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皇牌天下农业转基因作物的发展印记

文章作者:农植业 上传时间:2019-05-10

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中国农业科学院植物保护研究所研究员国家农业转基因生物安全委员会委员彭于发 长期监测表明种植抗虫转基因棉花对生态环境有利 经过农业转基因生物安全委员会评审,农业部1997年首次批准了转基因抗虫棉花商业化种植。此后,我国科学家对不同棉区大面积种植抗虫棉后对农田生态和自然环境的影响进行了连续10多年跟踪监测,积累了大量第一手资料,得出了几个明确的结论:在全国范围内有效控制了棉铃虫和红铃虫的危害。棉铃虫和红铃虫是我国棉花生产的主要害虫,以往棉农防治棉铃虫一年需要打药10次到20次,大量用药导致农民成本提高,收益减少,人畜中毒,环境污染,天敌减少,害虫对农药产生抗药性等一系列问题。种植转基因抗虫棉之后,品种本身就具有良好的抗虫效果,一般只需要打药2次到5次,就能有效控制这两种主要害虫,不仅棉花上农药用量减少达70%以上,而且大豆/玉米/花生上棉铃虫的数量也显着减少。为天敌和益虫提供了良好的环境条件,农田生物多样性更加丰富。由于减轻了农药对害虫天敌和有益昆虫的伤害,瓢虫/草蛉/蜘蛛和寄生蜂等害虫天敌及有益昆虫的数量成几倍到几百倍的增加,抗虫棉田及其周边生物多样性更加丰富多样,有利于农田环境保护。发展了配套的害虫综合治理技术。随着主要害虫得到有效控制和农药用量显着减少,次要害虫种群数量发生了变化,主要表现为蚜虫数量减少,盲蝽象数量增加。围绕抗虫棉的栽培管理,及时灭除杂草和转主寄主,合理使用低毒农药,可以确保棉花丰收。 安全评价结果表明种植抗虫转基因水稻对生态环境同样安全 2009年8月,农业部颁发了抗虫转基因水稻的生产应用安全证书。我国研发的“华恢1号”和“Bt汕优63”转基因水稻,其抗虫基因和抗虫棉所用的基因是一样的,试验分析和检测结果表明,该转基因水稻在国内生产种植对生态环境是安全的。 稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟等鳞翅目害虫是水稻生产上的主要害虫,是导致水稻减产的主要原因之一。大量使用化学杀虫剂,增加了生产成本和劳动强度,减少了稻田中的益虫,严重影响生态环境和生物多样性。国内外尚未发现有效的抗水稻鳞翅目害虫的基因资源,防治水稻鳞翅目虫害急需新的手段。 室内外多点、多代遗传分析结果显示,“华恢1号”和“Bt汕优63”转基因水稻中cry1Ab/cry1Ac杀虫蛋白基因得到了稳定遗传和表达,对稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟和大螟等鳞翅目主要害虫的抗虫效果稳定在80%以上,对稻苞虫等鳞翅目次要害虫也有明显的抗虫效果。 转基因水稻中的cry1Ab/cry1Ac晶体蛋白是专一高效的杀虫蛋白,可与鳞翅目害虫肠道上皮细胞的特异性受体结合,引起害虫肠麻痹,造成害虫死亡。只有鳞翅目害虫的肠壁细胞上含有这种蛋白的结合位点,而其他昆虫和动物肠道上皮细胞没有该蛋白的结合位点,因此不会造成伤害。 在生存竞争能力方面,转基因水稻与非转基因对照水稻相比,在有性生殖特性和生殖率、花粉传播方式和传播能力、有性可交配种类和异交结实率、花粉离体生存与传播能力、落粒性和落粒率、休眠性和越冬能力、生态适应性和生物量等性状上,均未发现明显的差异,在杂草性和入侵性方面也未发现变化。 在基因漂移对生态环境的影响方面,根据国内外文献和对转基因水稻的试验观察,转基因水稻基因漂移的基本规律与常规品种是一致的,没有发现cry1Ab/cry1Ac晶体蛋白基因漂移对农田生态和自然环境安全有不良影响。 在对非靶标生物和生物多样性影响方面,根据室内和田间试验分析结果,没有发现转基因水稻对非靶标害虫、稻田天敌、益虫、经济昆虫等主要昆虫种群结构和功能以及节肢动物多样性产生不良影响。

转基因是中性技术

“转基因技术是指利用基因重组技术,将人工分离或修饰的功能基因导入生物体,从而使其在抗病虫、抗逆、营养和品质等方面满足农业生产和人类消费需求的一种技术。”中国农业科学院生物技术研究所所长林敏告诉《瞭望》新闻周刊记者,转基因技术与传统技术本质上都是通过基因转移获得优良品种,但转基因技术可以打破物种界限,实现更为精准、快速、可控的基因重组和转移,提高育种效率。

