對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的思考

歐陽維蔚

摘 要：轉(zhuǎn)基因技術(shù)從上世紀(jì)80年代開始發(fā)展，在農(nóng)作物品種改良、人口膨脹、環(huán)境污染、疾病防治、動物品種改良上帶來了新的渠道，在農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、醫(yī)藥、食品行業(yè)都表現(xiàn)出良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文闡述了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的概念和特點，分析了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的代表性應(yīng)用以及其中的安全問題。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因技術(shù)；概念；特點；應(yīng)用；問題

中圖分類號：Q343.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0231-02

轉(zhuǎn)基因技術(shù)是動植物遺傳改良、基因功能研究的重點工具，從1996年第一例轉(zhuǎn)基因作物開始商業(yè)種植后，截止到目前為止，已經(jīng)超過25種轉(zhuǎn)基因作物實現(xiàn)了商業(yè)化種植，并投入市場，代表性的有玉米、棉花、油菜等，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展增長點，是提高全球農(nóng)業(yè)競爭力的有效保障[1]。在分子生物學(xué)的發(fā)展下，轉(zhuǎn)基因基礎(chǔ)在醫(yī)學(xué)、動物飼養(yǎng)等領(lǐng)域中也得到了廣泛應(yīng)用，特別是在食品工業(yè)方面，為食品供應(yīng)的創(chuàng)新提供了全新的途徑，但是，就當(dāng)前來看，對于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用，還存在一些誤區(qū)，如何發(fā)揮出轉(zhuǎn)基因技術(shù)的益處是當(dāng)前研究的重點命題。

1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的概念和特點

轉(zhuǎn)基因即將人工分離、修飾后的DNA、基因?qū)肷锛?xì)胞基因組，在導(dǎo)入基因表達(dá)的影響下，原有生物體的性狀也會發(fā)生變化，人們常說的基因工程、遺傳工程都是轉(zhuǎn)基因技術(shù)，各大媒體將轉(zhuǎn)基因技術(shù)稱之為“遺傳修飾后的生物體”（Genetically Modifier Organism，GMO）。

從上世紀(jì)90年代開始，轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)入發(fā)展高潮，相關(guān)作物的種植面積也不斷擴(kuò)張，數(shù)據(jù)顯示，在1996年，轉(zhuǎn)基因種植面積僅有170萬公頃，2004年，面積達(dá)到了8100萬公頃，到了2017年，這一數(shù)字飆升到1.8億公頃，在20年的時間內(nèi)，增長了100倍。隨著世界人口數(shù)量的增加、耕地數(shù)量的減少，資源短缺問題也日益嚴(yán)重，根據(jù)預(yù)測，到了2030年，世界人口將會達(dá)到100億，糧食問題也更加凸顯，應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以不僅可以增加農(nóng)作物產(chǎn)量，還能提高品質(zhì)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)有幾個顯著的優(yōu)勢：

1.1 增加農(nóng)作物產(chǎn)量

將快速生長基因植入農(nóng)作物中，能提高農(nóng)作物的品質(zhì)，還可以提高產(chǎn)量，充分利用了寶貴的土地資源，解決了糧食短缺的問題。

1.2 改良農(nóng)作物品質(zhì)

植入相應(yīng)的基因片段，能夠改善糧食的口感、外觀、味道、營養(yǎng)成分，起到改良品質(zhì)的作用。

1.3 提高作物抗逆性

利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，讓傳統(tǒng)農(nóng)作物具有抵抗病蟲害的能力，減少農(nóng)藥用量，并讓農(nóng)作物具備以往沒有的耐澇、耐寒、耐熱特性，適應(yīng)各類生產(chǎn)環(huán)境?？萍及l(fā)展是一把雙刃劍，轉(zhuǎn)基因也是如此，轉(zhuǎn)基因技術(shù)給人們帶來了種種福利，但是如果應(yīng)用不當(dāng)，也可能造成安全隱患，威脅人類的健康，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的種種問題引發(fā)了各類倫理、安全問題，基于此，各個國家開展對轉(zhuǎn)基因技術(shù)出臺限制措施[2]。

2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的常見類型

2.1 植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)

植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)是采用克隆等方式，在受體細(xì)胞中置入外源DNA，代表性的使用方式如載體介導(dǎo)法、DNA直接攝取法[1]。

當(dāng)前，應(yīng)用最廣泛，效果最理想的就是農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，該種方式是利用發(fā)根農(nóng)桿菌等作為載體，在植物細(xì)胞中植入農(nóng)桿菌，以實現(xiàn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化的目的。除了農(nóng)桿菌介導(dǎo)法之外，基因槍法也是常用的方式，將外源DNA、基因通過亞精胺、Ca2+吸附在鎢粒子或者其他重金屬中，將其制作為微彈，攝入植物組織、細(xì)胞中。采用該種方式，不會受到植物類型的限制。但是，該種方式會受到金屬速度、彈大小等因素的影響，整合速率偏低，也會對植物造成傷害。

