中國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理辦公室最近為兩種轉(zhuǎn)基因水稻頒發(fā)了安全證書(shū)。這兩種水稻分別是，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的轉(zhuǎn)抗蟲(chóng)基因水稻“華恢1號(hào)”及雜交種“Bt汕優(yōu)63”。證書(shū)自2009年8月17日起，有效期為5年。據(jù)此，這兩個(gè)水稻品系將可以在湖北省境內(nèi)成規(guī)模種植。

轉(zhuǎn)基因作物的含義和分類

水稻是中國(guó)人的主糧之一，農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)兩種轉(zhuǎn)基因水稻意味著轉(zhuǎn)基因水稻將端上人們的餐桌，這自然引起了廣泛的關(guān)注。那么，什么是轉(zhuǎn)基因水稻，什么是轉(zhuǎn)基因作物?

轉(zhuǎn)基因水稻不過(guò)是眾多轉(zhuǎn)基因作物的一種。轉(zhuǎn)基因作物的含義是，將人工分離(克隆)和修飾過(guò)的基因(外源性基因)導(dǎo)入到作物的基因組中，使導(dǎo)入的基因得到表達(dá)，引起作物的性狀產(chǎn)生可遺傳的修飾，這一技術(shù)稱為轉(zhuǎn)基因技術(shù)，其同義詞有遺傳工程、基因工程、遺傳改造的作物或食品。所以，轉(zhuǎn)基因作物就是將外源性基因轉(zhuǎn)入人們希望改變的作物中，產(chǎn)生新品質(zhì)和性狀的作物及產(chǎn)品，也叫基因重組作物。而這類被改造的作物也稱為目標(biāo)作物。

現(xiàn)在第一代轉(zhuǎn)基因作物可以分為幾大類。一是以蘇云金桿菌為代表的Bt轉(zhuǎn)基因作物，可抵御害蟲(chóng)的侵害，減少殺蟲(chóng)劑的使用量。該種作物可產(chǎn)生一種對(duì)某些害蟲(chóng)有毒性的蛋白，這種蛋白存在于常見(jiàn)的土壤細(xì)菌——芽孢桿菌屬蘇云金菌素(Bt)之中；二是抗除草劑作物，也包括抗蟲(chóng)、抗除草劑的混合型；三是抗病轉(zhuǎn)基因作物：四是抗不利環(huán)境，如抗干旱或抗鹽堿地的轉(zhuǎn)基因作物。

在抗蟲(chóng)害方面，Bt轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用最為廣泛。全球種植的Bt轉(zhuǎn)基因作物包括棉花、玉米、土豆、煙草、水稻、西紅柿、大豆、油菜等40多種。目前認(rèn)為，由于抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因能減少殺蟲(chóng)劑的使用，因而不僅有利于環(huán)境和生態(tài)，也有利于人體健康。例如，總體而言，使用Bt轉(zhuǎn)基因作物抗蟲(chóng)害，能使殺蟲(chóng)劑使用量減少20％以上。有些研究的統(tǒng)計(jì)結(jié)果更高，認(rèn)為可以減少60％的殺蟲(chóng)劑使用量。

另外，現(xiàn)在具有抗除草劑和抗蟲(chóng)特性的混合型轉(zhuǎn)基因作物也在全球推廣，大約占全球轉(zhuǎn)基因作物種植總面積的22％，主要分布于美國(guó)、加拿大、澳大利亞、墨西哥、南非和菲律賓等國(guó)家。

抗除草劑和抗病的轉(zhuǎn)基因作物

抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物能耐受除草劑，所以該種作物備受歡迎?，F(xiàn)在全球的轉(zhuǎn)基因作物實(shí)際上主要是抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物。2008年，具有抗除草劑特性的轉(zhuǎn)基因作物種植面積達(dá)到7900萬(wàn)公頃(1公頃等于15畝)，占全球轉(zhuǎn)基因作物種植總面積之冠，為63％。

抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物一般是能特定地抗某一種除草劑?，F(xiàn)在，推廣面積最大、經(jīng)濟(jì)效益最高的是抗草甘膦作物。研究人員已經(jīng)研制成功了20多種抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物，包括大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜、水稻、煙草、花生、西紅柿、土豆、向日葵、胡蘿卜、洋蔥、春小麥、苜蓿、菠菜、南瓜等。

另外，還有其他一些抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物也大顯成效。例如，抗草胺膦、稀禾定的玉米，抗草胺膦的大豆等等。

