用化學常識解釋轉基因

2021-01-07 騰訊網

註:本文根據作者在2018年1月14日河南省圖書館主辦的「豫圖講壇」所做轉基因科普講座整理。

楊青平

河南日報退休高級編輯,大河健康報退休總編,河南農大兼職教授,中國新聞獎獲得者。

各位女士、各位先生:

大家好。大家都是經常來圖書館借書、看書的讀者,如今喜歡看書的人真是難能可貴。看年齡,大家多數是60後、50後,少數是70後、40後。大家可能都不是生物專業的大學生,但是大家在中學階段都學過化學,所以我今天就用化學常識解讀轉基因。

關於轉基因,大家可能有許多疑惑。我今天把時間一分為二,我講一半時間,剩下一半時間請大家提問,我保證有問必答。

關於轉基因,我先要做個現場調查:

在座的誰家裡買過轉基因大豆油?請舉手。(大多數人舉手)南方有一種水果叫木瓜,有些飯店用木瓜做涼菜,在座的誰吃過木瓜?請舉手。(1/3人舉手)

木瓜的學名叫番木瓜,都是轉基因的。

轉基因是人人關注的話題,既然關注,就要弄懂,可是轉基因屬於遺傳學,很多人沒學過遺傳學,所以,我如果用遺傳學解讀轉基因,大家可能很難弄懂。不過,遺傳學的本質是化學,用初中、高中化學的基本常識去解讀轉基因,大家就可以基本弄懂。用哪些化學常識呢?1.無機分子與有機分子;2.小分子與大分子;3.有機大分子複雜的結構;4.化學催化劑的催化反應;5.生物化學中酶的催化作用。

我今天做的是科普講座,不是學術講座。學術講座用學術語言、專業名詞,那樣講得最準確,但是大家肯定聽不懂。我說幾個遺傳學名詞給大家聽:模板,轉錄,編碼,翻譯,內含子,外顯子,啟動子。這幾個名詞,大家都認識,但是都不懂。所以,我不用專業名詞,我用大白話,保證讓大家聽懂。我用通俗語言講解轉基因,雖然不敢保證絕對準確,但是保證絕對靠譜,目的是讓沒學過遺傳學的人都能聽懂。我也希望學過遺傳學的人認同我用這種方式科普轉基因。

化學常識介紹

第一個化學常識:無機分子與有機分子

一切物質都是分子組成的,分子是由原子組成的。分子分為無機分子和有機分子,無機分子有幾十萬種,有機分子有幾千萬種。我們今天說的是轉基因是食品,那就只說食品中的分子吧。食品中的礦物質是無機分子,水也是無機分子。食品中的蛋白質、胺基酸、脂肪、脂肪酸、澱粉、葡萄糖、纖維、膳食纖維、維生素、核酸、核苷酸等都是有機分子。核酸、核苷酸可能許多人不熟悉,待會兒詳細講。

第二個化學常識:小分子與大分子

分子的大小根據分子量來定。組成分子的原子質量的總和就是分子量。食品中的無機分子是水和礦物質,分子量從十幾到幾十,都是是小分子。食品中的有機分子比無機分子大得多。食品中比較小的有機分子如葡萄糖、胺基酸、脂肪酸、維生素、核苷酸,分子量有好幾百,比較大的有機分子如脂肪的分子量從幾百到幾千,澱粉分子量從幾萬到幾十萬,蛋白質分子量從幾萬到幾十萬,核酸分子量從幾十萬到幾百萬。

第三個化學常識:有機大分子的複雜結構

食品中的有機大分子結構很複雜。一個一個說吧。

澱粉由很多葡萄糖組成,很多葡萄糖連接成棍子狀的直鏈,或者樹枝狀的分叉的鏈。

脂肪由很多脂肪酸組成,很多脂肪酸連接成弧形的鏈。蛋白質由胺基酸組成,很多胺基酸連接成的鏈,盤繞得像一團亂麻。

重點說核酸。核酸最早是在細胞核裡發現的,所以叫核酸。後來又發現細胞核外面也有核酸。核酸分為兩種:一種是核糖核酸,英語縮寫為RNA;另一種是脫氧核糖核酸,英語縮寫為DNA。都是由核苷酸組成的。

胺基酸組成蛋白質,脂肪酸組成脂肪,核苷酸組成核酸,這樣一對比就容易理解核酸了。組成核酸的核苷酸結構也比較複雜,比胺基酸複雜,比脂肪酸複雜,更比葡萄糖複雜。核苷酸是由核糖、磷酸、嘧啶、嘌呤組成的。核糖是5個碳的糖,葡萄糖是6個碳的糖,二者差不多。磷酸這個名詞都熟悉,不解釋了。嘧啶這個詞生疏,但是大家所熟悉的維生素B12就屬於嘧啶化合物。嘌呤這個詞不生疏,現在「三高」之外又增加一個「嘌呤高」,醫生會告誡痛風患者不要吃嘌呤高的食物,嘌呤轉化為尿酸,尿酸多了,痛風就會發作。核苷酸就介紹到這兒,下面繼續介紹核酸。

