转基因离我们有多远?

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  商业化有望提速的转基因
  多年来的争议让人们对转基因一点都不会陌生,可大多数人对转基因概念及其产品的理解更多时候停留在讨论和新闻层面,仅在超市或电商产品详情页上见到“非转基因”时,才会意识到转基因产品早已进入人们生活。2019年底、2020年7月份及2021年1月份,农业农村部相继颁发转基因生物安全证书,生物育种作为战略性国家重大科技项目之一,被写进国家“十四五”规划纲要,中央经济工作会议强调,解决好种子和耕地问题,要开展种源“卡脖子”技术攻关,立志打一场种业翻身仗。在国家对粮食安全重视程度空前提升,及国内玉米供需缺口延续背景下,预计国内转基因玉米的商业化应用脚步正逐步加快。
  2021年1月27日,农业农村部办公厅关于印发《2021年农业转基因生物监管工作方案》的通知。相比2020年,在工作思路方面,不再仅强调严肃查处非法转基因制种及知识产权违规行为,新增加快推进生物育种研发应用等内容。此外,农业转基因生物安全证书批准清单的公布,也让越来越多的人感受到了转基因与人们生活距离变得越来越近。
  快速增长的转基因种植面积
  转基因技术是现代种业的核心竞争力之一,自1996年转基因技术商业化以来,全球转基因作物种植面积快速增长。自1996年以来,全球有美国、巴西、阿根廷、中国、印度等28个国家批准转基因作物种植。20年间,转基因作物在全球的种植面积从1996年的170万公顷增长到2016年的1.851亿公顷,增长了约110倍,已经达到全球耕地总面积的12%,相当于1.5倍的中国耕地面积。
  从作物层面看,大豆、玉米、棉花和油菜是主要的转基因作物。据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)测算,转基因大豆种植面积9590万公顷,同比上升2%,占比50%,玉米、棉花、油菜分别占比为30.73%、12.99%、5.27%。根据单一作物种植面积测算,转基因大豆应用率为78%、棉花应用率为76%、玉米应用率为30%、油菜应用率为29%。
  ISAAA董事会主席Paul S.Teng博士表示:“转基因技术在粮食安全的各个方面都做出了贡献。这项技术通过提高产量与减少损失保证粮食供应;帮助农民改进流程并加入现代供应链,从而改善人们获取食物的途径;通过提高农民与农村收入增加获取低价格食物的机会;并且通过严格的食品安全和卫生标准帮助提高食物的利用率。虽然农业生物技术不是提高全球粮食安全的唯一关键技术,但它却是多学科方案中的一项重要科学工具。”
  然而,在现代种业地位如此高的转基因技术及其种植,却在国内进展相当缓慢。
  进展缓慢的国内转基因种植
  国务院2008年批准设立了转基因重大专项,支持农业转基因技术研发,我国科研人员克隆了100多个重要基因,获得1000多项专利,取得了抗虫棉、抗虫玉米、耐除草剂大豆等一批重大成果,我国自主基因、自主技术、自主品种的研发能力显著提升。我国共批准发放7种转基因作物安全证书,分别是耐储存番茄、抗虫棉花、改变花色矮牵牛、抗病辣椒、抗病番木瓜、转植酸酶玉米和抗虫水稻。但实现大规模商业化生产的只有抗虫棉和抗病番木瓜,抗病辣椒和耐储存番茄在生产上没被消费者接受,故未实现商业化种植,而抗虫水稻和植酸酶玉米没完成后续的品种审定,未进行商业化种植。
  我国决策层在推进转基因产业化方面已经达成共识,但民间反对的声音还很强烈,由此造成转基因产品审批速度进一步放缓。而在确保粮食安全的大背景下,国内转基因作物能否再进一步已成为包括资本市场在内多方的关注热点。
  卡脖子的粮食问题
  在纷纷扰扰的转基因争论中,好像很少有人关注中国的实际国情。中国有14亿人口,世界第一,但人多地少。仅2017年我们就进口了9500万吨的大豆,基本上都是转基因品种。如果要我们自己来生产,相当于8亿亩耕地的产量——我国整个的耕地面积也只有20亿亩,换言之我们是进口了相当我们耕地面积40%的耕地。