為了提高作物產(chǎn)量，就要求作物具有較強(qiáng)的抗病性。在這方面轉(zhuǎn)基因作物也有長(zhǎng)足的發(fā)展。例如，轉(zhuǎn)基因作物能抗御水稻白葉枯病、西紅柿葉霉病、甜瓜霜霉病等?，F(xiàn)在通過(guò)基因工程技術(shù)將抗病基因轉(zhuǎn)入作物中己獲得了一些成果，已克隆的作物抗病基因有51個(gè)，大部分是從雙子葉植物西紅柿和擬南芥中獲得。在糧食作物中，研究人員也克隆了15個(gè)抗病基因，其中，水稻5個(gè)、土豆4個(gè)、大麥3個(gè)、玉米2個(gè)、小麥1個(gè)。

不過(guò)現(xiàn)在抗病的轉(zhuǎn)基因作物研究進(jìn)展并不是很大，但這類轉(zhuǎn)基因作物的意義卻很大。例如，19世紀(jì)40至50年代愛(ài)爾蘭土豆歉收的大饑荒造成約有110萬(wàn)人死亡，現(xiàn)在研究人員破譯了造成土豆死亡的晚疫病菌的基因。如果能將抗土豆晚疫病菌的基因轉(zhuǎn)入土豆中，將會(huì)阻止這種大饑荒的再次產(chǎn)生。而且，早在1995年美國(guó)人就在土豆中引進(jìn)細(xì)菌病毒的基因以防止科羅拉多土豆蟲(chóng)和土豆病毒，讓土豆高產(chǎn)。

抗不利環(huán)境的轉(zhuǎn)基因作物現(xiàn)在主要集中到抗旱作物，但是這類轉(zhuǎn)基因作物還處于研發(fā)階段。目前，孟山都公司的第一代抗旱玉米的開(kāi)發(fā)已經(jīng)進(jìn)入最后一個(gè)階段，預(yù)計(jì)將于2010年以后投入市場(chǎng)，這一產(chǎn)品也已呈報(bào)給美國(guó)食品和藥物監(jiān)督管理局(FDA)審批。如果能獲得批準(zhǔn)，這將是全球首例抗旱玉米的突破。在試驗(yàn)中，這種抗旱玉米可增加一些非洲國(guó)家干旱和半干旱地區(qū)20％～30％的玉米產(chǎn)量。

特殊功能的轉(zhuǎn)基因作物

轉(zhuǎn)基因作物的最高境界是生產(chǎn)有特殊功能的產(chǎn)品，例如含高濃度維生素A或B的水稻、小麥。這就是第二代轉(zhuǎn)基因作物。它們的特殊功能還包括營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)型和免疫功能型轉(zhuǎn)基因作物和產(chǎn)品。

聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織估計(jì)，全世界約有8億人營(yíng)養(yǎng)嚴(yán)重不良，有1億兒童缺少維生素A(維生素A是導(dǎo)致眼睛失明的重要原因)，有4億女性缺鐵。所有這些人都可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因食物得到補(bǔ)充。因?yàn)橥ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)基因可以獲得營(yíng)養(yǎng)素極高的食物，如含有鐵、維生素A、B、C及其他元素的食物。甚至未來(lái)的食物還可以包含有抗感冒、抗脊髓灰質(zhì)炎的疫苗，人們只消吃上這樣的食物就能起到免疫的作用。當(dāng)然，這些特殊的轉(zhuǎn)基因食品和產(chǎn)品現(xiàn)在還處于研發(fā)階段。

被譽(yù)為“金色大米”的轉(zhuǎn)基因水稻就是這類特殊轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的代表。全世界目前總共有24億人以大米為主食。由于食用大米，其中約有1.3億人因缺鐵而引起貧血。在發(fā)展中國(guó)家目前有4億兒童患有維生素A缺乏癥，患病的結(jié)果是使兒童視力減退，嚴(yán)重者可導(dǎo)致雙目失明。而且由于缺乏維生素A，在發(fā)展中國(guó)家每年有1000萬(wàn)～2000萬(wàn)兒童死亡。

因此，通過(guò)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)生富含鐵質(zhì)和β－胡蘿卜素(維生素A的前體)的轉(zhuǎn)基因水稻被稱為金色大米，可以大大減少發(fā)展中國(guó)家人口尤其是兒童貧血癥和維生素A缺乏癥的發(fā)病率，給他們帶來(lái)福音。盡管美國(guó)研究人員上世紀(jì)90年代在洛克菲勒基金會(huì)的資助下運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)出金色大米，而且現(xiàn)在產(chǎn)出的每克金色大米中β－胡蘿卜素的含量為35毫克，但由于種種原因這種大米還未商業(yè)化批量生產(chǎn)。國(guó)際水稻研究所(IRRI)所長(zhǎng)羅伯特·齊格勒2009年在美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)于芝加哥舉行的一次會(huì)議上表示，金色大米正在菲律賓進(jìn)行大田試驗(yàn)，首批金色大米將在2011～2012年上市。

