科学利用农业转基因技术的方法探究

　　摘要：当前, 是我国实施乡村振兴战略的重要历史时期。深入贯彻党中央、国务院关于转基因工作的总体要求, 按照新形势新要求, 研究分析新常态下如何加快创新驱动发展, 抓住确保安全和自主创新这2个关键点, 迎难而上, 科学利用以转基因技术为核心的现代生物技术, 为加快推进农业现代化提供有力的科技支撑。

　　关键词：新形势; 科学利用; 农业; 转基因技术;

　　1 转基因技术是农业科技发展的前沿

　　转基因技术是二十一世纪发展最快、突破最大、前景最广的战略高技术之一。世界各国把发展以转基因技术为核心的现代生物技术及其产业作为国家战略的重要组成部分, 力求抢占新一轮经济和科技革命的先机与制高点。

　　1.1 什么是转基因技术

　　转基因技术是将DNA经过分子重组, 使之转移到原先没有这类分子的细胞内, 使其能稳定遗传并发挥功能。转基因技术的诞生历经4个重要阶段:一是20世纪40年代确定了遗传信息的携带者-DNA;二是50年代揭示了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机理, 解决了遗传物质复制和传递;三是50年代末期“中心法则”和操纵子学说, 阐明了遗传信息的流向;四是60年代破译了遗传密码, 解决了遗传信息表达问题。

　　以转基因植物研发流程为例, 首先进行基因克隆, 将基因从生物体内分离出来;其次进行体外重组和遗传转化, 将目的基因和表达调控元件组装, 转入目的生物体内;三是进行转基因个体的筛选及分子鉴定, 确认基因的转入及表达。目的基因的种类丰富, 包括抗病 (细菌、真菌、病毒) 、抗虫 (棉铃虫、玉米螟、叶蝉) 、抗除草剂、抗逆 (旱、寒、高温、盐碱) 、改善品质 (蛋白质、脂肪、淀粉) 、雄性不育和延熟保鲜等。转基因育种大大拓宽了基因源, 可在动物、植物、微生物三者之间实现基因相互转移, 不但突破了种间隔离的天然屏障, 而且可突破分类上的门、纲、目、科、属, 实现基因的界间转移。转基因技术的优点是基因来源广、转入的基因有明确的已知功能, 目标性更强。基因可分离, 能够精准研究基因及其产物的功能、表达及调控。

　　1.2 发展农业转基因是国家重大战略

　　我国一贯高度重视农业转基因技术发展, 推动转基因研究与应用是我国既定的战略决策。2013年, ***总书记在中央农村工作会议上强调:要大胆创新研究, 占领转基因技术制高点, 不能把转基因农产品市场都让外国大公司占领。只有准确把握新形势, 切实增强机遇意识、忧患意识、担当意识, 科学认识和利用农业转基因技术, 才能推动我国农业转基因研究与应用健康发展。

　　我国农业转基因研究与应用成效显著。2008年启动国家转基因生物新品种培育重大专项以来, 取得了重大进展, 一是克隆一批关键功能基因, 二是突破一批核心共性技术, 三是培育一批重大标志产品。在克隆关键功能基因方面, 我国基因克隆技术已达世界先进水平, 水稻基因克隆研究居国际领先地位。截至2015年, 克隆基因3160个, 其中具有重要育种应用价值的关键基因137个, 获得专利1036项, 我国专利总数仅次于美国位居世界第二位。在突破核心共性技术方面, 突破水稻和小麦转化技术, 籼稻转化效率由1%提高到40%以上, 小麦转化效率由1%提高到20%, 率先将基因编辑技术应用于水稻、小麦等作物育种, 创新了基因删除、定点重组等转基因技术。在培育重大标志产品方面, 培育出一批抗虫玉米新品系, 其中有些品系完成了生产性试验, 表现出高抗玉米螟, 具备产业化条件。培育出一批抗除草剂转基因玉米新品系, 田间表现良好。培育出抗除草剂转基因大豆新品系ZH10-6, 喷施除草剂, 抗性良好。培育了抗旱转基因小麦新品系, 水分利用效率提高15%以上, 产量增加10%以上。

