转基因作物的利弊分析

转基因作物的利弊分析

随着转基因作物种植面积的不断扩大，其产品也越来越多地投放市场. 这些转基因作物和产品究竟能为人们带来多大好处？它们对人们赖以生存的环境和健康会带来多大的负面影响？下面就转基因作物的优越性和潜在风险作一简要综述.

1 转基因作物的优越性

由于导入目的基因的千变万化，它给人类带来的好处也多种多样. 综合转基因作物的各种影响，不但给我们带来了相当可观的直接经济效益，而且为全球农业的可持续性发展提供了良好的外部条件，带来了巨大的环境和社会效益.

1．1 直接经济效益

种植转基因作物所得到的效益是非常明显的. 以美国为例，1996 年全国得到的净利为1.59 亿美元，其中Bt 棉花占6 100 万美元，Bt 玉米占1 900 万美元，抗除草剂大豆为1 200 万美元. 到1997 年时，全国的净利增加到 3.66 亿美元，其中Bt 玉米为 1.19 亿美元，抗除草剂大豆为1.09 亿美元，Bt 棉花为8 100 万美元，抗除草剂棉花为500 万美元，Bt 马铃薯约100 万美元. 加拿大得益明显的是抗除草剂转基因油菜，1994 年时全国净利为500 万美元左右；1997 年上升为4 800 万美元. 另外，加拿大Bt 玉米得益500 万美元，全国估计共达5 300 万美元[1] .从全球角度看，1995 年到1999 年5 年间转基因作物销售收入增加近30 倍. 1995 年时仅为7 500 万美元；1996 年翻了三番，达2.35 亿美元；1997 年又翻了近三番，达6.7 亿美元；1998 年在12 亿～18亿之间，2002 年销售收入达42.5 亿美元[2] .

1．2 改善食品营养与增进人类健康

转基因作物通过改善食品营养来缓解人类饥荒和发展中国家的营养不良，从而减少疾病. 当前转基因作物是多种多样的，有的含有大量人类必需的某种氨基酸和维生素，有些含有较低脂肪酸和较高品质的油分，甚至有些含有抗癌物质. 现在简要例举一些正在市场上销售或正在开发之中的转基因作物：①低淀粉马铃薯，这种马铃薯在煎煮中可吸收少量的油分；②高赖氨酸含量的玉米和甘薯，赖氨酸含量较高；③赖氨酸、蛋氨酸含量较高的大豆，这种大豆具有较高的动物营养；④高糖分大豆，这种大豆不仅口味好，而且易于消化；⑤超高油质的油菜新品种[2-4] .在发展中国家的许多地区以稻米为主食. 因此，在那些地方缺乏维生素 A 成为一个很严重的健康问题. 据世界卫生组织不完全统计，缺少维生素 A 的个体不仅易受病菌感染，而且可能会导致失明，这一问题大约影响了近 2.5 亿的儿童. 在全世界的一些地区，1/4 的儿童死亡与缺乏维生素有关[3] . 另外，据不完全统计，全球受缺铁影响的人数约为37 亿，尤其是妇女和儿童，贫血使他们体质弱化[3] .可喜的是，最近瑞士联邦工业研究所和Friberg 大学共同开展的研究，有可能解决这以特殊的问题.这两个机构的研究者们利用生物技术将其他植物、细菌及真菌中总共7 个基因转入水稻中，从而产生一

个水稻新品系——“金稻”[5] ，这种水稻新品种既含有β-胡萝卜素（维生素A 的前体），又含有铁. 在国际水稻研究所（IRRI）的帮助下，这种水稻新品种将被用作亲本与其他商业品种杂交，然后进行田间试验，最后使它们成为发展中国家都可以获得并种植的新品种.通过传统育种方法提高蛋白质含量的努力成效甚微. Larkins 博士证实[6] ，“全世界作物育种家们已经花了超过30 年的时间来改良玉米和其他谷类作物的蛋白质含量，未取得明显进展. 利用分子遗传学和基因组学的方法，能够揭示玉米富含赖氨酸的复杂遗传性问题，而且试验表明，这一结果适用于其他谷类作物，包括水稻和小麦. 因此，通过转基因技术来大幅度提高禾谷类作物的蛋白质含量是可能的”.农业生物技术的出现为开发具有药用功能的植物品种（包括药用食品），开启了一扇大门. 这些新品种的开发对那些健康条件有限的人来说尤