  从供需角度来看,我国能够确保口粮的绝对安全。我国小麦每年的消费量约2400~2500亿斤,近三年的平均产量为2600~2700亿斤;稻谷每年消费量4000亿斤左右,近三年的平均產量为4200亿斤;从库存看,小麦、稻谷的国家库存充裕,小麦库存够1年的开支,稻谷库存够8个月的开支,保证市场供应是没有问题的。那么,关键的问题在于用作饲料粮的大豆和玉米。《我国粮食中长期供需形势与应对的政策建议》预计,到2030年我国玉米需求将超过3亿吨,国内产需缺口将达到2500万吨以上,需要引起高度关注。另外,大豆消费量也将继续增加,届时总需求量接近1.2亿吨,进口量约在1亿吨左右。
  预计未来10年预计我国每年新增人口500多万人,到2030年达到峰值的14.5亿人。我国的谷物需求将在2030年前后达到峰值的7.1亿吨,即每年需增产100多亿斤。其中,口粮消费稳中略增,新增需求主要集中在饲料粮上。农业农村部数据显示,2020/2021年度我国玉米消费量在28817万吨,同比增加3.5%。大豆消费量11312万吨,同比增加4.16%。
  国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)主席Paul.P.S. Teng指出,2010年~2050年间,亚洲城市人口将增加90%,而亚洲耕地仅为全球34%,水资源为30%,农作物增产的速度是跟不上的。据ISAAA测算,到2025年,中国对玉米的需求会在2013年的基础上增长80%,对大豆的需求会增长20%,而目前中国80%以上的大豆都是靠进口来供应的。十年后的粮食供应从哪里来?
  与此同时,联合国粮食及农业组织近日发布的数据显示,由于食糖、谷物和植物油价格上涨,今年1月全球食品价格连续第8个月攀升,升至6年半来的新高。1月粮农组织食品价格指数为113.3点,环比上升4.3%,创下自2014年7月以来的新高。   一边是未来可能“不够吃”的粮食,一边是不断上涨的粮食价格。在全球疫情的催化下,全球粮食紧缺风险加剧,粮食安全也被提升到了新的高度。可中国虽然是农业大国,但种子行业的科技含量跟发达国家相比差距巨大。种业号称是农业的“芯片”。中国是农业大国,但种子行业的科技含量跟发达国家比差距巨大。有人说“如果种子战争输了,我们可能会饿肚子的”。
  能解决粮食问题的转基因
  所谓转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,导入基因的表达,引起生物体性状的可遗传修饰。根据其导入的生物体不同又可分为转基因植物和转基因动物。
  转基因植物可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。而且可用转基因植物或离体培养的细胞,来生产外源基因的表达产物,如人的生长素、胰岛素、干扰素、白介素2、表皮生长因子、乙型肝炎疫苗等基因已在转基因植物中得到表达。
  自古以来,我们的祖先就从未停止过作物和牲畜的遗传改良。过去的几千年来的改良方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用,通过随机和自然的方式来积累优良基因。遗传学创立后近百年的动、植物育种则是采用人工杂交的方法,进行优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改良。因此,转基因技术与传统技术是一脉相承的,其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。
  运用转基因技术培育高产、优质、多抗、高效的新品种,能够降低农药、肥料投入,对缓解资源约束、保护生态环境、改善产品品质、拓展农业功能等具有重要作用。
  此外,功能性和治疗性转基因食品、转基因生物能源和环保产品相继研制成功,部分转基因药物上市销售,使转基因品种正在由简单性状改良向复杂性状改良,由农业领域向医药、加工、能源、环保领域拓展等方向发展。
  最让人关注的安全问题
