轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植、發(fā)展趨勢(shì)及其利弊分析

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助!轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植、發(fā)展趨勢(shì)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(xiàng)重要進(jìn)步，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用近年來(lái)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(guó)內(nèi)外爭(zhēng)論的熱點(diǎn)問(wèn)題，顯然，這一問(wèn)題其所涉及的生態(tài)、人類健康、經(jīng)濟(jì)安全、國(guó)際貿(mào)易乃至政治領(lǐng)域的敏感話題，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(huì)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(gè)角落，育種技術(shù)更是日新月異，然而，就在這些給我們帶來(lái)美好的前景的同時(shí)，各種問(wèn)題也隨之而來(lái)。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(guò)的外源基因?qū)氲睫r(nóng)作物中，使之表達(dá)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(dá)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(lái)，直到10年以后，第一種市場(chǎng)化的基因食物才在美國(guó)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(jìn)入田間試驗(yàn)以來(lái)，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(jì)、社會(huì)和生態(tài)效應(yīng)。從此，世界上陸續(xù)有國(guó)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(lái)，轉(zhuǎn)基因作物面積累計(jì)達(dá)到近10億公頃，增長(zhǎng)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(guó)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(shì)報(bào)告，認(rèn)為全球第二輪生物技術(shù)發(fā)展浪潮已經(jīng)開始。ISAAA報(bào)告認(rèn)為，去年全球生物技術(shù)發(fā)展一個(gè)最顯著的進(jìn)步是中國(guó)一項(xiàng)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(duì)二者的生物安全的認(rèn)證對(duì)未來(lái)轉(zhuǎn)基因作物在中國(guó)、亞洲乃至全世界的推廣有巨大的影響[3]。ISAAA報(bào)告顯示[4]，去年25個(gè)國(guó)家的1400萬(wàn)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(zhǎng)了7%（參見圖1），其中90%來(lái)自發(fā)展中國(guó)家的小型農(nóng)戶。性狀面積或“實(shí)際面積”達(dá)到1.8億公頃，比2008年增長(zhǎng)了1400萬(wàn)公頃。美國(guó)（6400萬(wàn)公頃）、巴西（2140公頃）、阿根廷（2130萬(wàn)公頃）分列轉(zhuǎn)基因作物種植面積的前三位，中國(guó)（370萬(wàn)公頃）列第六位。其中美國(guó)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(guó)家，美國(guó)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(zhǎng)迅猛，由2008年的1580萬(wàn)公頃增長(zhǎng)了560萬(wàn)公頃，上升了35%，是2009年絕對(duì)增長(zhǎng)最高的國(guó)家，一舉超過(guò)阿根廷（2008年為2100萬(wàn)公頃），成為第二大轉(zhuǎn)基因種植國(guó)；作為6個(gè)“轉(zhuǎn)基因創(chuàng)始國(guó)”之一的阿根廷，1996年就開始“抗農(nóng)達(dá)”(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(zhǎng)[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(wàn)公頃面積的3/4，轉(zhuǎn)基因棉花占全球3300萬(wàn)公頃的近半，轉(zhuǎn)基因玉米超過(guò)全球1.58億公頃的1/4,轉(zhuǎn)基因油菜超過(guò)全球3100萬(wàn)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(gè)國(guó)家推廣，其中8個(gè)為發(fā)展中國(guó)家。1.3轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植的育種發(fā)展趨勢(shì)21世紀(jì)以來(lái)，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(wèn)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(dá)輸出特性。后者包括第二代轉(zhuǎn)基因作物表達(dá)所需要的質(zhì)量特性(如提高營(yíng)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(fèi)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(xì)胞中表達(dá)，如乙型肝炎疫苗Mason等于1992年首次報(bào)道了采用農(nóng)桿菌LBA4404介導(dǎo)的方法在煙草中表達(dá)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(diǎn)[9]第一代（1994—）第二代（1995—）第三代（1998—）抗除草劑高營(yíng)養(yǎng)價(jià)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(guò)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(lái)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(lái)改善現(xiàn)有品種資源產(chǎn)量和品質(zhì)，這將對(duì)傳統(tǒng)育種的發(fā)展帶來(lái)沖擊。未來(lái)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(yíng)養(yǎng)改良性狀，如增強(qiáng)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(lái)，所帶的經(jīng)濟(jì)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(shì)能夠有效地促進(jìn)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(duì)于轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)和發(fā)展，仍存在很多爭(zhēng)議。轉(zhuǎn)基因食品的營(yíng)養(yǎng)作用、對(duì)抗生素的抵抗作用、對(duì)環(huán)境的威脅等問(wèn)題尚未得到證實(shí)和解決。2.1轉(zhuǎn)基因作物的帶來(lái)的效益ISAAA報(bào)告認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)在以下幾個(gè)重要方面做出了貢獻(xiàn)：（1）保證糧食安全，保證糧食價(jià)格的穩(wěn)定，解決發(fā)展中國(guó)家人民的饑餓問(wèn)題。世界人口數(shù)量，特別在發(fā)展中國(guó)家，還在持續(xù)增長(zhǎng)，它帶來(lái)的糧食短缺問(wèn)題[14]，也就成為了一個(gè)全世界關(guān)注的重要問(wèn)題。因此，通過(guò)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(duì)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(jì)效益。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的發(fā)展能夠帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益，如加拿大，在1996年種植了1200萬(wàn)hm耐除草劑油菜后，產(chǎn)量提高9％，經(jīng)濟(jì)效益達(dá)600萬(wàn)美元；中國(guó)種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花，從1997—2000年的4A，總的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)3．