轉基因食品離我們有多遠
央視國際 2003年08月18日 16:56
朱楨:中國科學院遺傳與發育研究所研究員,國家863生物工程主題專家組組長,中國科學院生命與生物技術局副局長。主要從事生物技術和生物工程的研究工作。
科學家預測,也許過不了幾年,我們就能吃上牛肉味的西紅柿、含胡蘿蔔素的大米——這不是幻想,這些都可通過轉基因技術生産出來。在全球經濟一體化的今天,轉基因食品實際上已悄然擺上了我們的餐桌。那麼什麼是轉基因食品?
轉基因就是利用分子生物學手段,將某些生物的基因轉移到其他的生物物種中去,使其出現原物種不具有的性狀或産物。以轉基因生物為原料加工生産的食品就是轉基因食品。據專家介紹,雖然我國轉基因食品尚處在實驗室研究階段,還沒有大規模生産,但我國進口的農産品如大豆、食用油、肉製品及糧食製品,有很多已經是轉基因産品。由此人們可能聯想到傳統育種和轉基因技術的是否一樣,專家認為,轉基因技術與傳統育種技術沒有本質的區別,只是採取的手段不同而已。
由於在上世紀末期,英國生物學家通過一向實驗,而得出人們吃轉基因食品對健康不安全,所以人們對轉基因食品至今還存在恐懼感。專家指出,對於轉基因技術應正確看待。目前世界人口已經超過60億(其中12億人吃不飽),如果人類飲食中15%的熱量來自於動物類食品,僅可供養約40億人口,而以肉類食品佔35%的美國人和西歐人的飲食結構來計算,只能供養25億人口,不及現在世界人口的一半。另外在人口和需求增長的壓力下,耕地面積不斷削減的形勢下,解決食物問題的惟一的出路是農業技術革新。所以專家認為21世紀生命科學將大放異彩,這裡包括植物基因技術在內的生物技術 。估計全球轉基因作物在2000年達到44.2百萬公頃。事實證明:轉基因食品是安全的。
最後,專家認為中國農業生物技術的進步還要有企業界的支持,如果生物技術的産業化受阻,生物技術停滯于實驗室階段便不可能有充足的資金使其進入高速發展的階段。如果我們不能把握農業生物技術進步的機遇,我們這個悠久農業歷史的國家在未來的國際競爭中前途堪憂。
由於近年來,生物技術發展異常迅速,轉基因食品離我們越來越近。所以,廣大的消費者還有民眾以及媒體等等,對這個問題是相當關注的。我希望通過這次我的這個演講,使大家明了轉基因植物是什麼?轉基因食品的安全性到底如何?等等。首先一點我要説明一下,什麼是轉基因食品?
第一,我用一個通俗的例子,給大家講一下。首先是什麼是轉基因?這個過程是怎麼一回事?當然,我用一個非常簡單的一種方式給大家講解,實際過程還是相當複雜的。例如,我們大家都知道,這個生物的一切性狀都是由基因決定的。例如蘋果的顏色,它是紅色的。那麼顯然它是由一個基因控制,紅色的這個基因來控制。那麼轉基因是什麼呢?就是説,我們從蘋果中分離到控制紅顏色的這個基因,然後通過一定的方法或程序,我們把它轉移到香蕉中去,使香蕉變成了紅色。這個就叫轉基因。當然了,這個比喻很簡單,但是實際的操作是非常複雜的。
明白了什麼叫轉基因。那麼轉基因食品自然就知道了,這個獲得的是轉基因植物,它産生中的可食部分就是轉基因食品或者加工得到的食品就叫做轉基因食品。那麼,我們下一步再問基因是什麼?這是一個細胞,生物的細胞,細胞裏邊有細胞核,細胞核裏有染色體。染色體是由DNA組成的,DNA大家可以看到雙螺旋。基因就是以DNA為載體的。所以,所有的遺傳物質都在生物的細胞的細胞核裏,也就是在它的染色體裏,歸根結底是在DNA上。
