轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植、發(fā)展趨勢及其利弊分析

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植、發(fā)展趨勢及其利弊分析摘要轉(zhuǎn)基因技術(shù)是人類科技發(fā)展的一項重要進步，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用近年來在全球引起了廣泛關(guān)注，轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化也隨之成為國內(nèi)外爭論的熱點問題，顯然，這一問題其所涉及的生態(tài)、人類健康、經(jīng)濟安全、國際貿(mào)易乃至政治領(lǐng)域的敏感話題，已遠遠超越了科學(xué)技術(shù)本身的范疇，成為了重要的戰(zhàn)略研究課題。在現(xiàn)今的社會環(huán)境下，轉(zhuǎn)基因作物正處于迅猛發(fā)展階段，已取得了可觀的成就，轉(zhuǎn)基因的商業(yè)化種植已滲透到了世界的每一個角落，育種技術(shù)更是日新月異，然而，就在這些給我們帶來美好的前景的同時，各種問題也隨之而來。關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化種植育種安全性CommercializationofGMcropscultivation,developmenttrendsandtheirprosandconsMaoYouzhiAbstractGMtechnologyisanimportanthumandevelopmentadvances,thefieldoftransgenictechnologyapplicationsinagricultureinrecentyearshascausedwideconcernintheworld,thecommercializationofGMcropswillbecomeahotissueofdebateathomeandabroad,itisclearthattheissueofitsinvolvedinecological,humanhealth,economicsecurity,internationaltradeandeventhesensitivepoliticaltopic,farbeyondthescopeofscienceandtechnologyitselfhasbecomeanimportantstrategicresearchtopic.Inthecurrentsocialenvironment,geneticallymodifiedcropsisintherapiddevelopmentstage,hasmadeconsiderableachievements,GM'scommercialcultivationhaspenetratedintotheworldineverycornerofthebreedingtechnologyischanging,however,inthesebringustoabrightfutureatthesametime,variousproblemswillfollow.Keywordsgeneticallymodifiedcrops,commercialcultivation,breeding,security轉(zhuǎn)基因作物就是利用基因工程技術(shù)，將人工分離和修飾過的外源基因?qū)氲睫r(nóng)作物中，使之表達且穩(wěn)定遺傳，并賦予作物新的性狀，如抗蟲、抗病、抗逆、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)等，從而達到改造生物的目的。1、轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展歷史、商業(yè)化種植現(xiàn)狀及育種1.1.轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展歷史[1]世界上第一種基因移植作物是一種含有抗生素藥類抗體的煙草。它在1983年培植出來，直到10年以后，第一種市場化的基因食物才在美國出現(xiàn)，那是一種可以延遲成熟的西紅柿。自1996年，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物獲得批準(zhǔn)進入田間試驗以來，全球轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)和產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效應(yīng)。