電擊與聚乙二醇法是近年來誕生的新型方式，是借助植物原生質(zhì)體的能力，在電擊、聚乙二醇處理下改變細(xì)胞膜的透性，增加可逆性孔隙，實現(xiàn)穩(wěn)定遺傳。該種方式可以一次性轉(zhuǎn)化多種原生質(zhì)體，是為來階段轉(zhuǎn)基因技術(shù)的重要發(fā)展方向。世界上首個轉(zhuǎn)基因植物是轉(zhuǎn)基因煙草，迄今為止，已經(jīng)有30多年的發(fā)展歷程，在技術(shù)的發(fā)展下，越來越多的轉(zhuǎn)基因植物出現(xiàn)，發(fā)達(dá)國家還將其應(yīng)用在疫苗與藥用蛋白的生產(chǎn)中，代表性的有如下幾類：

2.1.1 抗病毒、抗真菌轉(zhuǎn)基因植物的應(yīng)用

利用干擾素基因、外殼蛋白基因等，能提高植物的抗病毒效果，如番茄Pto基因等，目前，學(xué)界對于真菌病原、植物之間分子機(jī)理有了明確了解，完成了基因克隆，離大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)為時不遠(yuǎn)。

2.1.2 抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，雜草是一個極大的影響因素，在農(nóng)作物中融入抗除草劑基因，可以對田間雜草起到良好的防治作用。當(dāng)前，抗除草劑基因已經(jīng)被成功研制、分離出來，并開始初步應(yīng)用到田間生產(chǎn)中。

2.1.3 轉(zhuǎn)基因植物在醫(yī)藥中的應(yīng)用

將醫(yī)用基因融入植物中，能夠構(gòu)建新的異源蛋白生產(chǎn)模式，如亮氨酸腦咖肽就是采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)而來，目前，學(xué)界開始研究食物轉(zhuǎn)基因植物疫苗，人們在食用之后，能夠提高機(jī)體的抗病能力。

2.1.4 高品質(zhì)轉(zhuǎn)基因植物

高品質(zhì)轉(zhuǎn)基因植物能夠提高植物能量、蛋白、維生素、微量元素含量，改善植物營養(yǎng)成分和植物風(fēng)味。如將氨基酸基因植入馬鈴薯體內(nèi)，可以有效提高馬鈴薯的氨基酸含量[3]。

2.2 動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)

顯微注射法就是利用玻璃針將DNA注入到動物胚胎細(xì)胞核，再將DNA移植到動物體，使其正常發(fā)育，是早期常用的動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)。體細(xì)胞核移植法就是先在體外來培養(yǎng)細(xì)胞，篩選優(yōu)質(zhì)基因，再將其移植到卵細(xì)胞，再移植至母體之中。代表性的有幾類：

2.2.1 培養(yǎng)器官的轉(zhuǎn)基因動物

轉(zhuǎn)基因動物在人體器官的培養(yǎng)上也有積極的作用，能解決傳統(tǒng)器官移植中存在的免疫排斥反應(yīng)，是當(dāng)前研究中的重點發(fā)展方向。

2.2.2 醫(yī)學(xué)研究轉(zhuǎn)基因動物

世界上首個轉(zhuǎn)基因動物是1990年的轉(zhuǎn)基因小鼠，后來，轉(zhuǎn)基因大鼠、家兔研究成功，這類轉(zhuǎn)基因動物為醫(yī)學(xué)研究工作的開展提供了有益的支持。

2.2.3 分泌藥物的轉(zhuǎn)基因動物

在哺乳動物體內(nèi)導(dǎo)入正常的基因片段，能夠誘導(dǎo)哺乳動物體內(nèi)表達(dá)，提取活性物質(zhì)，當(dāng)前，我國分泌藥物的轉(zhuǎn)基因動物已經(jīng)研發(fā)成功，并步入安全評價階段。

除了轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動物，轉(zhuǎn)基因食品也是當(dāng)前關(guān)注的重點。

2.3 基因工程藥品

當(dāng)前，很多藥品都是從生物組織之中提取而來，在材料因素的限制下，其價格偏高，與之相比，微生物生長速度非?？?，更容易控制，適合應(yīng)用在大規(guī)模生產(chǎn)中，開發(fā)基因工程藥品，能夠解決藥品產(chǎn)量的問題，還可以有效降低成本。如，胰島素是現(xiàn)階段控制糖尿病的常用藥物，而胰島素的提取要求非常高，當(dāng)前只能在動物體內(nèi)來提取，產(chǎn)量非常低，基于此，研究人員嘗試將胰島素基因、青霉素酶基因結(jié)合起來，有效提高了胰島素的產(chǎn)量，每2000L的培養(yǎng)液中，可以生產(chǎn)出100g的胰島素，產(chǎn)量大大提高。

