主講人 | 曹立勇

中國水稻研究所國家水稻改良中心分子育種研究室主任

中國農(nóng)業(yè)科學院水稻遺傳育種博士研究生導師

轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展與食品安全

主講人 | 曹立勇

中國水稻研究所國家水稻改良中心分子育種研究室主任

中國農(nóng)業(yè)科學院水稻遺傳育種博士研究生導師

轉(zhuǎn)基因是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略性高新技術(shù)

在水稻常規(guī)育種領(lǐng)域有兩次技術(shù)革命：第一次是20世紀50年代末的矮桿育種，這次革命使水稻產(chǎn)量從每公頃2噸提高到4噸。第二次革命是20世紀70年代的水稻雜交技術(shù)，使產(chǎn)量從每公頃4噸提高到6噸。這兩次綠色革命奠定了高產(chǎn)基礎(chǔ)，但常規(guī)育種方法周期較長，工作量較大。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，生物育種技術(shù)取得重大突破。轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是生物技術(shù)育種的一種，它主要利用生物技術(shù)將人們期望的目標基因（抗病基因、抗蟲基因）克隆分離重組后整合導入生物體的基因組中，從而改變生物原有的性狀，獲得新的性狀。轉(zhuǎn)基因作物的經(jīng)濟社會效益主要有三點：一是有效地控制了靶標害蟲和作物病害，穩(wěn)定作物產(chǎn)量。二是降低了化學農(nóng)藥的施用，保護生態(tài)環(huán)境，增強食品安全性。三是降低了生產(chǎn)成本，提高了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，提高了農(nóng)產(chǎn)品競爭力。

目前，轉(zhuǎn)基因生物應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要應(yīng)用于醫(yī)藥、環(huán)保、新能源新材料等方面。從轉(zhuǎn)基因研發(fā)趨勢來看，全球商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因品種有玉米、棉花、油菜、木薯、甜菜等28個品種。全世界轉(zhuǎn)基因技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用的有65個國家，前三個分別是美國、巴西和阿根廷。我國從1998年開始投入大量資金進行轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)，目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)在中國的商業(yè)化運用排在世界第六位，在我國大面積應(yīng)用于種植Bt棉花和抗病毒番木瓜。作為一項重大技術(shù)創(chuàng)新，黨和國家非常重視。習近平總書記強調(diào)：轉(zhuǎn)基因是一個

新的技術(shù)，也是一項新的產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景，要嚴格按照國家制定的技術(shù)規(guī)程規(guī)范進行，穩(wěn)扎穩(wěn)打、確保安全，大膽研究創(chuàng)新，占領(lǐng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)制高點。

我國轉(zhuǎn)基因安全管理科學規(guī)范

我國轉(zhuǎn)基因安全管理體系非常嚴密，建立健全了整套監(jiān)管體系，目前已經(jīng)走在世界前列。國務(wù)院制定了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》，農(nóng)業(yè)部制定了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價管理辦法》《進口安全管理辦法》等一系列公告、技術(shù)指南、標準和規(guī)范。國家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會的構(gòu)成有農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品、檢測檢驗等部門，具有廣泛專業(yè)代表性和政府權(quán)威性，它的成員有各個部委推薦的相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)業(yè)務(wù)扎實、學術(shù)水平高超的專家，每五年一屆。他們的職責主要是負責轉(zhuǎn)基因生物安全評價和維持轉(zhuǎn)基因生物安全秩序。我國有全國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理標準化技術(shù)委員會作為技術(shù)支撐體系，主要工作是制定轉(zhuǎn)基因生物安全標準。目前已經(jīng)發(fā)布標準150多項，其經(jīng)國家認證的轉(zhuǎn)基因檢測機構(gòu)檢測包括產(chǎn)品的成分安全、環(huán)境安全、食用安全三個類別，形成了功能完善、管理規(guī)范的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基

因生物安全檢測體系。國務(wù)院設(shè)有農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理部際聯(lián)席會議，負責研究協(xié)調(diào)重大問題，農(nóng)業(yè)部有農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因安全管理領(lǐng)導小組，縣級以上農(nóng)業(yè)行政管理部門負責本行政區(qū)域內(nèi)的監(jiān)管工作。我國發(fā)布了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標識的國家標準，其標識為強制標識。2002年發(fā)布實施的第一批標識目錄，包括了大豆、油菜、玉米、棉花、番茄等作物，其中大豆包括大豆種子、大豆、大豆粉、油、豆粕。食品安全法明確監(jiān)管職責，規(guī)定第一責任人是研發(fā)人和研發(fā)單位，重大決策由國家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會科學評審，轉(zhuǎn)基因和部際聯(lián)席會議綜合決策，以保證評價科學全面，程序規(guī)范嚴謹，結(jié)論真實可靠。