從此，世界上陸續(xù)有國家批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因作物的種植，轉(zhuǎn)基因作物的種植面積、種類以及商業(yè)效應(yīng)更是逐年攀升，這就是轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植。自1996年轉(zhuǎn)基因作物首次商業(yè)化以來，轉(zhuǎn)基因作物面積累計達到近10億公頃，增長了80倍（見圖1）。圖1.1996—2008年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的發(fā)展?fàn)顩r[2]2009ISAAAReportonGlobalStatusofBiotech/GMCropsbyDr.CliveJamesFounderandChair,ISAAABoardofDirectors.1.2．轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植現(xiàn)狀轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的種植是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要手段和重要領(lǐng)域。2010年國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用組織服務(wù)（ISAAA）在北京發(fā)表2009年度全球生物技術(shù)/轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢報告，認為全球第二輪生物技術(shù)發(fā)展浪潮已經(jīng)開始。ISAAA報告認為，去年全球生物技術(shù)發(fā)展一個最顯著的進步是中國一項里程式的決策——轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻和植酸玉米獲得生物安全發(fā)展證書。水稻和玉米分別是世界上最重要的糧食作物和飼料作物，因此，對二者的生物安全的認證對未來轉(zhuǎn)基因作物在中國、亞洲乃至全世界的推廣有巨大的影響[3]。ISAAA報告顯示[4]，去年25個國家的1400萬農(nóng)民種植了1.34億公頃轉(zhuǎn)基因作物，面積較上一年增長了7%（參見圖1），其中90%來自發(fā)展中國家的小型農(nóng)戶。性狀面積或“實際面積”達到1.8億公頃，比2008年增長了1400萬公頃。美國（6400萬公頃）、巴西（2140公頃）、阿根廷（2130萬公頃）分列轉(zhuǎn)基因作物種植面積的前三位，中國（370萬公頃）列第六位。其中美國是世界上轉(zhuǎn)基因作物品種培育數(shù)量最多和商業(yè)化種植最早、規(guī)模最大的國家，美國每年轉(zhuǎn)基因作物的種植面積都占全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的一半以上[5]；巴西轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長迅猛，由2008年的1580萬公頃增長了560萬公頃，上升了35%，是2009年絕對增長最高的國家，一舉超過阿根廷（2008年為2100萬公頃），成為第二大轉(zhuǎn)基因種植國；作為6個“轉(zhuǎn)基因創(chuàng)始國”之一的阿根廷，1996年就開始“抗農(nóng)達”(RR)耐除草劑大豆和抗蟲Bt棉花的商品化,繼續(xù)保持著轉(zhuǎn)基因作物的穩(wěn)步增長[6]。目前，種植面積最大的主要轉(zhuǎn)基因作物有4種，其中轉(zhuǎn)基因大豆首次占全球9000萬公頃面積的3/4，轉(zhuǎn)基因棉花占全球3300萬公頃的近半，轉(zhuǎn)基因玉米超過全球1.58億公頃的1/4,轉(zhuǎn)基因油菜超過全球3100萬公頃的1/5。全球21%的轉(zhuǎn)基因作物具有復(fù)合基因，被11個國家推廣，其中8個為發(fā)展中國家。1.3轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植的育種發(fā)展趨勢21世紀(jì)以來，世界糧食緊張的局面更是捉襟見肘，利用現(xiàn)代生物技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因作物是解決糧食問題的一條重要途徑，按照生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的劃分，轉(zhuǎn)基因作物可分為三代[7](見表1)。第一代轉(zhuǎn)基因作物主要是插入農(nóng)藝學(xué)的一些特性，如除草耐受性和病蟲抗性。預(yù)期的應(yīng)該包括固定復(fù)雜的農(nóng)藝特性，如抗干旱性，也包括表達輸出特性。