施巧婷等：转基因生物的安全性 ·69 植株强。若转基因植物可以在自然生态条件下生存， 杀虫蛋白浓度高于控制目标昆虫浓度100倍时，对非 势必会改变自然的生物种群，打破生态平衡。从目前 靶昆虫均未出现可见的生长抑制。另外，Bt蛋白对有 在水稻、玉米、棉花、马铃薯、亚麻、芦笋等转基因植物 益昆虫如蜜蜂、瓢虫等都无毒性。在另一方面，生态学 的田间试验结果来看，转基因植物在生长势、越冬能力 家还担心，由于大面积推广耐除草剂转基因作物，杂草 等方面并不比非转基因植株强，也就是说大多数转基 生物量锐减，影响以杂草种子为生的鸟类，但这方面的 因植物的生存竞争力并没有增加，所以一般不会演变 研究还很少。 为农田杂草。 2008年2月，Bruce Tabashnik等u例在《自然一生物 (2)基因漂流到近缘野生种的可能性：在自然生 技术》上发表论文，指出在美国观测到对转基因抗虫棉 态条件下，有些栽培植物会和周围生长的近缘野生种 具有抗性的棉铃虫。但是这组科学家也指出，这一发 发生天然杂交，从而将栽培植物中的基因转入野生种 现并不令人吃惊，因为昆虫抗性的实际出现日期大大 中。在进行转基因植物安全性评价时，应从两个方面 晚于理论上的预计时间。无论如何，看起来，基因漂移 考虑这一问题。一个是转基因植物释放区是否存在与 和昆虫抗性在理论上的可能性要远远大于转基因的健 其可以杂交的近缘野生种。若没有，则基因漂流就不 康风险。 会发生。如在加拿大种植转基因棉花，因没有近缘野 3转基因生物的发展前景 生种存在则不可能发生基因转移。同样，玉米在北美 基因的发现和应用是人类科学史上最光辉的时 和欧洲、亚洲、非洲大陆都不存在野生种类，就不必担 刻，它所带来的巨大经济利益与社会效益已经展现在 心转基因扩散到自然环境中。另一个可能是存在近缘 世人眼前。对于提供优良的畜禽饲料原料，缓解粮食 野生种，基因可从栽培植物转移到野生种中。这时就 危机，转基因技术所起的作用是不容忽视的，然而由于 要分析考虑基因转移后会有什么效果。如果是一个抗 基因工程的复杂性和不确定性，转基因食品会对人类 除草剂基因，发生基因漂流后会使野生杂草获得抗性， 身体健康带来怎样的影响仍然无法预测，对此应该采 从而增加杂草控制的难度。特别是多个抗除草剂基因 取科学务实的态度，对转基因食品进行安全评估，制定 同时转入一个野生种，就会带来灾难。但若是品质相 出相关的法律法规，以保证转基因食品的安全性。希 关基因等转入野生种，由于不能增加野生种的生存竞 望转基因生物能够得到广泛接受与应用，转基因技术 争力，所以影响也不大。 能够最终成为推动绿色动物性食品大发展的关键技 目前，在自然界天然物种中发现转基因或其产物 术。 己有些报道。例如在英国，只种植不到1.4万hm的转 鉴于现在的转基因技术本身还存在这样或那样 基因作物试验地，就已经在蜂蜜中发现转基因蛋白污 不尽人意之处，促使科学家们正在从方法学上努力研 染。英国政府的一份报告称：经过6年的试验研究证 究以图改进。正在研究的技术大致有以下儿方面：有 明，转基因油菜能污染传统油菜和野生芜菁杂草。美 效防止基因漂流的方法，已提出多种策略，适用于不同 国的转基因草莓种植基地周围50m内的野生草莓已 条件：提高转基因效率，特别是对于大型哺乳动物：发 有50%的植株含转基因：转基因向日葵附近的野生同 展外源基因在宿主生物染色体上特定位置的定向导入 类有25%~38%含转基因。