中國轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

1、中國轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望摘要：針對國內(nèi)外研究轉(zhuǎn)基因的現(xiàn)狀，簡要綜述了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展概況，我國在轉(zhuǎn)基因技術(shù)上的發(fā)展概況以及所取得的成就，并且針對轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能存在的不利因素，敘述了我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全管理情況，提出了對發(fā)展我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)的建議， 闡述未來農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展趨勢和保障措施。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因技術(shù)；現(xiàn)狀；展望Application Status and Prospect of China TransgenicAbstract: Be directed to status of gene transfer on domestic and overseas, reviewed br

2、iefly the development of transgenic technology, In the development of transgenic technology in our country as well as the achievements, and unfavorable factors may exist for transgenic technology, describes the safety management of our transgenic technology, suggestions for the development of the tr

3、ansgenic technology. Further, the development trend and the safeguards of the transgenic biotechnology in Chinese agriculture were described.Keywords: transgenic; status quo; expectation21世紀(jì)是生物技術(shù)的世紀(jì)，生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的運(yùn)用將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來新的革命。轉(zhuǎn)基因技術(shù)，是指運(yùn)用科學(xué)手段，將基因片段轉(zhuǎn)入特定生物中，并最終獲取具有特定遺傳性狀個體的技術(shù)1。轉(zhuǎn)基因技術(shù)通過在細(xì)胞和分子水平上對基因進(jìn)行操作，打破物

4、種間遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移交換通常具有的天然屏障，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物目標(biāo)性狀的定向改良，是生物技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最快的前沿技術(shù)之一2。自從人類耕種作物以來，我們的祖先就從未停止過作物的遺傳改良。過去的幾千年里農(nóng)作物改良的方式主要是對自然突變產(chǎn)生的優(yōu)良基因和重組體的選擇和利用，通過隨機(jī)和自然的方式來積累優(yōu)良基因。因此，可以認(rèn)為轉(zhuǎn)基因技術(shù)是與傳統(tǒng)技術(shù)一脈相承的，其本質(zhì)都是通過獲得優(yōu)良基因進(jìn)行遺傳改良。1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展概況1974年，波蘭遺傳學(xué)家斯吉巴爾斯基3稱為合成生物學(xué)概念的就是基因重組技術(shù)，1978年，諾貝爾醫(yī)生獎頒給發(fā)現(xiàn)DNA限制酶4的納森斯、亞伯與史密斯，斯吉巴爾斯基在基因期刊中寫道：限制酶將帶領(lǐng)我們進(jìn)入合成

5、生物學(xué)的新時代。轉(zhuǎn)基因技術(shù)包括外源基因的克隆、表達(dá)載體、受體細(xì)胞，以及轉(zhuǎn)基因途徑等，外源基因的人工合成技術(shù)、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的人工設(shè)計(jì)發(fā)展，導(dǎo)致了21世紀(jì)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)將走向轉(zhuǎn)基因系統(tǒng)生物技術(shù)，2000年國際上重新提出合成生物學(xué)概念，并定義為基于系統(tǒng)生物學(xué)原理的基因工程與轉(zhuǎn)基因技術(shù)5。與其他國家相比，美國是農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展最早種植規(guī)模最大的國家7。多年來，隨著農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究和應(yīng)用不斷發(fā)展，美國先后形成5個生物技術(shù)發(fā)展中心，培育1000多家生物技術(shù)企業(yè)。除美國外，不少其他國家對于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究和應(yīng)用也給予高度重視。其中，日本政府提出“生物產(chǎn)業(yè)立國”戰(zhàn)略8，制定相關(guān)的發(fā)展規(guī)劃；為建設(shè)生物技術(shù)

6、發(fā)展大國，印度專門成立“生物技術(shù)部”；新加坡計(jì)劃用5年時間，躋身生物技術(shù)研究和應(yīng)用的世界領(lǐng)先行列，把新加坡建成世界上的生命科學(xué)中。從20世紀(jì)80年代末轉(zhuǎn)基因植物在美國問世以來6，十多年來，該項(xiàng)技術(shù)正以日新月異的速度迅猛發(fā)展，但由于轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品是否存在潛在風(fēng)險尚無定論，故轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的安全性成為全球的熱點(diǎn)問題，并引起世界各國政府和許多國際組織的高度重視。1999年，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）制定了植物保護(hù)公約（PPC）9，提出優(yōu)先考慮建立基因生物的風(fēng)險分析測試和釋放標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)合國環(huán)境署于1998年組織起草生物多樣性公約10，目前已有170多個國家簽署并批準(zhǔn)了這一國際協(xié)議，后聯(lián)合國環(huán)境署經(jīng)