后者包括第二代轉(zhuǎn)基因作物表達所需要的質(zhì)量特性(如提高營養(yǎng)含量的功能性食品)和第三代轉(zhuǎn)基因作物，第三代轉(zhuǎn)基因作物有一些新穎的用途，如植物制藥、植物制造工業(yè)產(chǎn)品，可用作環(huán)保和工業(yè)原料等，從而大幅度增加農(nóng)副產(chǎn)品的附加值，并使消費者直接受益。如富含維生素A的金米、高賴氨酸或高油玉米、高油酸大豆、預(yù)防齲齒、骨質(zhì)疏松、糖尿病和禽獸疾病等的藥物、疫苗、抗體以及生產(chǎn)可降解塑料等的轉(zhuǎn)基因植物等。目前第一代轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)量明顯增加，而具有第二、第三代產(chǎn)品的研發(fā)速度極快，已經(jīng)有多種醫(yī)用蛋白、抗體、疫苗在植物懸浮細胞中表達，如乙型肝炎疫苗Mason等于1992年首次報道了采用農(nóng)桿菌LBA4404介導(dǎo)的方法在煙草中表達重組乙肝病毒表面抗原(HBsAg)[8]。表1、各代轉(zhuǎn)基因作物的特點[9]第一代（1994—）第二代（1995—）第三代（1998—）抗除草劑高營養(yǎng)價值疫苗抗蟲富含氨基酸抗體抗病毒優(yōu)質(zhì)藥物蛋白抗病低過敏性延緩成熟值得一提的是，轉(zhuǎn)基因的應(yīng)用將逐漸走向符合性狀基因[10]的研究、開發(fā)及應(yīng)用。2009年已經(jīng)有21%的轉(zhuǎn)基因作物具有復(fù)合基因。未來育種的發(fā)展可能是建立在現(xiàn)有育種的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的自交系及雜交種，導(dǎo)入新的復(fù)合基因來改善現(xiàn)有品種資源產(chǎn)量和品質(zhì)，這將對傳統(tǒng)育種的發(fā)展帶來沖擊。未來的復(fù)合性狀產(chǎn)品將包括抗蟲、抗除草劑和抗旱性狀，加上營養(yǎng)改良性狀，如增強型維生素A的金米[11]。2．轉(zhuǎn)基因作物的利弊[12]隨著農(nóng)業(yè)科技的迅猛發(fā)展，轉(zhuǎn)基因作物的應(yīng)用也越來，所帶的經(jīng)濟效應(yīng)也是有目共睹的，轉(zhuǎn)基因作物所具有的多重優(yōu)勢能夠有效地促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展[13]。然而，轉(zhuǎn)基因作物的利弊權(quán)衡對于轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)和發(fā)展，仍存在很多爭議。轉(zhuǎn)基因食品的營養(yǎng)作用、對抗生素的抵抗作用、對環(huán)境的威脅等問題尚未得到證實和解決。2.1轉(zhuǎn)基因作物的帶來的效益ISAAA報告認為，轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)在以下幾個重要方面做出了貢獻：（1）保證糧食安全，保證糧食價格的穩(wěn)定，解決發(fā)展中國家人民的饑餓問題。世界人口數(shù)量，特別在發(fā)展中國家，還在持續(xù)增長，它帶來的糧食短缺問題[14]，也就成為了一個全世界關(guān)注的重要問題。因此，通過基因工程技術(shù)，特別是轉(zhuǎn)基因技術(shù)，以獲得高產(chǎn)的優(yōu)良農(nóng)作物品種，可能將是解決21世紀(jì)不斷增加人口對糧食需求的重要途徑之一。(2)創(chuàng)造了明顯的可觀的經(jīng)濟效益。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的發(fā)展能夠帶來明顯的經(jīng)濟效益，如加拿大，在1996年種植了1200萬hm耐除草劑油菜后，產(chǎn)量提高9％，經(jīng)濟效益達600萬美元；中國種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花，從1997—2000年的4A，總的經(jīng)濟效益達3．37億美元。在2000年世界轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品的價值為3O億美元，預(yù)計2010年時價值可達300億美元。由此可見，經(jīng)濟效益是十分明顯的。（3）減輕農(nóng)業(yè)發(fā)展對環(huán)境的影響[15]。實踐證明，常規(guī)農(nóng)業(yè)對環(huán)境具有很大的影響，轉(zhuǎn)基因作物則可通過兩個方面幫助減少溫室氣體排放和防止氣候變化。一是通過減少噴灑殺蟲劑和除草劑，從而降低石油使用量、實施免耕法以保持水土等形式，減少二氧化碳排放。1996—2007年，全球殺蟲劑使用量累計下降9％，相當(dāng)于35．9萬噸活性成分：2007年，全球殺蟲劑使用量下降18％，相當(dāng)于7．7萬噸活性成分。