问题是转基因品质能增强生 系统，取代当前无法控制的随机导入：采用其他更安全 态适合度，那就会使受转基因污染的个体比例在自然 的标识基因，代替抗生素抗性标识基因：发展各种组织 界逐渐累积增多。其后果现在人们还很难做出预测。 特异性启动子，代替CMV35S启动子，以便可以精确 (3)对生物多样性的影响：在植物基因工程中所 的控制转基因在需要的组织和需要的时间表达：克隆 用的许多基因是与抗虫或抗病性有关的，其直接作用 和鉴定更多有价值的功能基因：建立多基因导入系统， 对象是生物。如转入Bt杀虫基因的抗虫棉，其目标昆 实现更复杂品质的表达，或具有多种表达品质的多功 虫是棉铃虫等植物害虫，如大面积和长期使用，昆虫有 能转基因品种。 可能对抗虫棉产生适应性或抗性，这不仅会使抗虫棉 而未来的转基因生物主要集中在3个领域：(1) 的应用受到影响，而且会影响Bt农药制剂的防虫效 从多个方面提高农业生产效率，抗非生物胁迫如抗盐 果。为了解决这个问题，在抗虫棉推广时一般要求种 碱、耐干旱、抗低温等，可以大幅度扩大荒地和贫瘠土 植一定比例的非抗虫棉，以延缓昆虫产生抗性。除 壤的利用：(2)增加作物和肉类的营养性，改善营养质 了目标昆虫外，还要考虑转基因植物对非靶昆虫的影 量：(3)建立新型生物反应器系统用于生物制药以及开 响。如有人用Bt蛋白饲料喂棉田中6种非靶昆虫，当 发生物能源，特别是利用动物乳腺生物反应器生产药施巧婷等：转基因生物的安全性 ·69 · 植株强 。若转基 因植物可 以在 自然生态条件下生存， 势必会 改变 自然的生物种群，打破生态平衡。从 目前 在水稻 、玉米、棉花 、马铃薯、亚麻、芦笋等转基 因植物 的田间试验结果来看，转基因植物在生长势、越冬能力 等方面并不比非转基因植株强，也就是说大多数转基 因植物 的生存竞争力并没有增加，所以一般不会演变 为农 田杂 草 。 (2)基 因漂流到近缘野生种 的可能性：在 自然生 态条件下，有些栽培植物会和周围生长 的近缘野生种 发生天然杂交，从而将栽培植物 中的基 因转入野生种 中。在进行转基 因植物安全性评价时，应从两个方面 考虑这一问题。一个是转基因植物释放 区是否存在与 其可以杂交的近缘野生种。若没有 ，则基因漂流就不 会发生 。如在加拿大种植转基因棉花，因没有近缘野 生种存在则不可能发生基因转移 。同样 ，玉米在北美 和欧洲、亚洲、非洲大陆都不存在野生种类，就不必担 心转基 因扩散到 自然环境中。另一个可能是存在近缘 野生种，基因可从栽培植物转移到野生种 中。这时就 要分析考虑基因转移后会有什么效果。如果是一个抗 除草剂基因，发生基因漂流后会使野生杂草获得抗性 ， 从而增加杂草控制的难度。特别是多个抗除草剂基因 同时转入一个野生种 ，就会带来灾难 。但若是品质相 关基因等转入野生种，由于不能增加野生种的生存竞 争力，所 以影响也不大 。 目前 ，在 自然界天然物种 中发现转基因或其产物 已有些报道。例如在英 国，只种植不到 1．4万 hm2的转 基因作物试验地，就 已经在蜂蜜中发现转基 因蛋 白污 染 。英国政府 的一份报告称：经过 6年 的试验研究证 明，转基 因油菜能污染传统油菜和野生芜菁杂草。美 国的转基因草莓种植基地周围50m内的野 生草莓 已 有 50％的植株含转基 因；转基因向 日葵附近 的野生同 类有25％～38％含转基因。