　　转基因抗虫棉生产应用后, 效益显著。90年代初期, 棉铃虫连年爆发, 给棉花产业带来灭顶之灾。为了防治棉铃虫, 不得不大量使用高毒农药, 导致棉铃虫高抗农药, 鸡吃了泡过药的虫子可以被毒死, 人畜中毒事件时常发生。1992年, 棉铃虫发生面积2千万hm2, 防治面积3500万hm2, 人畜中毒7.1万例, 直接经济损失上百亿元。随着Bt抗虫棉的大面积推广应用, 棉田杀虫剂的使用次数显著减少。2008—2015年, 抗虫棉累计推广2千多万hm2, 减少农药用量40万t, 增加经济效益450亿元。同时促进农田天敌保育和害虫持续治理, 提高了农业生态系统的多样性与稳定性。

　　2 农业转基因生物安全风险可控

　　转基因技术本身具有两面性, 既可以造福于人类, 也可能产生风险。正因如此, 需要进行严格的安全评价和有效监管, 趋利避害, 防范风险。

　　2.1 科学评价保障安全

　　转基因产品的安全性不是泛泛而谈, 是指转基因品种与受体品种相比, 不会额外增加食用和环境安全风险, 和受体品种同样安全。因此, 转基因产品的安全性关键是看转入的基因、表达的产物以及转入过程是否增加了安全风险。对此需要个案分析, 逐个开展安全评价以确保安全, 这也是世界各国加强转基因安全管理的通行做法。

　　许多国际组织, 包括国际食品法典委员会 (CAC) 、联合国粮农组织 (FAO) 、经合组织 (OECD) 与世界卫生组织 (WHO) 等制定了一系列转基因生物安全评价标准, 是全球公认的评价准则。主要包括现代生物技术食品的安全风险评估原则、重组DNA植物食品安全评估准则、重组DNA微生物食品安全评估准则、重组DNA动物食品安全评估准则等。按照转基因植物研发和应用流程, 从基因挖掘、遗传转化一直到商业化种植和市场流通, 国际食品法典委员会针对每个节点制定了安全评价内容和目标, 一共包括5个评价环节, 确保做到在研发的每一步都是安全的。任何转基因作物在进入商业化之前都必须通过严格的安全性评价。

　　从科学角度看, 转基因生物的安全性主要包括2个方面, 即食用安全和环境安全。食用安全性评价包括毒性、致敏性、致畸性、营养成分分析等, 环境安全性评价包括遗传稳定性、生存竞争能力、基因漂移、非靶标生物和生物多样性影响、靶标害虫抗性进化等内容。在毒理学评价方面, 采用医药领域的动物模型和试验方法, 对转基因食品进行毒理学评价, 内容包括新表达蛋白质的经口急性毒性试验、大鼠90d喂养试验以及生殖发育毒性试验等。致敏性评价包括2个方面, 一是对新表达蛋白质与已知致敏原氨基酸序列的同源分析, 预测是否会产生致敏性。二是新表达蛋白质体外模拟胃液蛋白消化稳定性试验等。营养学评价包括蛋白质、碳水化合物、脂肪、纤维素、矿物质、氨基酸等营养成分分析、抗营养因子的分析。在环境安全评价方面, 首先在自然环境下, 与非转基因对照生物相比, 评价转基因生物的生存适合度与杂草化风险。二是评价转基因生物的外源基因向其它植物、动物和微生物发生转移的可能性及可能造成的生态后果。三是评价转基因生物对相关植物、动物、微生物群落结构和多样性的影响, 以及转基因植物生态系统中病虫害等有害生物地位演化的风险。四是评价转基因作物可能造成靶标害虫产生抗性的风险。当然, 在具体评价过程中, 依据转基因生物的用途, 安全评价的侧重点不同。经过上述严格科学的安全评价, 凡是通过安全评价并批准上市的农业转基因生物与非转基因生物一样安全, 不会增加食用和环境安全风险。事实上, 转基因产品是迄今研究最为深入、检测最为全面、监管最为严格的一类农产品。