7、過努力，促成通過了卡塔赫納生物安全議定書11，該議定書是第一部管理活性轉(zhuǎn)基因生物體（LMO）的國際法規(guī)，是由134個國家的代表經(jīng)談判達(dá)成的一個法律性文件。該議定書的核心是預(yù)防原則，目標(biāo)是保證轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的安全性，即確保不危害人體健康和生態(tài)環(huán)境，強(qiáng)調(diào)在缺乏足夠的科學(xué)依據(jù)情況下，寧可對LMO采取嚴(yán)格的管理措施。2 我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展概況及取得成就我國轉(zhuǎn)基因作物研究始于20世紀(jì)80年代中期，“十五”期間，為提高我國轉(zhuǎn)基因植物研究領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力，應(yīng)對農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域日趨激烈的國際競爭，科技部啟動國家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)。該專項(xiàng)于1999年實(shí)施以來，重點(diǎn)開展了功能基因克隆、轉(zhuǎn)基因新材料

8、創(chuàng)制、基因轉(zhuǎn)化核心技術(shù)創(chuàng)新、新產(chǎn)品培育和產(chǎn)業(yè)化、轉(zhuǎn)基因植物安全性評價以及轉(zhuǎn)基因平臺建設(shè)等工作。充分整合了中國在轉(zhuǎn)基因植物研究領(lǐng)域的資源優(yōu)勢、人才優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，取得了一系列重大突破和創(chuàng)新成果。獲得了一批具有重要應(yīng)用價值并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新基因，；建立了棉花、水稻、油菜、玉米、大豆、花生等主要農(nóng)作物和林草、花卉、果樹的高效、安全的轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系；培育了大批轉(zhuǎn)基因抗蟲、抗病、抗逆、抗除草劑、品質(zhì)改良等的水稻、玉米、小麥、棉花、油菜、大豆以及主要林草等新株系和新品系。該專項(xiàng)的實(shí)施，不僅提高了中國轉(zhuǎn)基因技術(shù)的創(chuàng)新能力和國際競爭力，為保障中國糧食安全、生態(tài)安全、農(nóng)產(chǎn)品國際貿(mào)易和轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品標(biāo)識提供了技術(shù)

9、保障，而且為中國農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增效做出了重大貢獻(xiàn)，取得顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。不僅顯著提高了中國轉(zhuǎn)基因科技的整體水平，縮小中國農(nóng)業(yè)高技術(shù)與國際先進(jìn)水平的差距，而且對中國農(nóng)業(yè)的未來發(fā)展方向產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響12, 13 ?？偟膩碚f，目前中國在植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究和應(yīng)用取得了很大的成績，在轉(zhuǎn)基因水稻、小麥、棉花、番茄、甜椒等作物的研究與應(yīng)用方面已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。但與國際先進(jìn)水平相比，中國仍然存在一定的差距，主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基礎(chǔ)研究和開發(fā)應(yīng)用還比較薄弱：一方面，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的現(xiàn)狀是效仿多，創(chuàng)新少，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的基因少，因此缺乏后勁；另一方面，研究成果的開發(fā)還缺乏一種健全、有效的體制，因此

10、產(chǎn)業(yè)化和市場化滯后，活力不足，這兩個方面還有待于加強(qiáng)。3 轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能存在的不利因素對于任何新事物都不可能作出“絕對安全”或“完全沒有風(fēng)險”的結(jié)論， 因?yàn)檫@不符合事物的一般規(guī)律性。面對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的產(chǎn)品，科學(xué)家們需要做的是在現(xiàn)有知識和技術(shù)的基礎(chǔ)上盡量全面地考慮其安全性問題。目前，已經(jīng)初步確定了轉(zhuǎn)基因作物風(fēng)險評估的內(nèi)容， 任何新開發(fā)的轉(zhuǎn)基因作物都必須接受這些風(fēng)險評估。在發(fā)達(dá)國家，通過向生物技術(shù)研究和應(yīng)用相對落后國家的技術(shù)和技術(shù)產(chǎn)品輸入，實(shí)現(xiàn)豐厚的利潤。此外，生物技術(shù)可能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和人類健康產(chǎn)生不確定的影響，如當(dāng)能引起人體過敏反應(yīng)的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物時，會引起人體過敏等健康風(fēng)險。轉(zhuǎn)基因作物可能具有