  转基因技术始于20世纪70年代,最早应用于医药领域。今天耳熟能详的胰岛素、重组疫苗和干扰素等都是转基因药品,在临床上已经不可或缺。進入80年代,转基因技术开始应用于农业育种领域,转基因作物在1996年开始推广种植。转基因药品至今已经挽救了数以亿计的生命,人们对其持欢迎态度,但“孪生兄弟”——转基因食品却没有这样的运气。从2004年的“大豆沦陷”到2012年的“黄金大米”,大众舆论对转基因的态度难言“友好”。人们对转基因技术及食品的担忧更多源于对健康的重视,可在亿万年的演化中,生物成为各自如今的形态,具有不同的习性、特征,但所有的生物信息都写在遗传密码—— DNA 中。不同的基因进行转录、翻译,最终控制性状。但当人类以其他生物为食时,所有外源的蛋白质、脂肪都会被消化酶分解成为大分子的基本单位,进而被代谢、吸收,进行能量转换。
  因而人类吃猪但并不会成为猪,人类吃鸟但并不会飞,相同的,由外源基因表达所合成的蛋白质等营养物质,基础单位仍旧是自然界中已经存在的氨基酸,只是结合了生物间的优良性状,目的是更好地造福人类,可这并不能打消公众对转基因的疑虑与担心。2012年9月,Gilles-Eric S╮alini 教授在《食品与化学毒理学》(Food and ChemicalToxicology)杂志发表了一篇名为农达杀虫剂及耐农达转基因玉米的长期毒性研究 (Longterm toxicity of a Roundup herbicide and aRoundup-tolerant genetically modified maize)的文章,声称在大鼠实验中转基因玉米 NK603会诱发肿瘤。虽然不久后这篇研究就被杂志撤回,但时至今日仍被“反转”人士当做是反转基因食品不安全的重要证据,也因此引发了旷日持久的转基因大战。
  为平复公众间的争论,同时也反驳 S╮alini 关于欧盟 90 天的研究不足以证明转 基因食物的致癌作用的质疑,法国及欧洲当局随即决定展开三项研究计划,分别为由欧盟资助的“转基因生物风险评估与证据交流”项目(GMO Risk Assessmentand Communication of Evidence, GRACE)和“转基因作物 2 年安全测试”项目(GM Plant TwoYear Safety Testing, G-TwYST),以及法国资助的“90 天以上的转基因喂养”项目(GMO 90 ,01.2014-12.2016)。
  历时六年,三项研究均已结束,共耗资 1500万欧元,约合 1.17 亿元人民币。已公布的研究结果表明,参与实验的转基因玉米品种在动物实验中并没有引发任何负面效应,也没有发现转基因食品存在潜在风险,更没有发现其有慢性毒性和致癌性相关的毒理学效应,相关研究结果在多个期刊及近期的法国植物生物技术协会的报告上进行了发布。2016年6月29日,107位诺贝尔奖得主曾发表了支持转基因技术的联名公开信,强调了转基因是安全绿色的,且对于农业生产至关重要。2年后,该公开信已经获得133名诺贝尔奖得主,13000名科学家的支持。
  “不知不觉”地在摄入转基因食品
  正视粮食安全问题以及转基因技术优点,能让我们正确认识这一技术,进而接受转基因食品,可实际上,随着转基因技术及农作物在全球范围内推广,人们早就在“不知不觉”地在摄入转基因食品了
  中国每年要消费8000多万吨肉类产品、3000万吨的蛋品和3500万吨的牛奶,这需要消耗近2亿吨的饲料。中国85%的大豆依靠进口,基本是转基因大豆。榨油后的豆粕是主要的饲料蛋白源,约占1/3的饲料比重。大豆榨油后的豆粕基本上都是用作饲料,还有大量的转基因玉米,国家也明确主要是加工用途,也可用来生产饲料,所以转基因饲料在中国并不稀奇,全世界也是如此。