而對(duì)于金色大米，人們懷疑的一個(gè)主要原因是，其中的β－胡蘿卜素是否能在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為維生素A。最近美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院(ARS)兒童營(yíng)養(yǎng)研究中心兒科副教授邁克爾·格魯薩克博士等人的研究證明，金色大米中β－胡蘿卜素在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)換為維生素A。格魯薩克的研究小組讓5名健康人食用特定份量的金色大米，再檢測(cè)他們體內(nèi)的視黃醇的含量，視黃醇是一種血液中的維生素A。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人們食用的金色大米中每4單位的β－胡蘿卜素可以轉(zhuǎn)化為1單位的維生素A。研究人員明確表示，還將繼續(xù)測(cè)試β－胡蘿卜素在人體內(nèi)的轉(zhuǎn)化率，并且希望在世界不同稻米種植地區(qū)推廣和應(yīng)用轉(zhuǎn)基因金色大米。

特殊轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品前景更好

其實(shí)，口味更好和更富營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是未來(lái)人類更主要的需求，因此，特殊功能的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品將是未來(lái)農(nóng)業(yè)和市場(chǎng)消費(fèi)的一個(gè)主要發(fā)展方向。例如，一種具有特殊營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的轉(zhuǎn)基因玉米，其中含有人體必須的營(yíng)養(yǎng)素——色氨酸，含量比普通玉米增加了20％。色氨酸是人體必須的氨基酸之一，人體又無(wú)法自己合成，但植物性食品中的色氨酸含量又少，人們只能從動(dòng)物性食品中去獲得。通過(guò)食用這種轉(zhuǎn)基因玉米，既可以補(bǔ)充色氨酸，又可以減少因吃動(dòng)物食品而致的心血管病。又比如，轉(zhuǎn)基因油菜中也增加了大量的不飽和脂肪酸，也可減少心腦血管病的發(fā)病率。

轉(zhuǎn)基因玉米甚至也可以用作疫苗。例如，2002年，美國(guó)ProdiGene公司就宣布與美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的國(guó)家過(guò)敏和傳染性疾病研究所合作，開(kāi)展一種口服疫苗的Ⅰ期臨床試驗(yàn)，這種疫苗就是含有特殊轉(zhuǎn)基因的玉米，吃了這種玉米就像服用了疫苗一樣，可以產(chǎn)生抗體，避免產(chǎn)生腹瀉。

此外，轉(zhuǎn)基因避孕玉米也在研發(fā)中。美國(guó)多家生物技術(shù)公司和大學(xué)都在進(jìn)行這項(xiàng)研究，例如圣迭戈的Epicyte公司、約翰·霍普金斯大學(xué)等。研究人員掌握了免疫型不育婦女白細(xì)胞產(chǎn)生精子抗體的機(jī)制，然后利用克隆技術(shù)克隆大量白細(xì)胞，從中分離出針對(duì)精子的基因。再把這種基因植入玉米的DNA中。這種轉(zhuǎn)基因玉米就會(huì)產(chǎn)生阻止精子的抗體。以后女性可以方便地吃避孕玉米，從而達(dá)到避孕目的，而且這種玉米與其他物質(zhì)混合后還可制成避孕藥。不過(guò)，這類特殊功能的轉(zhuǎn)基因玉米是否能成功，還有待觀察。

特殊功能的轉(zhuǎn)基因作物甚至可以減少溫室氣體的排放。例如，玉米和高粱等作物中有一種特殊的能為吸收二氧化碳的蛋白質(zhì)編碼的基因。把玉米中的這種基因轉(zhuǎn)到水稻中去后就能使水稻像玉米一樣大量吸收二氧化碳，并把二氧化碳以四碳酸的形式，如蘋(píng)果酸，儲(chǔ)存起來(lái)。轉(zhuǎn)基因水稻能從大氣中多吸收30％的二氧化碳，因而也對(duì)減少溫室效應(yīng)起到積極的作用。

當(dāng)然，所有這些特殊的功能性轉(zhuǎn)基因作物和產(chǎn)品都還在研發(fā)之中。

責(zé)任編輯 張?zhí)锟?/p>