恶魔还是英雄？ 揭开转基因技术迷雾
生物育种技术助力农业自强系列报道（一）
作者 吴苡婷 首发自上海科技报
在复旦江湾校区的明溪植物园内，有块小小的封闭试验区，种植了转基因水稻。细心的人们会发现，这里虽然不打农药，但植株格外粗壮；在收获季节，稻穗还特别饱满。65岁的复旦大学生命科学学院卢宝荣教授时常会带领学生来到这里上课。
7年前发生的转基因论战渐渐淡出大众视野，但对转基因的误解至今仍未消解。美国加州大学戴维斯分校教授曾面向中国居民进行了“如何看待反转基因生物”的调查。超半数受访者认为，转基因食品安全问题比已知食品安全问题更严重；只有11.7%的受访者表示了解转基因技术的基本原理，38.8%的受访者表示对此“完全不了解”。
一边是社会层面的不认可，另一边是科学层面的不知晓。尴尬和矛盾依然弥散在中国人的日常生活中。
这些年，卢宝荣和同事们除了坚守在自己的专业研究领域中，还有一项重要工作，那就是进行相关科普工作。他们走进政府机关、各大院校、中小学校，甚至走进社区和企业，将科学原理传递给公众，希望解开公众心中的疑问。
杂交育种为何不能解决所有问题？
在中国农业领域，杂交育种技术格外有名，通过几十年的努力，袁隆平、朱英国等科学家不断创出主粮亩产的新高，还打造出不少新品种，实现了主粮自给自足。转基因技术看似并非必需之选。
生物育种是利用现代生物技术等方法创造遗传变异并培育生物新品种的过程。卢宝荣介绍说，传统杂交育种本质上也属于“转基因”范畴，主要通过有性杂交方式，将基因从具有优异性状的供体植物转移到目标植物上，供体植物往往是科学家偶然找到的具备特殊本领的农家传统品种和野生近缘种，它们能抗虫、耐寒，或者富含某种营养成分。但有性杂交方式比较耗时，效率较低，最大困难是难以逾越物种间的生殖隔离来转移优质基因。
卢宝荣解释说，有性杂交对象往往是同一物种或有亲缘关系的野生近缘物种。科学家们曾有过一个梦想，希望将西红柿和马铃薯进行杂交，让植株长出又大又红的西红柿，地下还可长出特别大的马铃薯，但无法实现。要想跨越物种之间的生殖隔离，从亲缘关系较远的物种上获得优质基因，就要用到转基因技术，它可以提供广阔的选择空间，使得农作物获得大量其他物种的优质基因。
福建省农业科学院水稻分子设计创新团队首席专家王锋研究员在转基因水稻研究领域工作了整整30年，这些年他在研发对抗草地贪夜蛾的转基因水稻品种。
“草地贪夜蛾是入侵物种，对玉米和水稻的危害严重，抗药能力很强，在水稻种质资源中，没有针对鳞翅目害虫的抗虫基因资源，不能通过杂交育种方式培育抗二化螟、草地贪夜蛾等的品种，最后的防守方法是转基因技术。”王锋说。
早在1992年，转基因技术就曾临危受命。当年棉铃虫肆虐，农药无法杀灭，也无抗虫能力的野生棉花品种可用于杂交，直接经济损失达到60多亿元。“在束手无策之际，转基因抗虫棉花品种被投放到市场，在挽救产业过程中起到了关键作用。”复旦大学生命科学学院卢大儒教授回忆道。
难以想象的繁复操作流程
上世纪80年代，美国华盛顿大学和美国生物技术公司孟山都研发出世界上第一批转基因植物。1996年，转基因作物进入商品化应用。今天，种植转基因作物的国家已达到70个。
对于转基因技术的讨论持续了很多年，但实战操作却鲜为人知。世界知名农业育种企业一位技术主管向记者披露了农作物转基因技术操作的过程。
“每次转基因都是一段艰辛无比的科学探索之路，会花费巨额成本。转基因过程通常从一个载体的构建开始，载体中包括目的基因、启动子、终止子、标记基因，科学家们会通过专门的转化技术，让其插入作物的基因组中去。但这种插入是随机的，事先无法知道哪些成功、哪些失败，也不知道‘目的基因’会被转到哪个位置，只能通过表型结果进行筛选，淘汰比例很高。” 该技术主管介绍说，比如玉米转基因实验，通常只能在上万个植株中挑选到2—3个比较满意的转化体，再进行基因测序，找到“目的基因”具体位置。“标记基因”的作用是便于在基因序列中精确找到“目的基因”。这还不是结束，接下去这些“幸运儿”将经历回交转育，也就是让完成转基因的玉米植株与亲本植株进行回交，观察其稳定性，确定稳定的植株后代再与其他玉米亲本植株进行有性杂交，形成带有新性状的多个品种。