37億美元。在2000年世界轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品的價(jià)值為3O億美元，預(yù)計(jì)2010年時(shí)價(jià)值可達(dá)300億美元。由此可見，經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。（3）減輕農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響[15]。實(shí)踐證明，常規(guī)農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境具有很大的影響，轉(zhuǎn)基因作物則可通過(guò)兩個(gè)方面幫助減少溫室氣體排放和防止氣候變化。一是通過(guò)減少噴灑殺蟲劑和除草劑，從而降低石油使用量、實(shí)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(jì)下降9％，相當(dāng)于35．9萬(wàn)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(wàn)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(duì)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(guó)家。具有抗旱特性的轉(zhuǎn)基因玉米，預(yù)計(jì)將于2012年在美國(guó)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(zhǎng)期，這些都能降低農(nóng)作物對(duì)于自然的索取，同時(shí)還能保持高產(chǎn)以滿足世界人民需求。除以上優(yōu)點(diǎn)外，轉(zhuǎn)基因作物還能保持生物多樣性；有利于促進(jìn)高效生物燃料的生產(chǎn)；有利于獲得可持續(xù)經(jīng)濟(jì)效益等等。2.2．轉(zhuǎn)基因作物帶來(lái)的問(wèn)題有關(guān)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的爭(zhēng)論，已成為世界各國(guó)及聯(lián)合國(guó)等國(guó)際組織關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題。目前對(duì)轉(zhuǎn)基因作物的安全性評(píng)價(jià)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(duì)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(jí)雜草話問(wèn)題是一個(gè)典型的問(wèn)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(wèn)題。多數(shù)研究表明轉(zhuǎn)基因并沒(méi)有提高作物的生存競(jìng)爭(zhēng)能力，在沒(méi)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(jìng)爭(zhēng)能力也沒(méi)有增加，因此雜草化的可能性很??；二是轉(zhuǎn)基因作物通過(guò)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(jí)雜草”問(wèn)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(xiǎn)也不同，因此必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)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(lái)自轉(zhuǎn)基因油菜[18]。另外，轉(zhuǎn)基因作物對(duì)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(diǎn)認(rèn)為轉(zhuǎn)基因作物會(huì)通過(guò)基因漂移[19]，外來(lái)基因在農(nóng)家品種或野生種中固定及其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)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(lái)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(lái)的負(fù)面影響即為典型例證[21]。（2）轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人體健康產(chǎn)生的潛在影響[22]轉(zhuǎn)基因食品是否對(duì)人類無(wú)毒無(wú)副作用，轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品是否“實(shí)質(zhì)等同”[23]、無(wú)顯著差異；在人體內(nèi)是否會(huì)發(fā)生突變而有害人體健康，是否會(huì)增加食物過(guò)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(guò)食物鏈進(jìn)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(wèn)題是人們對(duì)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(gè)方面：1、可能產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)；2、抗生素標(biāo)志基因可能使人和動(dòng)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(duì)人畜健康又害。2007年3月，法國(guó)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(cè)試數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)飼喂了MON863轉(zhuǎn)基因玉米的實(shí)驗(yàn)鼠肝和腎有毒反應(yīng)。他們的研究駁斥了孟山都公司對(duì)400個(gè)實(shí)驗(yàn)鼠90天試驗(yàn)的研究報(bào)告，從而證實(shí)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(wèn)題外，還涉及技術(shù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、生產(chǎn)及倉(cāng)儲(chǔ)、市場(chǎng)及價(jià)格等[28]。3.對(duì)于國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)基因作物的建議在全球的氣候變化、人口增長(zhǎng)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(guó)的糧食安全，掌握轉(zhuǎn)基因作物的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，發(fā)展適合于我國(guó)國(guó)情的轉(zhuǎn)基因作物將帶來(lái)可觀的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益[29]。針對(duì)影響我國(guó)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的主要問(wèn)題．首先，在主要糧食作物轉(zhuǎn)基因品種商業(yè)化問(wèn)題上，我國(guó)應(yīng)堅(jiān)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(jǐn)慎地對(duì)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(jiān)持預(yù)防原則1預(yù)防原則(precaucionaryprinciple)的基本要求是：如果某項(xiàng)決策(特別是對(duì)技術(shù)的使用)會(huì)給我們的健康和環(huán)境帶來(lái)某種嚴(yán)重的或不可逆的潛在傷害，那么，我們最好不實(shí)施該項(xiàng)決策，盡管對(duì)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(shí)，那些主張實(shí)施該項(xiàng)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(xiàng)決策(特別是對(duì)技術(shù)的使用)會(huì)給我們的健康和環(huán)境帶來(lái)某種嚴(yán)重的或不可逆的潛在傷害，那么，我們最好不實(shí)施該項(xiàng)決策，盡管對(duì)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(shí)，那些主張實(shí)施該項(xiàng)決策的人應(yīng)承擔(dān)舉證的責(zé)任。參考文獻(xiàn)[1]AliS,ZafarY,ZhangXYetal.AfricanJournalofBiotechnology,2008,7(25):4667-4676.[2]C.james.GlobalStatusofCommercializedBiotech／GMCrops：2009[R]．ISAAABriefNo．41，2009，ISAAA：Ithac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