洛寧縣興華鎮(zhèn)農業(yè)服務中心 王德平
轉基因是人類技術發(fā)展史上的一個新階段。轉基因技術是人類育種技術發(fā)展史上的新技術。自然物種經過人工馴化變成人類種植的作物往往要經過很長時間,如野生水稻變成人類種植的水稻,是在數千年或一萬年前開始的。完全依靠純粹的自然雜交進化,速度非常緩慢,千百年才進化那么一點點。怎樣才能加快自然進化的速度呢?于是就出現了有目的的人工干預,明顯加快了品種改良的進程。如人工雜交育種,現代最著名的就是雜交水稻;人工誘導產生的基因突變,如通過太空射線輻射培育的太空番茄等。在轉基因技術出現以前,大多數優(yōu)良品種都是通過這兩種育種方法培育而成。這兩種方法都是在有目的地改變原有物種基因,也許是替換掉一個基因,也許是加入一個基因,也許是改變某個基因的一段序列。以上這些育種方法的本質都是改變生物的基因,只不過它們發(fā)生在同類物種或近緣物種之間,人們早已習慣了,所以接受了。后來人們不滿足于這些改變,嘗試把兩個不同類的物種基因進行替換或重組,使物種獲得更大的變化,這就是現在的轉基因技術。
轉基因技術就是基因工程育種技術,是利用基因技術來改造作物。舉個例子,設想有兩株水稻,A 水稻抗蟲,B 水稻高產。而我們需要的水稻品種,既要抗蟲,又要高產。常規(guī)做法就是把 AB 兩株水稻雜交,從中盡量挑選一株既抗蟲又高產的,等于把抗蟲基因和高產基因合并。而轉基因則是把高產的這段基因從這株水稻上取下來,導入到抗蟲的那株水稻的基因上,就完成了。假如人們在水稻里沒找到抗蟲基因,卻在細菌里找到了抗蟲基因。傳統(tǒng)的雜交方法無法實現這兩種基因的合并,而轉基因技術可以將細菌里的抗蟲基因挑出來,重組到水稻里。這就是說,在任何生物中發(fā)現有用的基因,無論是動物、植物還是微生物,都可以挑出來進行人工基因重組?;蛟谖锓N間轉來轉去,就叫轉基因,突破了生物自然界的界限。
黃金大米就是含有beta-胡蘿卜素的大米。大米原是白色的,植入胡蘿卜基因后,使稻子能夠合成胡蘿卜素,大米就帶有胡蘿卜的顏色,變成了橙黃色。黃金大米最初的目的是為了幫助缺乏維生素 A 的兒童。在美國,黃金大米也已做完動物實驗和人體實驗,被認為是一種安全的食品。后來由一個美國的華裔科學家介紹到中國來,他選擇在湖南的一個學校讓學生試吃,結果鬧得沸沸揚揚,說吃黃金大米有害,那就好比說大米和胡蘿卜一起吃就會有害。那問題出在哪里呢?主要是在湖南做這件事的程序不合法,這只是一個監(jiān)管方面的問題。另外,中國水稻產量已經很高,胡蘿卜也很多,很便宜,所以黃金大米在中國沒有推廣價值。但在非洲情況就不同了,一些貧困地區(qū),兒童缺少維生素A,黃金大米就很受歡迎。
控制害蟲是農業(yè)生產的重要環(huán)節(jié),目前主要有三種手段,一是化學防治。農藥有效,但也有農藥殘留帶來的環(huán)境危害。二是生物防治。用捕食性昆蟲防治害蟲只能將蟲害控制在一定范圍,達到某種平衡,否則害蟲吃光了,捕食性天敵也難以生存。害蟲致病菌制劑的優(yōu)點是專一性好,只感染其目標害蟲,不影響別的生物,而且無毒無公害,也沒有農藥殘留,但缺點是作用比較慢。三是轉基因,就是從害蟲致病菌里提取抗蟲基因,植入到玉米基因中,使玉米也產生一種有毒蛋白,也就是害蟲致病菌損害害蟲腸道細胞的那種蛋白,從而使害蟲吃了玉米葉以后,就像吃了致病菌那樣死掉。這樣的玉米可以不用農藥或少用農藥。那么有人就會擔心,玉米的有毒蛋白,人吃了以后不也會腸穿肚爛嗎?實際情況是,這些有毒蛋白已經被證明對人無害,它們只對害蟲有毒。這是因為人肚子里的環(huán)境和害蟲肚子里的環(huán)境不一樣。抗蟲玉米已在多個國家獲準種植。
大規(guī)模的大豆種植,依靠人工除草是不可能的,只能用除草劑。除草劑各種各樣,其中最常用的是草甘膦。但草甘膦影響蛋白質合成,嚴重影響大豆產量。為了既能使用草甘膦,又不影響大豆產量,我們從土壤的根瘤農桿菌中發(fā)現了一個對草甘膦不敏感的 EPSPsynthase,把它轉到大豆中,這種轉基因大豆就不會受到影響了。
20世紀50年代以后發(fā)展起來的“突變+雜交”育種技術,曾使育種技術產生了一個飛躍,培育了大量的優(yōu)良品種,達到了一個高峰。人類依靠“化肥+良種”,造就了20世紀后半葉的綠色革命。但是,隨著地球上人口越來越多,對食品的要求也越來越多。隨著社會經濟的發(fā)展,人們對食品的要求也越來越高。傳統(tǒng)人工育種技術已經難以快速提供更多更好的作物品種。轉基因技術的優(yōu)點非常明顯,一是解決了物種間不能雜交的問題;二是解決了雜交育種中優(yōu)良性狀難以整合,而不良性狀又難以分離的技術難點;三是使得所有生物中的基因都可以被用于提高農作物的產量和品質。