转基因技术潜在危害究竟在何方？
食用转基因食品会造成各种疾病？前些年，关于转基因食品的安全问题被不断提及。但在科学家眼中，这似乎缺乏科学依据。
复旦大学生命科学学院王久存教授就对这样的理解有些疑惑。她表示：“转基因食品和天然食品在化学成分上无区别，经过消化系统后，营养物质将转变成三磷酸腺苷（ATP），为人体提供必需能量。两者的遗传信息载体都是核酸，都会在消化道中被分解为小分子，无法到达人体细胞的细胞核与人体基因整合。”
作为国家生物安全委员会的委员，卢宝荣多年来一直在转基因作物安全评价的第一线工作。他介绍说，在进入商品化应用之前，任何转基因产品都要经历安全评价。首先是鉴定分子特征，确认是哪个基因插入到目的生物基因组的哪个位置；其次是检测食品安全，评价转基因作物的急性和慢性毒性、致敏性等；再次是评估环境安全，检测转基因是否会对生态环境和生物多样性带来影响。卢宝荣认为，相比前两条，环境安全更应受到重视。
“带有耐除草剂基因的水稻，有可能通过自然传粉方式，与周边的非转基因水稻品种、祖先种野生稻或近缘杂草稻产生天然杂交，从而发生基因漂移，也就是转入的基因‘跑’到它们的基因序列中，造成基因混杂，未来将无法用这种除草剂杀灭它们，影响产量。”卢宝荣说。
潜在风险并非无法防范，空间隔离是降低基因漂移的最好方式。卢宝荣说，对于风媒、自花授粉的水稻，如果空间隔离距离在10米以上，漂移频率会下降到0.01%。全球最严格的欧盟标准，对转基因混杂容许度为0.9%。
“对于带有抗虫基因的作物，不仅要考虑其能否杀死害虫，也要考虑其是否会影响生态环境中益虫和其他生物的生存。”卢宝荣介绍说。
获得安全证书有多难？
位于海南崖州湾科技城的隆平生物技术(海南)有限公司（以下简称隆平生物）正在紧锣密鼓地进行转基因玉米和大豆的科研工作。公司相关负责人表示，研发只是第一步，要想进入产业化，首先要取得安全证书，过程和新药临床实验相似，周期长，要求高。
早在2000年，《生物多样性公约》缔约方大会就通过了《卡塔赫纳生物安全议定书》，其目标是保护生物多样性不受由转基因活生物体带来的潜在威胁；包括中国在内的100多个国家签署协议，各国都建立了相关法律和法规。2001年5月，我国颁布了《农业转基因生物管理条例》。2020年10月，又颁布《中华人民共和国生物安全法》，这是中国生物安全管理方面的最高法律依据。
隆平生物相关负责人介绍说，转基因作物的生产应用安全评价要经历实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和申请安全证书5个阶段；目前，公司的转基因玉米LP007产品已走到第四阶段，走完全过程预计需4到5年。而杭州瑞丰生物科技有限公司的转基因玉米瑞丰125产品耗时5年才获得生产应用安全证书。
农业农村部农作物生态环境安全监督检验测试中心（上海）是从事转基因检测和环境安全评价的部级质检中心，中心已完成多种转基因植物（大豆、花卉和药用植物）环境安全评价工作。卢宝荣介绍说，类似机构在全国有40多家，需要申报安全证书的转基因农作物产品都会被送到第三方有资质的生物安全检测中心进行安全检测和评价。
2009年，抗虫转基因水稻产品“华恢1号”和“Bt汕优63”、转基因植酸酶玉米产品“BVLA430101” 获得了当时农业部颁发的生产应用安全证书。2019年之后，又有10个玉米产品和3个大豆产品获得生产应用安全证书。