11、影響食物安全的風(fēng)險，需要通過長期的評估進(jìn)行風(fēng)險鑒定。生物技術(shù)也可能引起環(huán)境問題日趨惡化。在利用生物技術(shù)培育抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物品種的同時，既促進(jìn)農(nóng)作物向它原本不適應(yīng)作物種植的地域擴(kuò)張，又可能造成生物多樣性程度的下降，甚至導(dǎo)致部分物種滅絕。在大面積種植轉(zhuǎn)基因作物品種的同時，往往伴隨著除草劑、殺蟲劑和人造肥料使用量的增加，加快土壤侵蝕和沙漠化程度，也可能加劇溫室效應(yīng)促進(jìn)全球變暖進(jìn)程。此外，隨著全球未來人口數(shù)量的繼續(xù)增加，利用抗逆作物轉(zhuǎn)基因品種擴(kuò)大農(nóng)業(yè)耕地面積的同時，氮素等農(nóng)業(yè)資源的使用量也隨之加大，造成氮素等礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)生物化學(xué)循環(huán)的改變，對水體的富營養(yǎng)化可能具有潛在的促進(jìn)效應(yīng)，產(chǎn)生不利于人類

12、和動植物生存和可持續(xù)發(fā)展的不利后果14, 15。農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用，還可能造成轉(zhuǎn)基因植物、動物、微生物脫離當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的潛在危害。轉(zhuǎn)基因作物可能存在使自生作物轉(zhuǎn)變成嚴(yán)重雜草的風(fēng)險，或通過與其他品種雜交后，形成具有轉(zhuǎn)基因背景的雜種。農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用在上述領(lǐng)域中的潛在危害和風(fēng)險有待進(jìn)一步評估16，以確保該項(xiàng)技術(shù)的合理有效應(yīng)用。近年來，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究和開發(fā)取得了很大進(jìn)展，但還存在一些不容忽視的問題：(1)多數(shù)植物存在轉(zhuǎn)化效率低、重復(fù)性差的問題，特別是一些重要糧食作物的轉(zhuǎn)基因效率還不高；(2)由于植物的基因組龐大，在轉(zhuǎn)基因過程中，一般是用選擇性標(biāo)記才能有效地獲得轉(zhuǎn)基因個體，而這種標(biāo)記對轉(zhuǎn)

13、基因植物本身是不必要的累贅，由此帶來一定的生物安全問題；(3)人們還不能隨意地定位和導(dǎo)入所需的外源基因：(4)轉(zhuǎn)基因植株再生和鑒定難、操作周期長；(5)植物轉(zhuǎn)基因最常用的農(nóng)桿菌介導(dǎo)法和基因槍法，都依賴于組織培養(yǎng)，操作復(fù)雜，常會引起受體組織的突變，或轉(zhuǎn)化植株出現(xiàn)基因沉默17。4 我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)安全管理情況利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他物種中的同時，也可能存在一定的安全隱患。 因此，該項(xiàng)技術(shù)在給人類帶來巨大社會經(jīng)濟(jì)效益的同時，也可能給生態(tài)環(huán)境、生物健康和社會安全帶來潛在的風(fēng)險。為保證轉(zhuǎn)基因的生物安全，目前主要發(fā)達(dá)國家均制定相應(yīng)的政策和管理措施，對轉(zhuǎn)基因生物新品種進(jìn)行專門的管理18。其中

14、，歐盟、美國和日本等國家已建立較完善的轉(zhuǎn)基因生物安全監(jiān)管體系。近年來，我國政府對轉(zhuǎn)基因植物的生物安全性給予高度重視，先后頒布一系列法規(guī)和配套管理辦法，建立多部門共同參與的管理體系和管理制度，為動植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的健康發(fā)展提供有效保障。在我國，行政規(guī)定方面，我國制定有農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識管理辦法、農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例和食品標(biāo)識管理規(guī)定。按照農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例的規(guī)定，“列入農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物目錄”的農(nóng)產(chǎn)品，必須有明顯標(biāo)識。但該目錄自2002年公布第一批產(chǎn)品以來，未隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的增加而及時更新19, 20。2010年9月17日環(huán)保部發(fā)布的中國生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動計(jì)劃(

