中,培育出了转基因抗虫Bt棉,仅依靠常规育种技术这是无法实现。

与常规育种技术相比,转基因育种更为精确。通常常规育种过程中会伴随大量的冗余基因转移,而这些冗余基因往往与恶劣性状连锁,是我们育种目标所不需要的。转基因技术所转移的是经过明确定义的基因,基因的序列和功能清楚,插入到寄主染色体的位点也是清楚的,因此后代表现是可以准确预期的。

1996—2009年,转基因作物种植面积空前地增长了79倍,使转基因技术成为近代史上利用最快的重大创新技术。2010年全球有29个国家批准种植转基因作物,创造了巨大的财富。然而这仅仅是转基因育种技术应用的第一个阶段,主要培育了抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗逆境生存的作物品种,并得到广泛的应用。目前主要推广的转基因品种有:抗除草剂的转基因油菜和大豆,抗虫的转基因玉米和棉花,极大地降低了生产投入,增加了作物产量。在这一阶段中广大农民受益,同时也为缓解贫穷和饥饿,减少耕地开发和森林采伐,保持水土做出了卓越贡献。

目前正在加紧努力实施利用转基因技术改善作物的口感品质和营养的研究,我们称为第二阶段。这一阶段将会给予了广大消费者更多的选择,比如,瑞士科学家开发出产生β-胡萝卜素的“金米”。β-胡萝卜素可以在人体内转变为维生素A,食用这种转基因“金米”可使世界上贫穷国家的50万儿童免于失明。转基因油菜,不饱和脂肪酸Ω-3脂肪酸,即深海鱼油的主要成分含量大增,有助于改善中老年人的心血管功能。未来还会有第三个阶段,即按人类需要工程设计的阶段,可根据人类的需要来设计转基因物种,比如治疗性、功能性食品:专门为糖尿病人吃的大米,还有植物工厂、生物能源等。这些过去我们认为不可能实现的梦想,借助于转基因技术都可以实现,这项技术将彻底改变人类的生活。

“民以食为天”,粮食问题涉及千千万万人的生存。近年来粮食价格持续攀升,全球粮食库存在最近30年间不断下降。面对中国出现的粮食问题,邓小平曾提出,“将来农业问题的出路,最终要由生物工程来解决,要靠尖端技术”。温家宝总理也表示,“我力主大力发展转基因工程,特别是最近发生的世界性粮食紧缺更增强了我的信念”。这里所提到的“生物工程技术”和“转基因工程”都是指转基因技术。

著名外交家,前美国国务卿基辛格曾经说过“如果你控制了粮食,你就控制了所有的人”。在未来全球粮食掌控的竞争中,美国已占先机。据2004年西班牙《起义报》报道,在世界转基因作物市场上,美国公司占据了83%,德国公司占有12%,瑞士公司占5%。现在已有越来越多的国家掌握了转基因作物种植经验,转基因产业是一项战略产业,它已成为未来国际发展的重点,我们应该坚定不移的利用转基因技术为人类造福,迎接国际上的挑战。

近年来,世界各国都正在努力掌握转基因作物的研究和应用技术。被誉为现代智囊“大脑集中营”的美国兰德公司在一篇题为《

2020年的全球技术革命》研究报告中指出,转基因植物是16个未来应用最广泛的科技领域之一。转基因技术被誉为“人类有史以来应用速度最快的重大发明之一”,转基因技术的广泛应用被称为新的“绿色革命”。我们对于转基因技术要懂得合理利用,对于转基因食品要秉持与非转基因食品“实质等同”的科学原则去衡量,正视转基因植物为农业乃至社会的可持续发展做出的贡献,以积极的科学发展的眼光看待“转基因时代”的到来。