其重要. 疫苗接种工程在世界许多地区已成为一个问题，尤其在发展中国家针对这个问题许多研究者已经考虑进行食用植物疫苗的开发，因为这种疫苗不仅方便，而且成本更低. 据报道，美国至少有40 种利用生物技术生产的疫苗在审定中[3] . 当前的研究主要集中在研制可以释放疫苗的植物，从而使人们免受霍乱和腹泻之苦，因为在发展中国家，这些疾病是导致婴儿死亡的主要原因. 虽然这仅仅是一个开端，但这些令人鼓舞的结果表明，终究有一天，以植物为基础的疫苗将为人类、家畜以及宠物免受致命病害的威胁提供崭新的途径.也许一些将被转变成“工厂”，这种经过设计的工厂能快速生产出药品，从而大大降低生产成本. 例如，科学家们正在研究苜蓿，看它是否能够在改良后产生β-干扰素，因为它对治疗一种肺炎具有潜在的利用价值[6] . 生物反应器（利用各种植物产生大量有用的医药产品）其他方面的研究正在进行当中.转基因作物在提供药品和疫苗方面拥有巨大的潜力. 它们的发展不仅对提高全人类的健康具有深远的意义，而且对挽救世界最贫困地区成千上万的生命具有潜在的意义.

1．3 改善生存环境与增加作物产量

目前国内外已大面积商品化生产的转基因作物主要是以提高作物抗性（如抗病、抗虫、抗除草剂）和改良作物的性状为主. 这些转基因作物的大面积种植其优越性是十分明显的. 以抗虫转基因棉花为例，它不仅可以抵抗棉铃虫等害虫的危害，提高棉花产量，而且因大量减少了农药施用量，保护了人类赖以生存的生态环境.另外，对植物基因组的深入了解和转基因技术的介入，将有助于扩大作物的种植范围，使世界范围内农业低产出和高度营养不良地区的作物增产. 例如，那些能抗干旱、高盐度以及重金属毒害的转基因作物，可以使目前生活在不可耕地区的人们耕作自己的土地，这样就可减轻世界上诸如热带雨林地区的压力，因为这些地区正在被大量地改造为农田.由于盐碱，全球约有1/3 的灌溉土地不适宜种植作物，这包括印度次大陆的大部分地区[3] . 研究者们已经获得遗传经修饰的抗盐转基因水稻和玉米，从理论上说，将来可能获得一大批耐盐碱的转基因作物[6] .这样一来，农民们就可以用盐水或水质不良的水来灌溉农田了.其他形式的环境压力，如异常高温和干旱，也是作物生产的主要影响因素. 据估计，在美国主要农作物的年平均产量仅仅为其遗传潜力的20%，另外的80%部分则由于不良的环境条件而损失掉[3] . 除此之外，环境的压力极大地限制了作物的种植范围. 例如，由于冰冻气候的影响，在美国的北部和加拿大的大部分地区冬油菜不能被种植. 突发的气候变化对作物的产量也有相当大的影响. 例如在加利弗尼亚，1999 年由于遭受突发的冰冻天气导致其柑橘加工厂大约 6 亿美元的损失[3] .许多传统的植物育种项目中也包含着提高作物对环境耐性的内容，可获得成功的例子却很少，这是因为在提高作物对不良环境的适应过程中，涉及到生理方面和遗传方面的综合知识. 最近，有关研究人

员已克隆出导致冻害耐性的“控制开关”基因，这些基因也会影响作物对干燥和高盐度不良环境的抗性[7] .现在，那些导入“控制开关”基因的作物正在被改良和试验.土壤中的有毒金属是人类面临的另一挑战. 例如酸性土壤中的铝在美国东南部、中美、南美、北美的大部分地区以及印度和中国的部分地区已成为一个问题. 研究表明，哺乳动物中的抗金属基因MT 可转移到烟草等作物中，从而使这些作物可以在含这些金属的土壤中生长[8] . 研究者们把这项技术再推进一步，目前他们正试图选育一种能清除土壤重金属污染（如铜、锰和钙等）的作物.

1．4 提供可再生资源

遗传工程使人类大量应用植物生产“工业原料”成为可能. 例如，作为润滑油、塑料前体以及与健康有关的生物分子原料的特制油. 经过改良纤维和树木新品种可获得优质不易褪色的木材和纸张，这项研究正在开发之中[9] .一种作物可以对长期环境保护产生显著的影响. 具有特殊颜色的转基因棉花就是一个例子. 这些棉花的诞生最终会导致人们对粗糙化学印染需求的下降[6] .采用生物技术可从谷类作物中获取高质量的工业润滑油. 麻省理工学院的