“机理上讲,自然界中存在自然的转基因,比如基因会整合、染色体会交换,本身的变异等等,红薯的大根茎就是在自然条件下自然转基因的结果。我们做的转基因是通过人为的方式,定向定点的转基因。”中国农科院深圳基因组研究所研究员萧玉涛告诉《瞭望》新闻周刊。

“转基因虽然是一项新技术,但没有脱离生物学的规律。”中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员朱祯认为,转基因是一种中性技术,产生结果的好坏在于转入的是何种基因。

皇牌天下,林敏也表示,转基因安全不安全关键在于转什么基因、选择什么性状。如转基因抗虫玉米可以减少害虫对玉米的侵害,减少玉米感染真菌的机会,在存储过程中不会像非转基因玉米一样受真菌引起的毒枝菌素污染。

欧盟委员会根据500多个独立科学团体、历时25年开展的130多个研究项目,得出“生物技术特别是转基因技术,并不比传统育种更有风险”的结论。1967年,美国科学家利用杂交技术要培养一种含水量较少的土豆品种,结果培育出了有毒生物碱含量高的品种。

“美国科研进展最快,原来大部分转基因通过基因枪或农杆菌介导导入基因,现在基因编辑技术,可以把某些功能突变掉,对某些病虫害产生抗性。最典型的是把蘑菇产生孢子的过程突变掉,这样蘑菇存放的时间就很长,不会变黑。”清华大学国家实验室生物信息学部研究员谢震告诉记者。

“马铃薯用基因组编辑技术破坏基因,可以减少糖分,从而减少马铃薯在高温烹炸时产生的丙烯酰胺,这是一种神经毒素,这项技术在美国已经试验成功。”朱祯说。

专家认为,转基因技术在抗病虫等性状改良方面具有重要作用,能够降低农业生产人工成本,降低农药使用量,在缓解资源约束、保护生态、推动绿色发展方面有潜力。

仅批准了两种可商业化种植

棉铃虫和红铃虫是我国棉花生产的主要害虫。以往棉农防治棉铃虫一年需要打药10~20次,大量用药已导致害虫对农药产生抗药性。“上世纪90年代,我国曾遇棉铃虫大爆发,全国棉花产业面临灭顶之灾。当时棉铃虫已经抗农药了,用农药浸泡都杀不死,但是一只鸡把这个虫吃掉以后却被毒死了。”林敏介绍当时的情况说。

1997年转基因棉花的商业化种植,为我国棉花产业带来生机。我国成为继美国之后,第二个拥有自主研制抗虫棉技术的国家。目前,转基因抗虫棉和转基因抗病毒番木瓜是我国仅有的两种被批准可商业化种植的转基因农产品。

“自然界本身有细菌,细菌产生的毒素能杀死害虫,怎么让棉花植物本身产生这种毒素?就是把细菌本身的基因克隆出来,再通过转基因的方式转到棉花里面,棉花就能够表达这样的毒素,虫子吃了就能被杀死。”萧玉涛告诉记者。

“这种转入棉花的基因就是苏云金杆菌分离出的基因Bt蛋白。”朱祯说。

种植转基因抗虫棉之后,我国科学家对棉区农田生态和自然环境的影响进行了连续10多年的跟踪监测。

据中国农科院植物保护研究所研究员、国家农业转基因生物安全委员会委员彭于发介绍,转基因抗虫棉品种本身就具有良好的抗虫效果,一般只需要打药2到5次,就能有效控制棉铃虫和红铃虫这两种主要害虫,不仅棉花上农药用量减少70%以上,而且大豆、玉米、花生上棉铃虫的数量也显著减少。

“但长期使用Bt蛋白基因,会使棉铃虫耐受性增强。转基因抗虫棉已经对耐受种群不起作用,国内已经存在这种情况。”朱祯坦言。

萧玉涛也认为,昆虫正在慢慢进化,在美国、澳大利亚、印度等,已经有对转基因棉花产生抗性的害虫种群,能够在转基因棉花上完成生活史。

为应对新问题,朱祯通过利用RNA干扰技术杀灭棉铃虫,并在烟草植被上完成了实验。“维持昆虫存活的有蜕皮激素、保幼激素,使用RNA干扰技术,在棉花中转入昆虫的保幼激素基因的一段序列,就能干扰昆虫的保幼、蜕皮激素的分泌,使棉铃虫体内激素失衡。我们做的昆虫激素含量测定,分析出导致昆虫死亡的原因就是由于激素失衡。”

朱祯介绍说,由于棉花繁殖慢,需要收集大量抗虫数据,这种RNA干扰技术应用到棉花中还需要一段时间,但使用后将延长棉花对抗耐受害虫种群的时间。

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