以抗蟲水稻的安全評價體系為例，首先實驗研究階段往往要五到六年，對基因進行克隆、定位、轉(zhuǎn)化，實驗室研究階段以后進行一到兩年的中間實驗，然后環(huán)境釋放一到兩年，生產(chǎn)性實驗一到三年，這些過程都是需要農(nóng)業(yè)部安委會審核，再做食用性的安全、分子特征、環(huán)境安全評價之后才能發(fā)放安全證書。同時還要做對環(huán)境安全品種中的雜草性、入侵性、基因漂移等環(huán)境后果對植物健康的影響、動物和人體偶爾接觸的影響、對環(huán)境生物和食物網(wǎng)的影響等等方面的安全評價。種植轉(zhuǎn)基因水稻的周邊200米是有圍墻隔離的，因為水稻花粉在2至5米之間可以漂移，借助風力時可以達到300多米，所以在中間實驗與生產(chǎn)性實驗之間做了非常嚴格的隔離。我們對轉(zhuǎn)基因水稻做了病理分析，它能殺死昆蟲是因為昆蟲體內(nèi)有殺蟲蛋白的受體，人體當中沒有這樣的殺蟲蛋白的受體，所以說這個殺蟲蛋白對人體是無害的。同時我們借鑒食品、食品添加劑、農(nóng)藥、醫(yī)藥安全性評價的理念，用超過常規(guī)劑量的超常量實驗，應(yīng)用公認的實驗?zāi)Ｐ妥隽碎L期食用的安全性評價，都證明是安全的。

和轉(zhuǎn)基因水稻一樣，轉(zhuǎn)基因棉花也在我國大量種植。我國從1998年開始批準商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因棉花，種植以后進行了長期的安全性監(jiān)測，對靶標生物、非靶標、生物多樣性進行檢測，沒有任何不良的影響。同時種植抗蟲棉有效控制了小農(nóng)戶多種作物棉鈴蟲危害。棉鈴蟲防治效果達到80%以上。

轉(zhuǎn)基因生物食用飼用及環(huán)境安全

轉(zhuǎn)基因生物的安全評價主要從兩方面來講，第一個方面就是要食用和飼用安全，第二個方面是進行環(huán)境安全的評價。食用和飼

用安全要求轉(zhuǎn)基因食品進行毒性、致敏性和抗營養(yǎng)作用分析。環(huán)境安全要從生產(chǎn)競爭能力評價，進行基因漂移的評價，非靶標生物和生物多樣性影響評價、害蟲地位演化的影響評價、靶標害蟲抗性進化影響評價等等。對于食用飼用環(huán)境安全，種植轉(zhuǎn)基因作物都需要進行安全性評價的管理。安全性的評價與管理，從轉(zhuǎn)基因生物研發(fā)和應(yīng)運角度出發(fā)。我們首先從基因的定位、挖掘、克隆來看，從基因的蛋白安全來進行鑒定，通過遺傳轉(zhuǎn)化、材料創(chuàng)制對功能進行鑒定，對功能安全性進行鑒別。品種培育以后再進行大田中試，生產(chǎn)性實驗，進行環(huán)境食用飼用安全性評價，商業(yè)化種植也要進行環(huán)境安全性監(jiān)控。在市場上流通，要進行產(chǎn)品檢測、監(jiān)測。這些是轉(zhuǎn)基因生物安全評價與管理的步驟。

食用和飼用安全，首先要進行毒性評價，我們用的是一些動物，主要是白鼠、老鼠、小白兔、豬、雞。包括急性毒性實驗、30天的喂養(yǎng)實驗、90天的慢性飼養(yǎng)實驗等。過敏性評價主要包括新表達蛋白質(zhì)與已知致敏原氨基酸序列的同源分析，看其對人類是不是構(gòu)成新的過敏源，通過特異性血清篩選實驗、致敏動物模型實驗等一套程序來進行過敏性的評價。食用飼用還有抗營養(yǎng)作用的評價，外源基因?qū)胱魑锂斨袪I養(yǎng)成份有沒有改變？對此我們要做粗蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪酸、纖維素、礦物質(zhì)、氨基酸等分析。

環(huán)境安全方面，要進行轉(zhuǎn)基因植物演化成雜草的風險控制與研究。要對它的生殖率、花粉傳播能力、雜交結(jié)實率、落粒性和落粒率等指標進行環(huán)境安全評價。還有基因漂移評價，轉(zhuǎn)基因作物外源基因向栽培作物與野生的近緣植物漂移的風險與控制。比如抗蟲的轉(zhuǎn)基因水稻，它產(chǎn)生的花粉是否能夠向栽培的野生稻栽培稻轉(zhuǎn)移結(jié)實。我們還要對非靶標生物影響進行評價，抗蟲棉針對棉鈴蟲，針對另外的昆蟲到底會不會造成影響。

從各種研究評價來看，世界衛(wèi)生組織認為，“目前尚未發(fā)現(xiàn)批準民眾食用轉(zhuǎn)基因食品對人體健康產(chǎn)生任何影響”。美國從90年代開始到現(xiàn)在將近20多年，他們食用轉(zhuǎn)基因食品對人類健康沒有產(chǎn)生任何影響。聯(lián)合國糧農(nóng)組織也認為，目前上市的所有轉(zhuǎn)基因食品都是安全的，20年的種植經(jīng)驗證明轉(zhuǎn)基因食品的種植是安全可控的。

（本文系曹立勇在杭州市科協(xié)、杭州市科技工作者服務(wù)中心、《杭州》雜志社聯(lián)合主辦的第108期“杭州科學大講堂”上的演講，文中觀點不代表本刊立場）