15、2011-2030年) 優(yōu)先領(lǐng)域之七即是“加強(qiáng)外來入侵物種和轉(zhuǎn)基因生物安全管理”，其行動的規(guī)定是“建立和完善轉(zhuǎn)基因生物安全評價、檢測和監(jiān)測技術(shù)體系與平臺”，并劃分了包括“發(fā)展轉(zhuǎn)基因生物環(huán)境風(fēng)險分析以及食用、飼料用安全性評價技術(shù)”等五個方面的重點(diǎn)工作。令人遺憾的是，1999年環(huán)?？偩珠_始組織起草轉(zhuǎn)基因生物安全法，幾次中止，至今沒面世。與立法艱難相對的，是轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用的效率。2009年8月，農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)發(fā)放了轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻“華恢1號”和“Bt汕優(yōu)63”的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書。這種立法與實(shí)踐稍顯脫節(jié)的狀態(tài)，不利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展17, 21。1994年聯(lián)合國環(huán)境署組織起草了國際生物技術(shù)安全準(zhǔn)則22；20

16、00年聯(lián)合國通過了生物多樣性公約的卡塔赫納生物安全議定書；2000年八國首腦會議也對生物技術(shù)的發(fā)展、安全性及貿(mào)易問題進(jìn)行了討論并發(fā)表了備忘錄。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用較為廣泛的國家中也都建立了相應(yīng)的機(jī)構(gòu)來對轉(zhuǎn)基因作物和轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行監(jiān)控。美國是轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究最早、應(yīng)用最廣泛的國家，其監(jiān)控體系也相對完善。例如，轉(zhuǎn)基因園藝植物由農(nóng)業(yè)部單獨(dú)審查；轉(zhuǎn)基因油料作物需要由食品與藥物管理局和農(nóng)業(yè)部審查。在一般情況下，每種新研究的轉(zhuǎn)基因作物品種都需要在農(nóng)業(yè)部的監(jiān)督下，進(jìn)行5年的田間測試，以收集各種相關(guān)數(shù)據(jù)，之后這些部門還要用兩年時間對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和綜合審查23。我國在轉(zhuǎn)基因技術(shù)安全性管理和監(jiān)控方面起步較晚，但目前

17、也頒布了相關(guān)的法規(guī)。1996年農(nóng)業(yè)部制定了農(nóng)業(yè)基因工程安全管理實(shí)施辦法24；2000年國家環(huán)境保護(hù)總局頒布了中國國家生物安全框架25；農(nóng)業(yè)基因生物安全管理?xiàng)l例對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的研究與試驗(yàn)，生產(chǎn)與加工，經(jīng)營與進(jìn)出口貿(mào)易以及監(jiān)督檢查等做了規(guī)定。除了制定相應(yīng)的法律法規(guī)促進(jìn)和保證轉(zhuǎn)基因作物和轉(zhuǎn)基因食品安全性研究和檢查正常進(jìn)行外，農(nóng)業(yè)部還專門成立農(nóng)業(yè)基因工程安全管理辦公室以及農(nóng)業(yè)生物基礎(chǔ)工程安全委員會，以負(fù)責(zé)全國農(nóng)業(yè)生物遺傳工程體的安全性檢查審批。5 發(fā)展我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)的建議結(jié)合目前我國轉(zhuǎn)基因生物安全管理現(xiàn)狀及轉(zhuǎn)基因生物新品種研究與應(yīng)用現(xiàn)狀， 提出如下建議26。加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因安全的宣傳和管理，完善轉(zhuǎn)基因生物

18、新品種的產(chǎn)業(yè)化配套政策法規(guī)，實(shí)行積極有效的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策，進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基礎(chǔ)創(chuàng)新研究水平。植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)是一種技術(shù)創(chuàng)新，是現(xiàn)代科技革命的一個重要方面，在農(nóng)業(yè)、生物、醫(yī)學(xué)、食品、環(huán)保和能源領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)代表了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的方向，將為農(nóng)作物的持續(xù)增產(chǎn)和解決人口爆炸所造成的糧食危機(jī)做出巨大貢獻(xiàn)。植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的廣泛應(yīng)用符合中國國情、順應(yīng)時代要求，對構(gòu)建和諧社會、促進(jìn)當(dāng)代社會可持續(xù)發(fā)展有重要意義。正如中國科學(xué)院遺傳研究所朱禎研究員所講的：中國的農(nóng)業(yè)急迫地需要轉(zhuǎn)基因技術(shù)，轉(zhuǎn)基因作物是救星，而不是惡魔。參考文獻(xiàn)：1 司馬楊虎. 基因作物和轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展與未來J.

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