转基因食品离我们有多远 -朱 桢- 第1部分

　　
　　主讲人简介
　　朱桢：　中国科学院遗传与发育研究所研究员，国家863生物工程主题专家组组长，中国科学院生命与生物技术局副局长。主要从事生物技术和生物工程的研究工作。
　　内容简介
　　科学家预测，也许过不了几年，我们就能吃上牛肉味的西红柿、含胡萝卜素的大米——这不是幻想，这些都可通过转基因技术生产出来。在全球经济一体化的今天，转基因食品实际上已悄然摆上了我们的餐桌。那么什么是转基因食品？
　　转基因就是利用分子生物学手段，将某些生物的基因转移到其他的生物物种中去，使其出现原物种不具有的性状或产物。以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。据专家介绍，虽然我国转基因食品尚处在实验室研究阶段，还没有大规模生产，但我国进口的农产品如大豆、食用油、肉制品及粮食制品，有很多已经是转基因产品。由此人们可能联想到传统育种和转基因技术的是否一样，专家认为，转基因技术与传统育种技术没有本质的区别，只是采取的手段不同而已。
　　由于在上世纪末期，英国生物学家通过一向实验，而得出人们吃转基因食品对健康不安全，所以人们对转基因食品至今还存在恐惧感。专家指出，对于转基因技术应正确看待。目前世界人口已经超过60亿（其中12亿人吃不饱），如果人类饮食中15％的热量来自于动物类食品，仅可供养约40亿人口，而以肉类食品占35％的美国人和西欧人的饮食结构来计算，只能供养25亿人口，不及现在世界人口的一半。另外在人口和需求增长的压力下，耕地面积不断削减的形势下，解决食物问题的惟一的出路是农业技术革新。所以专家认为21世纪生命科学将大放异彩，这里包括植物基因技术在内的生物技术　。估计全球转基因作物在2000年达到44。2百万公顷。事实证明：转基因食品是安全的。
　　最后，专家认为中国农业生物技术的进步还要有企业界的支持，如果生物技术的产业化受阻，生物技术停滞于实验室阶段便不可能有充足的资金使其进入高速发展的阶段。如果我们不能把握农业生物技术进步的机遇，我们这个悠久农业历史的国家在未来的国际竞争中前途堪忧。
　　全文
　　今天，我给大家讲的这个题目是：《转基因食品离我们有多远》。我想这个问题，是大家一直非常关注的一个话题。由于近年来，生物技术发展异常迅速，转基因食品离我们越来越近。所以，广大的消费者还有民众以及媒体等等，对这个问题是相当关注的。我希望通过这次我的这个演讲，使大家明了转基因植物是什么？转基因食品的安全性到底如何？等等。首先一点我要说明一下，什么是转基因食品？
　　第一，我用一个通俗的例子，给大家讲一下。首先是什么是转基因？这个过程是怎么一回事？当然，我用一个非常简单的一种方式给大家讲解，实际过程还是相当复杂的。例如，我们大家都知道，这个生物的一切性状都是由基因决定的。例如苹果的颜色，它是红色的。那么显然它是由一个基因控制，红色的这个基因来控制。那么转基因是什么呢？就是说，我们从苹果中分离到控制红颜色的这个基因，然后通过一定的方法或程序，我们把它转移到香蕉中去，使香蕉变成了红色。这个就叫转基因。当然了，这个比喻很简单，但是实际的操作是非常复杂的。
　　好，大家明白了什么叫转基因。那么转基因食品自然就知道了，对吧！这个获得的是转基因植物，它产生中的可食部分就是转基因食品或者加工得到的食品就叫做转基因食品。那么，我们下一步再问基因是什么？这是一个细胞，生物的细胞，细胞里边有细胞核，细胞核里有染色体。染色体是由DNA组成的，DNA大家可以看到双螺旋。基因就是以DNA为载体的。所以，所有的遗传物质都在生物的细胞的细胞核里，也就是在它的染色体里，归根结底是在DNA上。