  2001年,国务院颁布《农业转基因生物安全管理条例》,同时卫生部与农业部都据此出台了配套规章。2002年,卫生部颁布了《转基因食品卫生管理办法》,农业部颁布《农业转基因生物标识管理办法》,均对转基因标识作出要求。   根据《农业转基因生物标识管理办法》,包括转基因大豆、玉米、油菜、棉花、番茄这五大类的种子及其直接加工品共17种需要进行转基因标识。所谓“5类17种”标识的是最终产品,所以转基因饲料饲养的禽畜是不需要标识的,饲料可以标识,但标识也是针对养殖户;对消费者来说,饲料不是直接产品,而是间接产品,不需要标识。换言之,今天的很多畜禽都吃了含有转基因谷物成分的饲料,并成为餐桌上的肉蛋奶。因此,现实中大家可能都“不知不觉”地在吃转基因食品。
  从科学问题到心理问题
  “转基因技术会破坏食物中的营养成分”、“能够杀死害虫的转基因作物,对人和动物也会有毒性”、“转基因种子是不育的,吃了转基因食品,人体生育能力会受到影响,人体自身的基因会被改变”、“很多大型国际活动(奥运会、世博会等)都是禁止提供转基因食品的”……
  关于转基因的负面传言很多,有些甚至听起来很恐怖。传言越危言耸听,越能吸引眼球。公众对于转基因技术和产品的认知,在各种谣言和外界影响下,渐渐脱离了原本的科学、理性轨道,成为主观上的心理认知问题。相比于漫长的生物演化史,人类文明与科学研究历程的确还太过短暂,对未来我们应该心存敬畏。有些基因和蛋白的功能我们尚不完全清楚,转基因的产业化需要循序渐进。但公众心里究竟要多长时间来确认转基因是安全的,需要100年?1000年?还是10000年?今天我们耳熟能详的胰岛素、干扰素等都是转基因产品,问世几十年来,已经挽救了数以亿计的生命。
  莎士比亚有一句话:一千个人眼里就一千个哈姆雷特。面对争论,做转基因科普的人首先要学会尊重包容和平和的心态,要理解多元化的声音,因为质疑也是这个社会进步的力量。
  远比想象严厉的监管
  相对于主观情感上的接受,严苛的监管往往能让人更好地接受转基因。公众担心转基因食品的安全,背后实质是对转基因食品监管缺乏信心。批准每一项转基因食品产业化之前,都应该让公众看到转基因食品监管的安全。
  而在今年,为贯彻中央经济工作会议关于“尊重科学、严格监管,有序推进生物育种产业化应用”的决策部署,根据《生物安全法》《种子法》《农业转基因生物安全管理条例》等法律法规,农业农村部印发《2021年农业转基因生物监管工作方案》,要求优化完善品种审定制度,为有序推进生物育种产业化应用提供政策保障。
  《方案》指出,要健全从实验室到田间试验的各项管理制度,严格落实监管措施。种子生产经营单位应加强对制种亲本的管理,建立健全档案,确保源头和流向可追溯,严防非法生产经营转基因种子。日趋完善的监管制度,为转基因技术在我国的发展创造了良好的环境。
  转基因背后的国家博弈
  相对于大众对转基因食品安全的担忧,全球各国早已围绕转基因展开了多轮博弈。2018年6月德国拜耳斥资600亿美元收购了美国孟山都公司。这创造了德国企业有史以来的最高海外收购记录,也是拜耳公司150多年历史上最大的一笔并购交易。一家以阿司匹林著称的世界500强企业为什么要花這么大一笔钱去收购一家争议巨大的转基因公司?因为行业巨擘看得很清楚——生物技术是未来现代农业竞争的关键。
  当前,跨国种业已经进入了“生物技术 信息化”的育种4.0时代,而我国仍处在以杂交选育为主的2.0时代。不仅如此,在自主创新的领域里,我们还有一部分种源要从国外引进。假如一旦种源断供,我国的自主创新就要被“卡脖子”而无法继续推进。
  主粮方面,中国水稻和小麦的种子国产化率都比较高。但一些蔬菜,如番茄、洋葱、茄子、胡萝卜、辣椒、西兰花的种子高度依赖进口;作为“准主粮”的玉米和马铃薯,其种子也在相当程度上依赖进口。
  事实上,全球种子行业今天已经形成了拜耳孟山都和陶氏杜邦的双寡头模式,留给中国去追赶的时间已经不多了。
  后记
  正视转基因
  “安全不安全,应该是科学来评价;能种不能种,应该由法规来处理;食用不食用,应该由消费者自己来选择!”——农业部部长韩长赋。整体来看,国内转基因产业化进程越发清晰,从前期开始审定通过主粮转基因品种安全证书,到监管层面明确推进转基因技术研发应用,产业化应用各环节的政策体系逐步完善,有效保证了转基因应用的有序发展。
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