2.4 基因診斷和治療

基因診斷和治療也是轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展的重要方向，當(dāng)前使用的DNA探針就是其中的代表。在技術(shù)的完善下，基因治療技術(shù)也逐步發(fā)展成熟，基因治療即將正?；?qū)氲交颊唧w內(nèi)，發(fā)揮出基因的正常表達(dá)功能，達(dá)到治病目的，這是現(xiàn)階段下遺傳病治療的有效方式之一，包括基因增補、基因修復(fù)、基因置換等類型，但是這一技術(shù)尚未成熟，還有待進(jìn)一步研究。

3 我國發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)的前景

我國是一個大口大國，人多地少是我國需要面臨的問題，近年來，農(nóng)業(yè)耕地面積日益減小，生態(tài)環(huán)境日趨脆弱，冷害、高溫、干旱問題時常出現(xiàn)，為了提高農(nóng)作物產(chǎn)量，人們大量使用農(nóng)藥、化肥，農(nóng)藥和化肥的濫用無疑會影響人們的身體健康，就當(dāng)前來看，我國鹽堿地數(shù)量高達(dá)5億，單一依靠生產(chǎn)很難解決人們對農(nóng)產(chǎn)品的需求，發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)，是國際產(chǎn)業(yè)分工的一項必然選擇，也是解決當(dāng)前農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、糧食安全以及生態(tài)安全問題的有效途徑。發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)，能夠提高農(nóng)田的抗旱、耐鹽力，達(dá)到保護(hù)環(huán)境、提高品質(zhì)的效果。

4 轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全問題分析

4.1 轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的環(huán)境問題

在轉(zhuǎn)基因植物在投入到使用后，可能會對自然生態(tài)環(huán)境造成破壞，很多國家都有此類慘痛的教訓(xùn)。雖然轉(zhuǎn)基因生物不是新物種，但是也會對生態(tài)系統(tǒng)造成壓力，這就是基因轉(zhuǎn)移，基因轉(zhuǎn)移也被稱之為基因飄逸，是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的常見問題，如轉(zhuǎn)基因油菜會與野生油菜之間發(fā)生雜交，形成超級雜草，影響了生態(tài)系統(tǒng)的平衡性。如，在轉(zhuǎn)基因魚投入使用后，能夠增加產(chǎn)量、縮短周期，假如這種轉(zhuǎn)基因魚進(jìn)入大自然，會逐步將原有魚類品種淘汰。而轉(zhuǎn)基因植物則會通過種子、花粉的渠道給自然生態(tài)系統(tǒng)造成風(fēng)險，給生物多樣性帶來危害。

4.2 轉(zhuǎn)基因食品造成的安全問題

轉(zhuǎn)基因食品安全問題包括幾個方面：

4.2.1 過敏問題

過敏問題屬于免疫變態(tài)性反應(yīng)，轉(zhuǎn)基因食品會由于免疫學(xué)同源性問題引起人體過敏。

4.2.2 毒性問題

絕對安全的食物是不存在的，在轉(zhuǎn)基因食品中，部分基因可能會通過各類途徑產(chǎn)生毒素，給人體造成傷害。研究顯示，轉(zhuǎn)基因食品可能引發(fā)過敏反應(yīng)，在以往，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因大豆、花生的過敏反應(yīng)，由此造成了人們的恐慌。

4.2.3 殺蟲毒素問題

轉(zhuǎn)基因植物會產(chǎn)生殺蟲毒素，這種毒素會隨著植物的根部進(jìn)入到土壤中，對土壤的環(huán)境和微生物造成了不良影響，繼而影響植物種群多樣性。

4.2.4 標(biāo)記基因問題

標(biāo)記基因大多屬于抗生素抗性基因，會通過各類渠道進(jìn)入到食物鏈之中，并產(chǎn)長耐藥菌，這類耐藥菌對抗生素的抗性非常強。由于轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展時間還不長，還無法證明轉(zhuǎn)基因食品的安全性，人體長期食用，究竟會不會影響身體健康？會不會對下一代造成威脅？這些都沒有得到證實。當(dāng)然，轉(zhuǎn)基因食品的優(yōu)勢是非常顯著的，能夠提高食品質(zhì)量，解決病蟲害問題，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)量，關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品的危害，還需要進(jìn)行深入的研究[4]。

截止到目前為止，還沒有關(guān)于由于食用轉(zhuǎn)基因食品造成人體健康問題的報道，也有越來越多的消費者對轉(zhuǎn)基因食品持支持態(tài)度，各個國家也加大了對這一技術(shù)的研究，希望能夠糾正公眾的認(rèn)識。

5 結(jié)語

轉(zhuǎn)基因技術(shù)屬于生物技術(shù)發(fā)展的核心內(nèi)容，目前，轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動物的研究已經(jīng)取得了顯著的成就。在新的歷史時期下，各個國家都將轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為科技發(fā)展的重點，轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動物也將會迎來更為廣闊的前景。為了促進(jìn)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，需要構(gòu)建為完善的安全評估體系，制定嚴(yán)格的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)研究，相信通過學(xué)界的努力，定會進(jìn)一步發(fā)揮出轉(zhuǎn)基因技術(shù)的益處和作用。

參考文獻(xiàn)

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