　　1953年沃森和克里克发现了这个双螺旋的模型，也发现了基因的本质，它就是DNA。我们刚才已经说了，这个是DNA双螺旋的模型。这是一个示意图，这是一个分子图，基因就排列在这个双螺旋的DNA上面。基因由它指导合成各种各样的蛋白质。当然它要经过RNA的一个步骤，所有的蛋白都是由基因指导合成的。我要讲转基因技术，再讲一下DNA重组技术。有一个技术这个叫酶切技术。它是建筑在什么基础上呢？由于发现了一种酶，这种酶它可以在DNA特定的序列上去切割，然后把所需的基因切割下来。然后呢，再通过一种叫做连接酶，它可以把两个DNA片断连接在一起，又把它连在了一起。这样的话构成了一个载体，用这个载体就可以进行转基因研究了。现在发现了众多的限制性内切酶，就是说它可以识别基因上的特异的序列。
　　那么下面我们切入正题，转基因植物。转基因植物，转基因技术是人类创造农作物新品种的一个利器。所谓的转基因生物就是利用DNA重组技术。我刚才已经介绍了转化技术。过一会儿我要说将外源的目的基因转移到受体生物中去，使之产生定向的稳定的遗传改变，并形成新的品种。这样一个过程叫做转基因过程。当然，它不但包括了农作物，甚至包括了动物，微生物都可以，都是这个技术。
　　下面我给大家讲一下植物基因工程的一个过程。这个过程是这样，第一步我们刚才讲了分离DNA。分离DNA之后，把基因所需要的基因把它提取出来，最后跟一个载体相连，形成一个可以在植物中表达某个特定基因的这样一个表达载体。之后从植物上取出一块组织，通过转化技术，这个转化技术就是将DNA导入到受体品种中去的一个技术。最后，获得转化的组织，经过组织培养最后形成一个完整的植株。这样呢，是一个植物的基因技术的一个整个的一个过程，我们把这个过程也称之为植物基因工程。这是具体的一个例子。
　　这是水稻的转化过程。这个呢我们使得一个幼胚，水稻的幼胚，这个采取的转化技术呢，是用一种微弹的方式进行转化的。微弹上包裹上DNA，通过高速把这个微弹射出去，射进植物的细胞中。使植物呢，获取外源的DNA。之后，再经过不断地筛选。这就有差别了，这个差别，这个对照，这个就逐渐长起来了，最后我们经过植株再生，形成完整植株最后移到温室中去。这样一个过程，初期的过程就这样完成了。
　　我下面再讲的时候有几个常见的术语，就是转基因生物，又叫做遗传修饰的生物，缩写是GMO。GMC就是转基因农作物。转基因食品呢，就是GMF，这个F是FOOD（食物）的缩写。所以这几个术语大家还是给它搞清楚，因为下面我们讲的时候不要产生混乱。我们不免要问，我们为什么要用转基因技术呢？我们以前用常规育种的技术，也培育出了种类繁多的农作物品种。传统育种技术，它主要通过有性杂交，还有品种选育，以及自然界产生的突变，通过选育获得一个农作物的新品种。这个过程只能在种内进行。就是说水稻只能在水稻中进行，小麦只能在小麦中进行，你不能跨越这个界限。你不能把小麦的基因转移到水稻中去，反之亦然，所以它是在种内进行。这点跟转基因育种技术有所不同。它是通过一定的生物的或者物理的方法，把外源基因导入到受体作物中去，通过它呢，通过这种方法，获得新品种。所以从某种角度来讲，它不受物种的限制，它可以跨越物种，转移遗传物质。不但是跨越不同的种类，甚至属、纲、门、界，这样大的生物之间的门槛全部能跨越。就是说可以把动物的相关基因转移到植物中去，也可以把微生物的基因转移到农作物中去。所以它的有效性和它的技术的广泛性是常规育种无法比拟的。另外它还有几个优点，它目的性比常规育种更强，常规育种是通过选择，这个有时候自然界也会产生自发突变，然后通过人工的选择，能够获得一个植物的新品种。但是这个取决于大自然的恩赐，在育种过程中呢，目的性不是很强，要凭经验，凭运气。而转基因技术目的性非常强，你可以可预见地转移一个什么基因。之后，这个转基因植物能够获得什么性状都完全是可预见的。同时，它的育种周期相对较短，花费比常规育种也相对要低一些。　除此之外，它还有一定的其他好处，就是说，精确性更强。
