隨著20世紀(jì)70年代DNA重組技術(shù)的問世,通過基因工程操作人為地制造出自然界中并不存在的新型轉(zhuǎn)基因生物成為可能,關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全的爭論也由此在全世界范圍內(nèi)展開。目前,科學(xué)家已經(jīng)成功培育出一批具有抗除草劑、抗蟲和抗病性狀的轉(zhuǎn)基因作物。由于轉(zhuǎn)基因作物一般馴化自野生種,因此在自然界中存在著它們的親緣種,這些親緣種能夠在自然狀態(tài)下與轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)行雜交從而產(chǎn)生基因交流。這樣一來,轉(zhuǎn)基因作物攜帶的那些表達(dá)抗性的外源基因就有可能通過基因流擴(kuò)散到同種的非轉(zhuǎn)基因作物品種或野生親緣種的基因組中。專家們已達(dá)成基本共識,即需要對這種交流可能導(dǎo)致的生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行細(xì)致有效的評估,尤其是發(fā)生了幾起轉(zhuǎn)基因作物與非轉(zhuǎn)基因作物間基因流動的事件之后。例如:1998年,一種能夠抗三種除草劑(草甘膦、固殺草和保幼酮)的油菜自播植物在加拿大被發(fā)現(xiàn):2001年,科學(xué)家在墨西哥瓦哈卡州發(fā)現(xiàn)本土的非轉(zhuǎn)基因玉米被轉(zhuǎn)基因玉米污染。
轉(zhuǎn)基因生物安全爭論由來已久
對轉(zhuǎn)基因生物安全的爭論,學(xué)術(shù)界基本有兩種不同的觀點(diǎn):一種觀點(diǎn)認(rèn)為,轉(zhuǎn)基因作物與傳統(tǒng)育種方法沒什么區(qū)別,對轉(zhuǎn)基因作物的種種限制將阻礙生物技術(shù)的發(fā)展;另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為,我們對轉(zhuǎn)基因作物的風(fēng)險目前還知之甚少,特別是長期生態(tài)效應(yīng);雖然轉(zhuǎn)基因植物至今還未在生態(tài)等方面造成重大的災(zāi)難,但這并不意味著它沒有風(fēng)險,因此對轉(zhuǎn)基因生物在環(huán)境中的釋放必須進(jìn)行嚴(yán)格細(xì)致的評估。
這些與轉(zhuǎn)基因生物安全有關(guān)的問題不僅在學(xué)術(shù)界爭論激烈,而且也是社會各界關(guān)注的焦點(diǎn),特別是對于轉(zhuǎn)基因食品。其實(shí),早在2002年就有雀巢食品含有轉(zhuǎn)基因成分的報(bào)道。2006年,人們在亨氏嬰兒米粉中發(fā)現(xiàn)含有轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻的成分。2007年6月,日本多款格力高休閑食品和德國麥德龍自有品牌餅干在中國市場被檢測出含有轉(zhuǎn)基因成分,其中,百奇(牛奶味)的轉(zhuǎn)基因成分除了抗蟲基因,還有抗除草劑基因。雖然人們對這些國際大公司不負(fù)責(zé)任的行為進(jìn)行了嚴(yán)厲批評和譴責(zé),但由于目前我國轉(zhuǎn)基因標(biāo)簽的管理規(guī)定中并不包括這些終端產(chǎn)品,所以很難避免類似事件的再次發(fā)生。因此,進(jìn)一步完善相關(guān)的法律規(guī)定或管理?xiàng)l例迫在眉睫。
由此可見,轉(zhuǎn)基因安全與每個人息息相關(guān),對轉(zhuǎn)基因生物安全的關(guān)注,不僅僅是研究人員應(yīng)該關(guān)心的科學(xué)問題,也是普通老百姓應(yīng)該關(guān)心并了解的。
看不見的基因交流
雖然自然界的物種之間一直存在基因交流,但是轉(zhuǎn)基因技術(shù)克服了種間甚至是類群間的界限,植物、微生物、動物甚至是人類的基因都可以在各自的基因組內(nèi)相互轉(zhuǎn)化。這樣做的結(jié)果是轉(zhuǎn)基因作物的基因流所攜帶的可能就不僅僅包括自身的基因,也包括來自其他生物的外源基因。這種不確定性及其可能存在的后果也是目前生物安全論爭的焦點(diǎn)。
基因流,主要指在生物個體或群體之間由于雜交而導(dǎo)致的基因交流;在生物安全領(lǐng)域中,特指轉(zhuǎn)基因在轉(zhuǎn)基因生物及與其有一定親緣關(guān)系的生物(即親緣種)之間的流動?;蛄鱽碜杂⑽膯卧~“Gene flow”,也有人譯成“基因漂流”或“基因漂移”,但后面兩種譯法容易引起誤解,也不規(guī)范。要進(jìn)一步理解基因流,還必須了解另外兩個概念:基因污染和基因漸滲,以及基因流與它們之間的關(guān)系。
基因漸滲,一般是指兩個物種雜交后形成可育的后代,并且可通過不斷與親本回交,實(shí)現(xiàn)一個種的基因整合到另外一個種的基因組中。這個概念在進(jìn)化及生態(tài)上應(yīng)用較多。
基因污染,一般情況下用來指轉(zhuǎn)基因生物的外源基因通過某種途徑被轉(zhuǎn)入并整合到其他生物的基因組中,使其他生物尤其是植物的種子或產(chǎn)品中混雜有轉(zhuǎn)基因成分,從而造成自然界基因庫的混雜和污染。