二是提高淡水利用率。El前，全球淡水的70％用于農(nóng)業(yè)。具有抗干旱特性的轉(zhuǎn)基因作物，對于建立全球可持續(xù)性耕作系統(tǒng)具有重大意義．特別適合于常受干旱之苦的發(fā)展中國家。具有抗旱特性的轉(zhuǎn)基因玉米，預(yù)計將于2012年在美國投入商業(yè)化種植．2017年在非洲撒哈沙漠以南地區(qū)投入商業(yè)化種植。此外，轉(zhuǎn)基因作物還能大大縮短作物的生長期，這些都能降低農(nóng)作物對于自然的索取，同時還能保持高產(chǎn)以滿足世界人民需求。除以上優(yōu)點外，轉(zhuǎn)基因作物還能保持生物多樣性；有利于促進高效生物燃料的生產(chǎn)；有利于獲得可持續(xù)經(jīng)濟效益等等。2.2．轉(zhuǎn)基因作物帶來的問題有關(guān)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的爭論，已成為世界各國及聯(lián)合國等國際組織關(guān)心的焦點問題。目前對轉(zhuǎn)基因作物的安全性評價一方面是環(huán)境安全性，另一方面是食品安全性。（1）轉(zhuǎn)基因作物對生態(tài)環(huán)境的影響在環(huán)境安全方面，轉(zhuǎn)基因作物的超級雜草話問題是一個典型的問題，這里面包含這里面又包含兩層含義：一是轉(zhuǎn)基因作物自身的雜草化問題。多數(shù)研究表明轉(zhuǎn)基因并沒有提高作物的生存競爭能力，在沒有選擇壓力的自然條件下，即使轉(zhuǎn)入了抗病抗逆基因，轉(zhuǎn)基因植株的生存存競爭能力也沒有增加，因此雜草化的可能性很??；二是轉(zhuǎn)基因作物通過基因漂移使得同種或近緣野生種獲得某種抗性而成為更加難以防除的“超級雜草”問題。由于不同植物種間雜交能力不同，外源基因轉(zhuǎn)移并穩(wěn)定遺傳的幾率受到多種因素的影響[16]，不同作物的風(fēng)險也不同，因此必須經(jīng)過長期的監(jiān)測才能得出科學(xué)的結(jié)論。例如1998年,加拿大Alberta轉(zhuǎn)基因油菜田間發(fā)現(xiàn)了能夠抗三種除草劑（草甘膦Glyphosate、固殺草Glufosinate和保幼酮Imidazolinones）的油菜自播植物，其中抗草甘膦[17]和固殺草地特性來自轉(zhuǎn)基因油菜[18]。另外，轉(zhuǎn)基因作物對作物遺傳多樣性、物種多樣性及生態(tài)系統(tǒng)多樣性的影響，多數(shù)觀點認為轉(zhuǎn)基因作物會通過基因漂移[19]，外來基因在農(nóng)家品種或野生種中固定及其競爭優(yōu)勢導(dǎo)致遺傳多樣性減少乃至喪失[20]，轉(zhuǎn)基因作物的種植可能帶來人為的“生物入侵”影響，在這方面，阿根廷單一的大豆種植結(jié)構(gòu)所帶來的負面影響即為典型例證[21]。（2）轉(zhuǎn)基因食品對人體健康產(chǎn)生的潛在影響[22]轉(zhuǎn)基因食品是否對人類無毒無副作用，轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品是否“實質(zhì)等同”[23]、無顯著差異；在人體內(nèi)是否會發(fā)生突變而有害人體健康，是否會增加食物過敏；植物里引入了具有抗除草劑或毒殺害蟲功能的基因后，它是否也象其他有害物質(zhì)一樣能通過食物鏈進入人體內(nèi)[24]；基因轉(zhuǎn)入后是否產(chǎn)生新的有害遺傳性狀或不利于健康的成分等一系列問題是人們對轉(zhuǎn)基因食品的安全性產(chǎn)生懷疑的主要方面。轉(zhuǎn)基因作物食品[25]潛在影響有以下幾個方面：1、可能產(chǎn)生過敏反應(yīng)；2、抗生素標(biāo)志基因可能使人和動物產(chǎn)生抗藥性[26]；3、抗蟲作物殘留的毒素和蛋白酶活性抑制劑可能對人畜健康又害。2007年3月，法國科學(xué)家檢查了孟山都公司為了獲得歐盟上市批文所作的安全測試數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)飼喂了MON863轉(zhuǎn)基因玉米的實驗鼠肝和腎有毒反應(yīng)。他們的研究駁斥了孟山都公司對400個實驗鼠90天試驗的研究報告，從而證實了MON863轉(zhuǎn)基因有害[27]。轉(zhuǎn)基因作物在涉及上述的環(huán)境安全和食品安全問題外，還涉及技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)、生產(chǎn)及倉儲、市場及價格等[28]。3.對于國內(nèi)轉(zhuǎn)基因作物的建議在全球的氣候變化、人口增長等背景下，世界上正在大力發(fā)展和研究轉(zhuǎn)基因作物，為保障我國的糧食安全，掌握轉(zhuǎn)基因作物的自主知識產(chǎn)權(quán)，發(fā)展適合于我國國情的轉(zhuǎn)基因作物將帶來可觀的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益[29]。