惡魔還是英雄？ 揭開轉基因技術迷霧
生物育種技術助力農業自強系列報道（一）
作者 吳苡婷 首發自上海科技報
在復旦江灣校區的明溪植物園內，有塊小小的封閉試驗區，種植了轉基因水稻。細心的人們會發現，這裡雖然不打農藥，但植株格外粗壯；在收穫季節，稻穗還特別飽滿。65歲的復旦大學生命科學學院盧寶榮教授時常會帶領學生來到這裡上課。
7年前發生的轉基因論戰漸漸淡出大眾視野，但對轉基因的誤解至今仍未消解。美國加州大學戴維斯分校教授曾面向中國居民進行了「如何看待反轉基因生物」的調查。超半數受訪者認為，轉基因食品安全問題比已知食品安全問題更嚴重；只有11.7%的受訪者表示了解轉基因技術的基本原理，38.8%的受訪者表示對此「完全不了解」。
一邊是社會層面的不認可，另一邊是科學層面的不知曉。尷尬和矛盾依然彌散在中國人的日常生活中。
這些年，盧寶榮和同事們除了堅守在自己的專業研究領域中，還有一項重要工作，那就是進行相關科普工作。他們走進政府機關、各大院校、中小學校，甚至走進社區和企業，將科學原理傳遞給公眾，希望解開公眾心中的疑問。
雜交育種為何不能解決所有問題？
在中國農業領域，雜交育種技術格外有名，通過幾十年的努力，袁隆平、朱英國等科學家不斷創出主糧畝產的新高，還打造出不少新品種，實現了主糧自給自足。轉基因技術看似並非必需之選。
生物育種是利用現代生物技術等方法創造遺傳變異並培育生物新品種的過程。盧寶榮介紹說，傳統雜交育種本質上也屬於「轉基因」範疇，主要通過有性雜交方式，將基因從具有優異性狀的供體植物轉移到目標植物上，供體植物往往是科學家偶然找到的具備特殊本領的農家傳統品種和野生近緣種，它們能抗蟲、耐寒，或者富含某種營養成分。但有性雜交方式比較耗時，效率較低，最大困難是難以逾越物種間的生殖隔離來轉移優質基因。
盧寶榮解釋說，有性雜交對象往往是同一物種或有親緣關係的野生近緣物種。科學家們曾有過一個夢想，希望將西紅柿和馬鈴薯進行雜交，讓植株長出又大又紅的西紅柿，地下還可長出特別大的馬鈴薯，但無法實現。要想跨越物種之間的生殖隔離，從親緣關係較遠的物種上獲得優質基因，就要用到轉基因技術，它可以提供廣闊的選擇空間，使得農作物獲得大量其他物種的優質基因。
福建省農業科學院水稻分子設計創新團隊首席專家王鋒研究員在轉基因水稻研究領域工作了整整30年，這些年他在研發對抗草地貪夜蛾的轉基因水稻品種。
「草地貪夜蛾是入侵物種，對玉米和水稻的危害嚴重，抗藥能力很強，在水稻種質資源中，沒有針對鱗翅目害蟲的抗蟲基因資源，不能通過雜交育種方式培育抗二化螟、草地貪夜蛾等的品種，最後的防守方法是轉基因技術。」王鋒說。
早在1992年，轉基因技術就曾臨危受命。當年棉鈴蟲肆虐，農藥無法殺滅，也無抗蟲能力的野生棉花品種可用於雜交，直接經濟損失達到60多億元。「在束手無策之際，轉基因抗蟲棉花品種被投放到市場，在挽救產業過程中起到了關鍵作用。」復旦大學生命科學學院盧大儒教授回憶道。
難以想像的繁複操作流程
上世紀80年代，美國華盛頓大學和美國生物技術公司孟山都研發出世界上第一批轉基因植物。1996年，轉基因作物進入商品化應用。今天，種植轉基因作物的國家已達到70個。
對於轉基因技術的討論持續了很多年，但實戰操作卻鮮為人知。世界知名農業育種企業一位技術主管向記者披露了農作物轉基因技術操作的過程。
「每次轉基因都是一段艱辛無比的科學探索之路，會花費巨額成本。轉基因過程通常從一個載體的構建開始，載體中包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因，科學家們會通過專門的轉化技術，讓其插入作物的基因組中去。但這種插入是隨機的，事先無法知道哪些成功、哪些失敗，也不知道『目的基因』會被轉到哪個位置，只能通過表型結果進行篩選，淘汰比例很高。」 該技術主管介紹說，比如玉米轉基因實驗，通常只能在上萬個植株中挑選到2—3個比較滿意的轉化體，再進行基因測序，找到「目的基因」具體位置。「標記基因」的作用是便於在基因序列中精確找到「目的基因」。這還不是結束，接下去這些「幸運兒」將經歷回交轉育，也就是讓完成轉基因的玉米植株與親本植株進行回交，觀察其穩定性，確定穩定的植株後代再與其他玉米親本植株進行有性雜交，形成帶有新性狀的多個品種。
