转基因作物及其食品安全

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转基因作物及其食品安全

2024-07-15 19:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

  我国是全球最早开发和应用转基因作物的国家之一,商业化种植的转基因农作物主要是转基因棉花,还有小面积的转基因马铃薯和南瓜。王贵彦等对我国转基因棉花种植情况进行了调查,结果表明,种植转基因抗虫棉在一定程度上增加了棉农家庭收入,其净产值和家庭经营及生活消费支出有较大的相关关系。Clive James在“2008年全球生物技术—转基因作物商业化发展态势——第一个十三年(1996—2008)”一文中指出,全球转基因作物种植面积逐年大幅度扩增,农户种植积极性极高,这反映出农户对转基因作物的满意度,转基因作物为发展中国家和发达国家的大型和小型农户带来重要的经济、环境、健康和社会利益。并且种植抗病虫害、抗除草剂的转基因农作物可以显著减少作物生长过程中农药的使用量,从而降低农业生产对环境的污染。据国际农业技术应用服务组织(ISAAA)报告,1996—2006年因种植转基因抗虫棉累计少使用杀虫剂有效成分约30万吨,使全球农药对环境的破坏性影响降低了15.5%,2007年减少使用杀虫剂14万吨。

  但是,继《国际先驱导报》记者金微刊发“中国成为国外转基因粮的生死试验场”、“民族的噩梦”等报道后,有关转基因水稻商业化种植的各种担忧在网络上疯传,并逐渐蔓延形成一种恐慌。有的论坛还发起“反转基因主粮”的签名活动。加之有些别有用心的人推波助澜,谣言四起。作为一名科研人员,我们必须利用科学的态度,面对民众的质疑,用科学知识和理性分析来面对谩骂指责。

  从科学的角度综合分析,导致公众对转基因生物担忧的因素主要有:转基因生物是否可能产生新的有害物质或过敏源?自身能制造杀虫毒素的转基因作物,毒素是不是可能伤害其他生物,或进入食物链威胁家畜与人类健康?涉及生态环境的转基因作物可能与野生亲缘作物或其他物种杂交,造成“基因污染”,可能导致对其毒素有抵抗力的害虫获得生存优势,成为新的“超级害虫”?作为科学研究者,我们必须直面这些问题,给公众一个满意的答复和进一步的科普服务。

  首先讨论目前人们最关心的转基因食品的安全性。转基因食品是通过基因技术加入了外来基因或去除原有基因的作物加工而成的食品。许多人担心,吃了转基因食品,动、植物的基因会转移到人体中。这是由于不了解基因作用原理而产生的一种误解。几乎任何来源于动、植物的食品都含有基因,不论基因的来源如何,构成基因的物质DNA(脱氧核糖核酸)进入人体后,都会被酶分解成小分子,不可能将外来遗传信息带到人的基因组里。从这个角度上说,转基因食品与传统食品并没有差别。目前争议最多的是转基因水稻的食用安全,当前获得安全评价的转基因水稻是在水稻中引入抗虫基因,使得水稻能分泌一种Bt毒蛋白物质,水稻螟虫食用后会被毒死,因而能够产生防虫效果。中国科学院植物研究所研究员蒋高明曾经质疑:“水稻是人类的主粮,昆虫无法下口,人类长期食用难道就没有害处吗?”连植物研究领域知识渊博的高级知识分子都心存疑问,何况普通民众。这种逻辑一度使许多人感到迷惑,并且弄得满城风雨,谈“基因”色变。其实不必大为惊慌。在信息发达的今天,查阅大量Bt基因研究的文献我们就会发现,Bt毒蛋白正是对人体最安全的天然杀虫剂之一。它来自于苏云金芽孢杆菌(拉丁学名Bacillus thuringiensis,因此简称Bt),是杆菌芽孢中分泌的一种蛋白质晶体,称为“内毒素”。这种内毒素仅对鳞翅目类昆虫有毒,对人和其他动物(包括鳞翅目类昆虫以外的其他昆虫)均是无毒的。鳞翅目类昆虫吃了苏云金芽孢杆菌的芽孢后,内毒素晶体在昆虫的肠道中溶解,并经过昆虫肠道中的蛋白酶加工,被激活变成了有毒性的蛋白毒素,与肠道细胞表面上的受体结合,造成昆虫肠道穿孔。昆虫因此不再进食,1~3天后就饿死了。很早以前,这种生物毒素就被作为生物农药使用,向农作物喷洒。所谓“有机作物”、“绿色作物”并不是不使用农药,而是喷施Bt内毒素这样的生物农药。1981年,编码Bt内毒素的基因被克隆出来,并将该基因转入到作物细胞中,这样培养出来的转基因作物也能分泌内毒素,害虫吃了转基因作物的叶子后,内毒素将其毒死。因此,栽培抗虫转基因作物,可以不用或者少用农药。目前栽培最多的是转基因抗虫棉花。为什么Bt内毒素对人、畜无毒呢?这有几方面的原因:一是在吃食物时一般是要加热、煮熟才吃的,内毒素是一种蛋白质,蛋白质加热后会变性,实验表明,内毒素在60℃的水中煮1分钟就失去活性。二是即便是生吃也没有关系,内毒素只有在鳞翅目昆虫肠道碱性环境下才能加工成有毒的蛋白,而人和牲畜的胃环境是酸性的,它们肠道细胞表面不含有毒素蛋白的受体,因此不会中毒。被人和牲畜吃下去的内毒素,会像其他蛋白质一样被消化、分解掉。三是每一个转基因生物的大规模生产均需在隔离环境下经过严格的试验,确保安全以后方可生产应用。世界上许多国家使用Bt内毒素作为生物农药已有几十年的历史,美国大面积种植含Bt基因的抗虫害转基因作物也已有10多年的历史,迄今未发现一例人、畜因吃这种作物中毒的。此外,由于昆虫和人的生理状况不同,能杀死昆虫的,却不一定能危害人体。许多蔬菜、水果由于含有天然杀虫素、驱虫素,虫子是不吃的,但是我们人却大吃特吃,例如西红柿、柑橘、葱、蒜、辣椒、胡椒等。这些天然杀虫剂、驱虫剂某些可能不利于人体健康,但是也有些不仅对人体无害,甚至可能有益,例如柑橘含有类柠檬酸,是一种天然的驱虫剂,有些报道说该物质还具有抗癌作用。