1953年沃森和克裏克發現了這個雙螺旋的模型,也發現了基因的本質,它就是DNA。我們剛才已經説了,這個是DNA雙螺旋的模型。這是一個示意圖,這是一個分子圖,基因就排列在這個雙螺旋的DNA上面。基因由它指導合成各種各樣的蛋白質。當然它要經過RNA的一個步驟,所有的蛋白都是由基因指導合成的。我要講轉基因技術,再講一下DNA重組技術。有一個技術這個叫酶切技術。它是建築在什麼基礎上呢?由於發現了一種酶,這種酶它可以在DNA特定的序列上去切割,然後把所需的基因切割下來。然後呢,再通過一種叫做連接酶,它可以把兩個DNA片斷連接在一起,又把它連在了一起。這樣的話構成了一個載體,用這個載體就可以進行轉基因研究了。現在發現了眾多的限制性內切酶,就是説它可以識別基因上的特異的序列。
那麼下面我們切入正題,轉基因植物。轉基因植物,轉基因技術是人類創造農作物新品種的一個利器。所謂的轉基因生物就是利用DNA重組技術。我剛才已經介紹了轉化技術。過一會兒我要説將外源的目的基因轉移到受體生物中去,使之産生定向的穩定的遺傳改變,並形成新的品種。這樣一個過程叫做轉基因過程。當然,它不但包括了農作物,甚至包括了動物,微生物都可以,都是這個技術。
下面我給大家講一下植物基因工程的一個過程。這個過程是這樣,第一步我們剛才講了分離DNA。分離DNA之後,把基因所需要的基因把它提取出來,最後跟一個載體相連,形成一個可以在植物中表達某個特定基因的這樣一個表達載體。之後從植物上取出一塊組織,通過轉化技術,這個轉化技術就是將DNA導入到受體品種中去的一個技術。最後,獲得轉化的組織,經過組織培養最後形成一個完整的植株。這樣呢,是一個植物的基因技術的一個整個的一個過程,我們把這個過程也稱之為植物基因工程。這是具體的一個例子。
這是水稻的轉化過程。這個呢我們使得一個幼胚,水稻的幼胚,這個採取的轉化技術呢,是用一種微彈的方式進行轉化的。微彈上包裹上DNA,通過高速把這個微彈射出去,射進植物的細胞中。使植物呢,獲取外源的DNA。之後,再經過不斷地篩選。這就有差別了,這個差別,這個對照,這個就逐漸長起來了,最後我們經過植株再生,形成完整植株最後移到溫室中去。這樣一個過程,初期的過程就這樣完成了。
我下面再講的時候有幾個常見的術語,就是轉基因生物,又叫做遺傳修飾的生物,縮寫是GMO。GMC就是轉基因農作物。轉基因食品呢,就是GMF,這個F是FOOD(食物)的縮寫。所以這幾個術語大家還是給它搞清楚,因為下面我們講的時候不要産生混亂。我們不免要問,我們為什麼要用轉基因技術呢?我們以前用常規育種的技術,也培育出了種類繁多的農作物品種。傳統育種技術,它主要通過有性雜交,還有品種選育,以及自然界産生的突變,通過選育獲得一個農作物的新品種。這個過程只能在種內進行。就是説水稻只能在水稻中進行,小麥只能在小麥中進行,你不能跨越這個界限。你不能把小麥的基因轉移到水稻中去,反之亦然,所以它是在種內進行。這點跟轉基因育種技術有所不同。它是通過一定的生物的或者物理的方法,把外源基因導入到受體作物中去,通過它呢,通過這種方法,獲得新品種。所以從某種角度來講,它不受物種的限制,它可以跨越物種,轉移遺傳物質。不但是跨越不同的種類,甚至屬、綱、門、界,這樣大的生物之間的門檻全部能跨越。就是説可以把動物的相關基因轉移到植物中去,也可以把微生物的基因轉移到農作物中去。所以它的有效性和它的技術的廣泛性是常規育種無法比擬的。另外它還有幾個優點,它目的性比常規育種更強,常規育種是通過選擇,這個有時候自然界也會産生自發突變,然後通過人工的選擇,能夠獲得一個植物的新品種。但是這個取決於大自然的恩賜,在育種過程中呢,目的性不是很強,要憑經驗,憑運氣。而轉基因技術目的性非常強,你可以可預見地轉移一個什麼基因。之後,這個轉基因植物能夠獲得什麼性狀都完全是可預見的。同時,它的育種週期相對較短,花費比常規育種也相對要低一些。 除此之外,它還有一定的其他好處,就是説,精確性更強。
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