針對影響我國轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的主要問題．首先，在主要糧食作物轉(zhuǎn)基因品種商業(yè)化問題上，我國應(yīng)堅持預(yù)防原則和自主品種研發(fā)為主的道路?，F(xiàn)階段，要特別謹慎地對待主要口糧作物(水稻、小麥)轉(zhuǎn)基因品種的商業(yè)化,應(yīng)堅持預(yù)防原則1預(yù)防原則(precaucionaryprinciple)的基本要求是：如果某項決策(特別是對技術(shù)的使用)會給我們的健康和環(huán)境帶來某種嚴(yán)重的或不可逆的潛在傷害，那么，我們最好不實施該項決策，盡管對于這種潛在傷害的可能性、嚴(yán)重程度或因果聯(lián)系尚存在著科學(xué)上的不確定性；同時，那些主張實施該項決策的人應(yīng)承擔(dān)舉證的責(zé)任。1預(yù)防原則(precaucionaryprinciple)的基本要求是：如果某項決策(特別是對技術(shù)的使用)會給我們的健康和環(huán)境帶來某種嚴(yán)重的或不可逆的潛在傷害，那么，我們最好不實施該項決策，盡管對于這種潛在傷害的可能性、嚴(yán)重程度或因果聯(lián)系尚存在著科學(xué)上的不確定性；同時，那些主張實施該項決策的人應(yīng)承擔(dān)舉證的責(zé)任。參考文獻[1]AliS,ZafarY,ZhangXYetal.AfricanJournalofBiotechnology,2008,7(25):4667-4676.[2]C.james.GlobalStatusofCommercializedBiotech／GMCrops：2009[R]．ISAAABriefNo．41，2009，ISAAA：Ithaca，NY．[3]劉祖云，黃文昊.湖南社會科學(xué),2010,2:53-59.[4]CliveJames.中國生物工程雜志，2010，2：1-10.[5]張文銀，安永平，王彩芬等.生物技術(shù)通報,2008,5:1-4.[6]王旭靜，賈士榮.生物工程學(xué)報,2008,24(4):541-546.[7]陳健鵬.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)展望,2009,12:21-25.[8]Castle.Aculturalinputtraits：past,presentandfuture,CurrentOptioninBiotechnology，2006(17)：105～112．[9]KeikoYonekura-Sakakibara,KazuakiSaito.BiotechnologyLetters,2006,28(24):1983-1991[10]RaybouldA,TuttleA,ShoreSetal.TransgenicResearch,2009,19(4):595-609.[11]熊燕，陳大明，王斌等.生物產(chǎn)業(yè)技術(shù),2009,2:10-16.[12]史梅娟.安徽農(nóng)學(xué)通報,2010,16(9):63&80.[13]KrugerM,VanRensburgJBJ,VandenBergJ.CropProtection,2009,28(8):684-689.[14]GREENPEACE綠色和平，《國外專利陷阱中的“中國”轉(zhuǎn)基因水稻”》，2008,4[15]朱行.國內(nèi)外農(nóng)業(yè),2010,2:38-41.[16]SchwemberAR.CienciaInvestigacionAgraria,2008,35(3):231-250.[17Kong-MingWu,Yan-HuiLu,etal.Science,2008,321(5896):1676-1678.[18]陳穎，徐寶梁，葛義強等.生物技術(shù),2006,13(5):40-42.[19]KawataM,MurakamiK,IshikawaT.EnvironmentScienceandPollutionResearch,2009,16(2):120-126.[20]Wolt-JeffreyD.BiotechnologyforBiofuels,2009,2:number27.[21]SanvidoO,RomiesJ,BiglerF.JournalFurVerbrauchutzUndLebensmttelSicherheit-JournalofConsumerProtectionandFoodSafety,2008,37,suppl.2.[22]AlbertoFinamore,MariannaRoselli,SerenaBritti,etal.JournalofAgriculturalandFoodChemistry,2008,56(23):11533-11539.[23]Eugen