  生物学界对转基因作物的危害性争议起因源于苏格兰的一位免疫学家普兹太(Armand Putztai),他在1998年在英国电视上接受采访时声称,根据他的研究结果,转基因马铃薯对老鼠有毒,能破坏老鼠的免疫系统,欧洲舆论因之大哗,这也成为欧盟限制转基因食物的导火线。他的这项研究终于正式发表的时候(1999年发表在医学刊物《柳叶刀》上),对转基因作物的争议已越过大西洋到达了美国。1999年3月,3 000多名示威者在“生物2000年”大会在波士顿召开之际,举行了反基因食物大示威,引起了全美国的关注。1999年5月,美国康奈尔大学洛希(John Losey)实验室向英国《自然》杂志报告说,他们用沾有抗虫害转基因玉米花粉的草叶喂养大花蝶的幼虫,导致这些幼虫死亡。这两项研究成了反对转基因作物的活动者反复提及的“经典”研究,涉及了两个主要问题:转基因作物是否有害人体健康?是否会破坏生态环境?

  在普兹太的研究中,他向老鼠喂食能产生抗虫害凝集素蛋白的转基因马铃薯,发现老鼠的肠道受到损害,得出结论这是转基因食物所导致的。这项研究遭到了众多的批评,包括缺乏合适的空白对照以及用于喂养老鼠的膳食营养结构不平衡,后者也可能导致观察到的病变。转基因作物往往是过量地制造某种外源的蛋白质,即使无毒的话,是否能导致过敏?这是更值得关注的问题。如果一种蛋白质不会导致过敏,那么制造它的转基因作物也不会导致过敏。例如还未发现有人会对植物铁蛋白过敏,那么提高铁含量的转基因大米也不会因此使人过敏。那些会使某些人过敏的蛋白质如果被导入作物中,则有导致过敏的可能性。研究人员在研究转基因作物时,已充分考虑到这个问题。过敏症的患者90%以上是对牛奶、干果、蛋类、海产品、小麦、豆类过敏,因此来自它们的基因将不被采用。例如,为了增加大豆中的甲硫氨酸的含量,一种巴西干果的蛋白质基因曾被转入大豆,实验发现这种大豆可能引起过敏,因此该实验随即被终止。对转基因作物制造的新蛋白质,其化学成分和结构与已知的500多种过敏源做比较,如果具有一定的相似性,也会被放弃。大部分的过敏源都难以消化,因此转基因产生的新的蛋白质要检测是否能够被消化,如果不能,该转基因食物也不能供食用。在经过了严格的检测和管理之后,含有过敏源的转基因食物能够上市的可能性很小。我国的转基因水稻“华恢1号”做过两年的动物实验,包括大鼠多代繁殖的实验。其安全评价做了11年,才拿到安全证书。这在世界范围内,也算是非常严格的了。

  我们再来看看对生态环境的可能影响。抗虫害转基因作物分泌的毒性蛋白,除了毒死特定的害虫,有没有可能也毒死其他生物?洛希等人对大花蝶的研究,想要说明的就是这个问题。这个研究结果也备受非议,被指责无法重复,实验用的大花蝶幼虫被强制只喂食沾转基因玉米花粉的草叶而没有其他选择以及实验用的转基因玉米花粉含量过高。根据美国环境保护局的估计,草叶表面上转基因玉米花粉的数量达到每平方厘米150粒时,也不会对昆虫造成危害;而在田野,草叶表面所沾的玉米花粉数量只有每平方厘米6~78粒。因此在自然环境中,转基因玉米花粉不会危害大花蝶幼虫。还有一项研究表明,抗虫害转基因玉米的根部能分泌毒性蛋白,可能会在土壤中累积起来危害其他生物。这项研究是将玉米种植在培养液中,从培养液提取毒性蛋白喂养天蛾幼虫。其他研究者发现,如果将玉米长在土壤中,其根部分泌的毒性蛋白会迅速被降解掉,而失去了毒性。近期闹得沸沸扬扬的广西转基因玉米与大学生精子活性下降的报道,如果仔细阅读相关报道,我们发现两者之间根本没有直接联系和相关证据,更没有相关的科学实验。

  转基因技术是一种新的尖端生物技术,在提高粮食产量、减少农药使用、生产含有更多营养成分的健康食物方面有巨大潜力。公众存在担忧情绪,主要是怕它被错误地利用。与任何食品一样,转基因食品的安全性需要慎重对待和严格管理,转基因作物对生态环境的长远影响也需要更多的跟踪研究。面对转基因食品,我们需要的是严谨的科学态度,而不是简单地给予偏见或排斥。复旦大学教授、国际生物安全研究学会主席卢宝荣指出,我国已经建立完善的转基因食品评价和管理体系。任何一种转基因产品进行商品化,都必须进行严格的申报、审批,得到相关证实才能进行商品化。另外,上海交通大学教授、国家农业转基因生物标准化委员会委员张大兵指出,我国的转基因食品检测技术已经达到国际先进水平,与欧盟等地区的技术非常接近,转基因食品检测的时间也很快,这些说明我国的转基因食品安全有相对严格的保障。



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