问题是转基因品质能增强生 态适合度 ，那就会使受转基因污染 的个体 比例在 自然 界逐渐累积增多。其后果现在人们还很难做出预测【2】。 (3)对生物多样性 的影响：在植物基因工程 中所 用的许多基 因是与抗虫或抗病性有关的，其直接作用 对象是生物。如转入Bt杀虫基因的抗虫棉 ，其 目标 昆 虫是棉铃虫等植物害虫，如大面积和长期使用 ，昆虫有 可能对抗虫棉产生适应性或抗性 ，这不仅会使抗虫棉 的应用受到影响，而且会 影响Bt农药制 剂的防虫效 果。为了解决这个问题，在抗虫棉推广时一般要求种 植一定 比例的非抗虫棉 ，以延缓 昆虫产生抗性m】。除 了目标昆虫外，还要考虑转基因植物对非靶 昆虫的影 响。如有人用 Bt蛋 白饲料喂棉田中6种非靶 昆虫，当 杀虫蛋 白浓度高于控制 目标 昆虫浓度 100倍时，对非 靶 昆虫均未出现可见的生长抑制 。另外，Bt蛋 白对有 益昆虫如蜜蜂、瓢虫等都无毒性。在另一方面 ，生态学 家还担心，由于大面积推广耐除草剂转基因作物，杂草 生物量锐减，影响以杂草种子为生的鸟类 ，但这方面的 研 究还 很少 。 2008年 2月，BruceTabashnik等 在《自然一 生物 技术》上发表论文，指出在美 国观测到对转基因抗虫棉 具有抗性的棉铃虫。但是这组科学家也指出，这一发 现并不令人吃惊 ，因为昆虫抗性的实际出现 日期大大 晚于理论上的预计时间。无论如何 ，看起来，基因漂移 和 昆虫抗性在理论上的可能性要远远大于转基因的健 康风险。 3转基 因生物的发展前景 基因的发现和应用是人类科学史上最光辉 的时 刻，它所带来的巨大经济利益与社会效益 已经展现在 世人眼前。对于提供优 良的畜禽饲料原料，缓解粮食 危机，转基因技术所起 的作用是不容忽视的，然而由于 基因工程 的复杂性和不确定性，转基 因食品会对人类 身体健康带来怎样的影响仍然无法预测 ，对此应该采 取科学务实的态度，对转基因食品进行安全评估 ，制定 出相关的法律法规，以保证转基因食品的安全性 。希 望转基 因生物能够得到广泛接受与应用 ，转基 因技术 能够最终成为推动绿色动物性食 品大发展的关键技 术 。 鉴于现在 的转基 因技术本身还存在这样 或那样 不尽人意之处，促使科学家们正在从方法学上努力研 究 以图改进 。正在研究的技术大致有 以下几方面：有 效防止基因漂流的方法，已提出多种策略，适用于不同 条件 ；提高转基因效率，特别是对于大型哺乳动物；发 展外源基因在宿主生物染色体上特定位置的定向导入 系统，取代当前无法控制的随机导入；采用其他更安全 的标识基因，代替抗生素抗性标识基因；发展各种组织 特异性启动子 ，代替 CaMV35S启动子 ，以便可 以精确 的控制转基 因在需要的组织和需要的时间表达；克隆 和鉴定更多有价值的功能基因；建立多基因导入系统， 实现更复杂品质 的表达 ，或具有多种表达品质 的多功 能转基 因品种 。 而 未来的转基 因生物主要集中在 3个领域 ：(1) 从多个方面提高农业生产效率，抗非生物胁迫如抗盐 碱 、耐干旱、抗低温等，可 以大幅度扩大荒地和贫瘠土 壤 的利用 ；(2)增加作物和 肉类的营养性 ，改善营养质 量；(3)建立新型生物反应器系统用于生物制药 以及开 发生物 能源，特别是利用动物乳腺生物反应器生产药