從基因流與基因漸滲和基因污染的關(guān)系來看,基因流是原因,基因漸滲與基因污染是結(jié)果。從理論上講,只要從源頭上阻斷基因流就能防止基因漸滲和基因污染的發(fā)生。
花粉漂流和種子流
轉(zhuǎn)基因作物與野生親緣種雜交是轉(zhuǎn)基因逃逸的主要形式,也是轉(zhuǎn)基因作物與親緣種發(fā)生基因流的主要證據(jù)。研究表明,基因流的主要途徑有兩種:一種是花粉漂流,另一個是種子流。第一種途徑一般被認(rèn)為是轉(zhuǎn)基因在空間上得以逃逸的主要渠道,也是轉(zhuǎn)基因作物與親緣物種發(fā)生基因流的主要原因。
花粉漂流是指在自然狀態(tài)下通過風(fēng)媒或蟲媒的傳播,攜帶轉(zhuǎn)基因的花粉在環(huán)境中找到受體并形成可育或不可育的雜交后代。 種子流是指轉(zhuǎn)基因生物尤其是轉(zhuǎn)基因植物收獲后,其種子有可能散落在環(huán)境中形成自播植物,這些自播植物開花后有可能與野生親緣種雜交,并產(chǎn)生后代。
不過,基因流的發(fā)生也不是容易的事,因?yàn)樗艿揭幌盗幸蛩氐挠绊懞椭萍s,必須是“在適當(dāng)?shù)臅r間、地點(diǎn)、場合,遇上適當(dāng)?shù)膶ο蟆?,即轉(zhuǎn)基因作物和親緣種必須生長在同一個地方,在同一時間段內(nèi)開花,還要有適當(dāng)?shù)幕ǚ蹅鞑ッ浇?風(fēng)媒、蟲媒),而且它們之間還必須是有性親和的。此外,氣候環(huán)境因素如溫度、水分等也會對其產(chǎn)生影響。
基因流的潛在影響
文章開頭提到的事例表明,物種間的基因流可以將轉(zhuǎn)基因帶到其親緣種及其他非轉(zhuǎn)基因生物中。這些基因流的發(fā)生可能會對環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會方面產(chǎn)生一定影響。
一是導(dǎo)致遺傳多樣性的喪失。這也是生物學(xué)家關(guān)注基因流的最重要原因之一。轉(zhuǎn)基因在野生種群中的固定,不僅使轉(zhuǎn)基因進(jìn)入野生種群的遺傳背景,造成對野生遺傳資源的污染和破壞,而且還可能導(dǎo)致遺傳多樣性的喪失。另外,轉(zhuǎn)基因向野生親緣種的轉(zhuǎn)移也會對其他物種產(chǎn)生重要的影響。例如,抗蟲性的轉(zhuǎn)基因混入野生植物中,可能會使環(huán)境中的害蟲長期接觸轉(zhuǎn)基因表達(dá)的抗性殺蟲蛋白而進(jìn)化出耐受性,并且對環(huán)境中的其他生物產(chǎn)生影響。
二是環(huán)境成本的增加。當(dāng)轉(zhuǎn)基因通過基因流逐漸在野生種群中定居后就有可能使得作物野生親緣種的競爭力更強(qiáng),獲得的生存機(jī)會更多,那么它們就有可能成為雜草。如果親緣種本身就是雜草,那么雜草的控制將變得更加困難,因?yàn)檫@意味著不僅控制雜草的選擇余地減少了,而且需要投入更多的除草劑、殺蟲劑等等,從而大大增加了管理成本。不僅如此,更多的除草劑、殺蟲劑也會進(jìn)一步污染、破壞生態(tài)環(huán)境。
三是食品安全的擔(dān)憂。如果用于食物或飼料的種子被生產(chǎn)生化藥品的轉(zhuǎn)基因植物污染,將會導(dǎo)致食品安全問題。近幾年,我國在轉(zhuǎn)基因科研方面進(jìn)展較快,已成為全球轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物田間實(shí)驗(yàn)和商品化生產(chǎn)面積較大的國家之一。在我國,獲準(zhǔn)進(jìn)行商品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因生物包括番茄、甜椒、矮牽牛和棉花以及楊樹。其中,轉(zhuǎn)基因棉花已進(jìn)入實(shí)際上的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn),2006年轉(zhuǎn)基因棉花面積已達(dá)350萬公頃,其他轉(zhuǎn)基因作物的面積都不大,轉(zhuǎn)基因楊樹的面積估計(jì)也不到400公頃。雖然有關(guān)媒體一直宣傳,國內(nèi)市場上售賣的轉(zhuǎn)基因食品是安全的,都經(jīng)過國家質(zhì)檢部門的檢測,甚至比一般傳統(tǒng)食品更安全。客觀地講,這種說法有一定道理,因?yàn)閷τ谀切┩ㄟ^合法途徑進(jìn)入市場上的食品,其安全性是有保證的。但是,這種一概而論的說法也有其局限性,至少轉(zhuǎn)基因食品比傳統(tǒng)食品更安全的說法需要進(jìn)一步的科學(xué)檢驗(yàn)。另外,要特別指出的是,目前國家質(zhì)檢部門在作食品安全的常規(guī)檢測時,是不檢測轉(zhuǎn)基因成分含量的。而人們目前擔(dān)憂的恰恰是混入轉(zhuǎn)基因成分的食品的安全性。
除上述影響外,基因流還有可能帶來其他方面的影響,比如知識產(chǎn)權(quán)的爭議:據(jù)報(bào)道,油菜抗除草劑基因向非轉(zhuǎn)基因油菜的基因流已經(jīng)導(dǎo)致了有關(guān)知識產(chǎn)權(quán)的訴訟案件。因此,研究基因流的發(fā)生及傳播機(jī)制等,以期消除或者盡可能降低基因流帶來的不利影響勢在必行。
責(zé)任編輯 趙 菲