《世界粮食日解读转基因农业》 ——中国农学会转基因科普巡讲(河南洛阳站)讲稿
主办:中国农学会
承办:河南省农学会 河南农业职业学院
主讲:杨青平(河南日报退休高级编辑、大河健康报退休总编)
节选其中关于转基因的内容:
第6讲:20世纪遗传学的发展与应用
1900年,发现孟德尔的《植物杂交试验》论文,标志着遗传学建立。1909年,丹麦遗传学家约翰森创造了gene这个单词,用来表示孟德尔的“遗传因子”,读音为“基因”。1928年,美国遗传学家摩尔根通过果蝇杂交实验,确认控制性状的基因存在于细胞核里的染色体上。摩尔根获得1933年的诺贝尔生物学或医学奖。
基因存在于染色体上。染色体这个名词可以顾名思义,就是细胞染色之后呈现较深颜色的棒状物体,而对细胞染色是为了在显微镜下把细胞看清楚。染色体的主要成分是脱氧核糖核酸,英语缩写为dNA,这是一个有机大分子,它的一个个片段就是一个个基因,基因是由核苷酸组成的,核苷酸是由核糖、磷酸、碱基组成的。
1953年,美国人沃森,英国人克里克,在英国剑桥大学共同发现dNA的结构是双链螺旋状结构。二人获得1962年的诺贝尔生物学或医学奖。克里克2004年去世,沃森仍健在,已经90高寿,2016年123名诺贝尔奖获得者签名支持转基因,也有沃森。
发现dNA的双链螺旋状结构,是遗传学的分水岭。以前是细胞遗传学,以后是分子遗传学,在分子水平上研究遗传学,我的理解,就是遗传学回归化学,研究化学分子的变化,主要是研究dNA这个分子的变化。
1957年,科学家预测,酶协助dNA制造了RNA,RNA是单链螺旋状结构,相当于半拉dNA,RNA制造了蛋白质。这种定向三角关系叫“中心法则”,后被实验所证明。可以简化为:基因(dNA片段)“翻译”产生RNA片段,RNA“翻译”产生蛋白质;不同的基因产生不同的RNA片段,不同的RNA片段产生不同的蛋白质。还可以把RNA简化掉,简化为两句话:基因转录产生蛋白质,不同的基因产生不同的蛋白质。
我们通常说蛋白质是生命的载体,为什么蛋白质是生命的载体呢?因为生物体内各种细胞的结构是由各种蛋白质为框架组成的。还因为生物体内有很多种酶,不同的酶催化不同的化学反应,而酶也是蛋白质。
我们通常说基因决定性状,基因是怎样决定性状的呢?是这样的:基因转录产生蛋白质,不同的基因产生不同的蛋白质,不同的蛋白质构成不同的细胞,不同的细胞构成不同的组织及器官,不同的蛋白质、组织及器官都可能表现不同的性状,归根结底是基因决定性状。酶也是蛋白质,也是基因产生的,不同的酶催化不同的化学反应,化学反应就是生命活动,生命活动就是生命性状,归根结底是基因决定性状。
1959年,科学家发现不同细菌之间的转基因现象,即一种细菌的一个基因可以插入另一种细菌的dNA之中。1961年,发现同一种细菌内部,一段dNA脱落下来,转移并插入到别处dNA的链条之中。1963年,发现一种病毒dNA,可以随机插入细菌dNA之中。1967年,在大肠杆菌中发现dNA连接酶,这种酶可以让两段dNA连接起来。1968年、1970年、1971年,三个科学家分别发现细菌的限制性内切酶,这种酶可以将dNA切断。
总结一下:dNA分子结构像铁路一般,一段铁路可以移走并插入他处,一段dNA也可以移走并插入他处;移走一段铁路并插入他处需要工具,移走一段dNA并插入他处需要酶;在酶的帮助下,一段dNA可以跨物种转移并插入,这就是天然的转基因现象。基因为什么可以跨物种转移并插入呢?因为各个物种的dNA、基因都是由几种相同的核苷酸连接而成的,基因的转移并插入,其实就是核苷酸的重新连接。
1971年,美国旧金山斯坦福大学教授保罗·伯格根据以上理论,利用内切酶将一种病毒的dNA切开,又利用连接酶将另一种病毒的dNA片段插入进来,基因工程由此诞生。基因工程就是人工进行跨物种的dNA重组或者基因重组,俗称转基因。在保罗·伯格之后,别的科学家又完成了两种不同细菌的基因重组,以及动物与细菌的基因重组。这种动物是非洲的一种青蛙。
这时,在生物科学家内部产生了一种担心,担心人工重组的dNA若从实验室泄露到自然界,会不会侵染自然界的细菌和病毒从而产生新的细菌和病毒。这种担心在科学界酝酿了5年,到1976年,美国国家卫生研究院公布《重组dNA研究准则》,规定生物实验室必须与其他建筑物隔离开来,实验室内的气压必须低于外界的气压,这样,实验室内的空气就不会流向外界,实验的细菌、病毒就不能迁移到实验室之外。如此,则可消除转基因实验室的潜在风险。但是,全世界对转基因安全性的潜在风险却展开了激烈争论,至今仍然争论不休。
请注意,所谓“潜在风险”指的是实验室的潜在风险,而不是经过安全评估后的转基因应用的潜在风险。
实验室的潜在风险是完全可以防范的,而经过安全评估后的转基因应用的“潜在风险”是根本不存在的。如果谁说现在市场上的转基因食品有潜在风险,那他要么是不懂转基因,要么就是故意妖魔化转基因。我们科普转基因,不能说“转基因食品与非转基因食品都不是绝对安全的,都有潜在风险”,如果这样说,公众越听越糊涂,越听越怀疑。我们必须说“转基因食品至少与非转基因食品同样安全,并没有带来额外的潜在风险”。
上个世纪七十年代,转基因研究和应用在社会争论中继续发展。1978年,人胰岛素基因成功转入大肠杆菌。这里需要解释。不是把人的基因取出来转入大肠杆菌,而是把人的这个基因进行人工合成,然后转入大肠杆菌。基因是分子,是分子就可以人工合成,把人工合成的人胰岛素基因转入大肠杆菌的。
第7讲:中国转基因农作物种植与转基因农产品进口
1997年我国开始推广转基因抗虫棉,20年来我国的棉花基本上都是转基因的。
1999年我国批准种植转基因抗病毒病甜椒,因抗病性不强,几年后被市场淘汰。
2006年我国推广转基因抗病毒病番木瓜,现在市场上基本上都是转基因番木瓜。
2009年农业部给两个转基因抗虫水稻、1个转基因植酸酶玉米颁发安全证书,但是一直没有推广。
我国进口的转基因农产品主要是转基因大豆,2017年进口9500多万吨。进口的转基因农产品还有转基因玉米、转基因油菜籽,每年各有数百万吨。
第8讲:全球转基因农作物种植概况
1996年以来,全球转基因农作物种植面积逐年递增,到2016年,全球28个国家种了28亿亩转基因作物,占全球耕地的12%。28亿亩中有27亿多亩是大豆、玉米、棉花、油菜,其中——
大豆13.7亿亩,占全球大豆总面积的78%;
棉花3.34亿亩,占全球棉花总面积的13%;
转基因作物种植面积前10位的国家有——