　　2.2 加强监管, 在确保安全的前提下利用和发展转基因技术

　　按照党中央国务院的战略部署, 对待农业转基因技术的态度非常明确, 即在研究上大胆, 坚持自主创新;推广上慎重, 做到确保安全;管理上严格, 坚持依法监管。

　　2.2.1以科学规范的管理推进农业转基因技术研究与应用

　　国家大力开展农业转基因技术研究, 最终目的是科技成果能够走向田间地头, 得到应用。安全管理工作需要服从服务于大局, 严格规范转基因研发、生产、流通和加工活动, 强化科普宣传, 以科学规范的管理规避风险, 促进研发, 推进应用, 保障我国的转基因研发工作在法律法规框架内有序推进, 健康发展。事实上, 全球大规模商业化种植转基因作物已有20多年, 迄今为止未发生一例被科学证实的安全问题。

　　2.2.2强化安全监管、行政执法、科普宣传三大任务, 切实加强转基因安全管理工作

　　一是安全监管需要突出重点。强化监管需要落实2个责任、狠抓5个环节。即落实研发单位、种子生产加工经营单位、进口企业主体责任, 落实属地化管理责任。把好研发试验关、品种审定关、制种基地关、种子生产经营和进口农产品监管关。做好监管工作, 需要从研发源头抓起, 从源头上防范违规扩散现象, 釜底抽薪。如果不注重源头, 就会出现“按下葫芦浮起瓢”, 陷入防不胜防的恶性循环。在管理上, 需要落实属地管理和研发者第一责任人责任。一方面, 研发单位需要落实好“第一责任人”的责任。严格按法规成立本单位安全管理小组, 健全安全管理制度, 落实安全控制措施。另一方面, 属地农业行政主管部门严格落实属地管理制度, 从保障人民群众健康和国家产业安全的高度出发, 充分认识做好监管工作的重要性和紧迫性, 把转基因监管工作纳入议事日程, 建立一支上下贯通, 保障有力的监管体系和队伍, 有效落实转基因生物安全的执法监管工作。同时, 对研发单位开展不定期检查, 约谈研发者, 落实研发单位“第一责任人”的责任。针对研发人组织系统培训, 增强研发者守法意识和责任意识, 保障转基因研发工作依法依规, 防止试验阶段出现非法扩散。

　　二是行政执法必须严格有力。转基因安全监管工作有其特殊性, 违规种植和非法扩散隐蔽性强, 查处的难度大, 违规扩散现象时有发生, 转基因作物的零星扩散依然存在, 引起社会广泛关注。特别是研发单位“第一责任人”责任还没有得到很好地落实, 存在不及时申报安全性评价、不按批准内容和要求执行、田间试验隔离措施不到位、试验材料控制不严等问题。因此, 农业行政主管部门需要督促研发单位严格按照《国务院农业转基因生物安全管理条例》规定和农业部《农业转基因生物安全评价管理办法》等4个配套规章要求, 依法依规开展公共科研活动。必须加强对违规扩散的惩处力度, 对违规种植的转基因作物坚决铲除、违规上市的转基因农产品坚决下架、违规单位坚决处罚, 杜绝转基因作物的违规扩散问题。

　　三是科普宣传需要积极引导。

　　良好的舆论氛围是推进转基因管理工作的重要保障。面对新媒体、自媒体的蓬勃发展, 需要认真思考和研究如何创新宣传培训的方式方法, 提升宣传培训的效果。要发挥主流媒体作用。在新华社、中央电视台、中央人民广播电台、人民日报、人民网等媒体刊发相关报道, 及时传达政府科学审慎的态度, 回应舆论质疑, 引导公众理性看待转基因技术。要整合社会科普资源。发挥科协、学会以及民间团体的积极作用, 广泛整合科普资源, 编辑出版转基因科普读物, 用科普的语言、权威的数据、喜闻乐见的形式, 积极回应社会公众对转基因的关切与疑虑, 让转基因科普知识进机关、进党校、进校园、入社区、进企业, 扩大科普工作覆盖面, 提高科普工作有效性。要善用新媒体, 创新宣传培训工作的方式方法, 力求形式活泼, 耳目一新, 富有活力。充分利用微博、微信、互联网等公共舆论场, 用通俗易懂的语言进行科学解读、答疑解惑和公众沟通。特别需要注重研究受众的心理预期, 注重积极引导, 争取形成舆论上的共识, 提升科普的实效。