轉基因技術潛在危害究竟在何方？
食用轉基因食品會造成各種疾病？前些年，關於轉基因食品的安全問題被不斷提及。但在科學家眼中，這似乎缺乏科學依據。
復旦大學生命科學學院王久存教授就對這樣的理解有些疑惑。她表示：「轉基因食品和天然食品在化學成分上無區別，經過消化系統後，營養物質將轉變成三磷酸腺苷（ATP），為人體提供必需能量。兩者的遺傳信息載體都是核酸，都會在消化道中被分解為小分子，無法到達人體細胞的細胞核與人體基因整合。」
作為國家生物安全委員會的委員，盧寶榮多年來一直在轉基因作物安全評價的第一線工作。他介紹說，在進入商品化應用之前，任何轉基因產品都要經歷安全評價。首先是鑒定分子特徵，確認是哪個基因插入到目的生物基因組的哪個位置；其次是檢測食品安全，評價轉基因作物的急性和慢性毒性、致敏性等；再次是評估環境安全，檢測轉基因是否會對生態環境和生物多樣性帶來影響。盧寶榮認為，相比前兩條，環境安全更應受到重視。
「帶有耐除草劑基因的水稻，有可能通過自然傳粉方式，與周邊的非轉基因水稻品種、祖先種野生稻或近緣雜草稻產生天然雜交，從而發生基因漂移，也就是轉入的基因『跑』到它們的基因序列中，造成基因混雜，未來將無法用這種除草劑殺滅它們，影響產量。」盧寶榮說。
潛在風險並非無法防範，空間隔離是降低基因漂移的最好方式。盧寶榮說，對於風媒、自花授粉的水稻，如果空間隔離距離在10米以上，漂移頻率會下降到0.01%。全球最嚴格的歐盟標準，對轉基因混雜容許度為0.9%。
「對於帶有抗蟲基因的作物，不僅要考慮其能否殺死害蟲，也要考慮其是否會影響生態環境中益蟲和其他生物的生存。」盧寶榮介紹說。
獲得安全證書有多難？
位於海南崖州灣科技城的隆平生物技術(海南)有限公司（以下簡稱隆平生物）正在緊鑼密鼓地進行轉基因玉米和大豆的科研工作。公司相關負責人表示，研發只是第一步，要想進入產業化，首先要取得安全證書，過程和新葯臨床實驗相似，周期長，要求高。
早在2000年，《生物多樣性公約》締約方大會就通過了《卡塔赫納生物安全議定書》，其目標是保護生物多樣性不受由轉基因活生物體帶來的潛在威脅；包括中國在內的100多個國家簽署協議，各國都建立了相關法律和法規。2001年5月，我國頒布了《農業轉基因生物管理條例》。2020年10月，又頒布《中華人民共和國生物安全法》，這是中國生物安全管理方面的最高法律依據。
隆平生物相關負責人介紹說，轉基因作物的生產應用安全評價要經歷實驗研究、中間試驗、環境釋放、生產性試驗和申請安全證書5個階段；目前，公司的轉基因玉米LP007產品已走到第四階段，走完全過程預計需4到5年。而杭州瑞豐生物科技有限公司的轉基因玉米瑞豐125產品耗時5年才獲得生產應用安全證書。
農業農村部農作物生態環境安全監督檢驗測試中心（上海）是從事轉基因檢測和環境安全評價的部級質檢中心，中心已完成多種轉基因植物（大豆、花卉和藥用植物）環境安全評價工作。盧寶榮介紹說，類似機構在全國有40多家，需要申報安全證書的轉基因農作物產品都會被送到第三方有資質的生物安全檢測中心進行安全檢測和評價。
2009年，抗蟲轉基因水稻產品「華恢1號」和「Bt汕優63」、轉基因植酸酶玉米產品「BVLA430101」 獲得了當時農業部頒發的生產應用安全證書。2019年之後，又有10個玉米產品和3個大豆產品獲得生產應用安全證書。