　　好，通过我上面讲的可能大家基本上明白了转基因食品是怎么一回事。我下面给大家介绍一下这个转基因的植物有什么用途，最主要的用途有这几个方面？第一个方面提高抗性，像抗虫，抗病这当然包括病毒病、真菌病，细菌病等等，抗除草剂；抗逆，包括抗盐，碱、寒、冻、旱等等。再一个呢，是农作物也就是GMC，它的品质的改良。这个直接关系到转基因食品；也就是GMF。这里包括蛋白质的改良，碳水化合物的改良，脂肪维生素的改良。还有品质性状及其他的改良，还有口味风味等等，所以这是第二点。第三点呢，还有其他的更多的用途，像用转基因技术培育杂种优势，生物反应器，还有生产药物，生产一些有用的酶类，蛋白，生产疫苗。以后呢，直接吃可食的疫苗，不用再打针了，以及改变植物的花的颜色等等多方面的用途。
　　我们看一下抗性方面的进展。这是一个棉花，大家可以看，这个棉花如果是一个普通棉花的话，那么它被虫蛀得是非常厉害的。在某些地区如果不使用农药的话，那么就要绝产。甚至在使用农药的时候，由于农药，这个害虫对农药产生了耐受性，打农药也不管用，照样造成大幅度减产。使用了抗虫棉之后，那可以大幅度地减少打药的次数。大家可以看看这个是一个抗虫的棉花，它没有遭到棉蛉虫的攻击。这个是普通的棉花，可以看看损害得非常厉害。我们再看转基因的水稻对鳞翅目害虫的抗性。大家可以看这个是转基因的水稻，这个是非转基因的，这个由二化螟造成的白色，这个要大幅度减产，甚至绝产。这个咬得稍微轻一点儿，也有很大幅度减产。这个可能就要绝产。这个大家可以看看，转基因抗虫水稻的环境释放的实验情况。这个方格子是一块转基因的水稻，一块常规的水稻。在一个灾情非常严重的情况下，就产生这样的情况。这个如果要用农药控制呢，是可以的。但是，我们的食物中就含有残留的农药。这个是美国的抗虫玉米，大家可以看，这是收获季节。这个玉米是抗虫玉米，这是普通玉米。在没有打药的情况下，可以看看差别非常大。抗虫玉米的推广能提高产量15％—30％。所以它的经济效益是非常高的。
　　另外再看抗除草剂的这个基因工程。这个是一个矮牵牛，这是一个模式植物，这是科学家在实验室做的一个植物。把抗除草剂基因转移到了植物中去，植物就对除草剂有了抗性。那么这种情况下，你再打除草剂，再施用除草剂的话，那么杂草就会死掉。大家可以看，非转基因的植物，没有转化的植物，就是常规的植物，全部死掉了。转了抗除草基因的这个植物，生长是完全正常的。这样的话呢，在农田的锄草，金字旁的锄，就可以用除草双耳刀的除来代替了。只是喷洒化学农药，也就是喷洒除草剂就可以了。大大地降低了劳动力的投入，也就是整个的农业的成本的投入。这是美国的抗除草剂的大豆实际的栽种情况。大家可以看，这个是用除草剂控制的，转锄草基因的大豆生产的情况。这个呢，没有打除草剂，可以看看杂草丛生，这样它大幅度减产。另外，可以利用基因工程改良淀粉品质。可以说我们大家都不爱吃那种糙米，为什么呢？那主要在于淀粉的含量是一致的。但是淀粉的种类不一样，淀粉的种类有支链淀粉，有直链淀粉，这个比例决定了一个稻米的口感如何。所以，目前这个已经操作成功了。我们国家在这方面也研究成功了，就可以人为地改变稻米的品质，把那种很糙的米变成了一个很优质的大米，很可口的大米。
　　另外，基因水稻的研究，这个叫Golden　Rice（金米），它是由瑞士科学家Potrykus；他研究出来的。主要把一个富含胡萝卜素的这样的一个作物中分离出来相应的基因，转移到了水稻中去，同时让它在水稻籽粒中表达。最后，这个胡萝卜素在大米中高度积累。大家可以看看这个大米的颜色都已经变黄了。这样的话呢，我们就不必再吃维生素A了。为什么呢？胡萝卜素吃进去之后，一分解就变成两个维生素A的分子。下面一步就是我们要生产一些带有疫苗的