既然食品中含有核酸,為什麼許多人對核酸不熟悉呢?因為營養學基本不關注核酸,我們平時講的營養平衡也不包括核酸,這又是為什麼呢?因為食品中所含核酸太少,大概只佔食品的千分之一,而人體可以合成核酸,那麼就不會缺乏核酸,所以營養平衡不包括核酸。

接著說核酸的分子結構。核糖核酸,也就是RNA,是由很多核苷酸連接而成的單鏈,這條單鏈呈盤繞摺疊狀態;脫氧核糖核酸,也就是DNA,是由很多核苷酸連接而成的雙鏈,這條雙鏈呈螺旋狀態。

如果把雙鏈螺旋狀態的DNA拉展,DNA就像一條鐵路,鐵路上有許多火車站,兩個相鄰的火車站之間的這段鐵路,就是一個基因,相鄰的火車站之間的距離都是不相等的,那麼基因的長度也都是不相等的,基因的長度不相等,也就是核苷酸的數量不相等。

從開講到現在,我都是在鋪墊,到此,終於引出了基因。

基因為什麼叫基因?

這需要介紹幾位科學家。

第一個是孟德爾,他是奧地利人,是個修道院的修道士,生活在130多年以前。歐洲的修道院猶如中國的寺廟,修道士猶如中國的僧侶。1853年,孟德爾31歲。這年,他在修道院裡開墾出三分地,開始了長達12年的植物雜交試驗,其中豌豆雜交試驗做了8年。期間,他加入了當地的科學學會。

1865年,孟德爾在當地科學學會的會刊上發表了《植物雜交試驗》論文,認為細胞裡的「遺傳因子」控制豌豆植株高矮、種子圓皺、花朵顏色等具體性狀的遺傳,並且是有規律的顯性遺傳和隱性遺傳,而顯性「遺傳因子」掩蓋隱性「遺傳因子」的表達,只有來自父本、母本的兩個隱性「遺傳因子」重合,才能表現出隱性性狀。「遺傳因子」就是「遺傳因素」。

植物雜交試驗在孟德爾之前100多年就開始了。孟德爾與前人的不同之處在於:前人觀察植物雜交後代的整體性狀,沒有發現什麼規律;孟德爾觀察植物雜交後代的單個性狀,從中發現了規律。

發表孟德爾論文的會刊按慣例印刷幾百份,寄給歐洲各國的科學學會和大學圖書館,孟德爾又加印幾十份寄給當時的著名科學家。

寄出去的會刊,沒有引起任何反響。為什麼沒有反響呢?原來,在孟德爾發表《植物雜交試驗》論文之前7年,達爾文出版了輝煌巨著《物種起源》,整個歐洲都在討論進化論,沒人去關注微不足道的豌豆植株高矮、種子圓皺、花朵顏色。

1884年,孟德爾去世,享年62歲。他終生未婚,因為天主教不允許神職人員結婚。從天主教分離出去的基督教則允許神職人員結婚。孟德爾去世16年後,也就是1900年,歐洲三位生物學家不約而同發現孟德爾的論文並且做了重複試驗,證明了孟德爾的理論,從此,遺傳學誕生。如今,孟德爾當年所在的修道院是著名旅遊景點,那三分地的豌豆試驗田仍然保留著,被譽為遺傳學聖地。

第二個介紹丹麥遺傳學家約翰森。他1909年創造了gene這個單詞,用來表示孟德爾的「遺傳因子」。gene這個詞是從拉丁語「血統」一詞改造而來,這正符合「基因遺傳性狀」的本義。拉丁語起源於義大利拉丁姆地區,拉丁姆地區的氏族建立了羅馬帝國,拉丁語遂成為羅馬帝國官方語言,也是歐洲古代的學術語言。拉丁語與歐洲多種地方語言雜交,形成後來的各國語言。

第三個介紹美國遺傳學家摩爾根。他通過果蠅雜交實驗,在1928年確認控制性狀的基因存在於細胞核裡的染色體上。染色體是細胞染色之後呈現的深顏色的棒狀物體,而對細胞染色是為了便於在顯微鏡下觀察。摩爾根1933年獲得諾貝爾生物學醫學獎。摩爾根使用的果蠅,就是「水果的蠅」,以腐爛水果產生的酵母菌為食,容易飼養。果蠅只有2毫米大,比蒼蠅小得多。果蠅生命周期只有半個月,而植物生命周期至少半年,所以果蠅實驗出結果很快。

第四個介紹談家楨。他是中國人,是摩爾根的博士研究生。他在1936年將gene這個單詞音譯為漢語「基因」兩個字。「基因」兩個字也表達出了生命的「基本因子」的意思,這便於中國人從字面上理解,不過現在「基因」這個詞人人皆知,反而沒人用「基本因子」去解釋「基因」。談家楨回國後長期在復旦大學任教,桃李滿天下,被譽為中國遺傳學之父, 2008年去世,享年99歲。

第五個介紹沃森與克裡克。沃森是美國人,克裡克是英國人。他二人1953年在英國劍橋大學研究發現,細胞核裡的染色體的主要成分是「脫氧核糖核酸」,這是一個有機大分子,英語縮寫為DNA,其分子結構為雙鏈螺旋狀。DNA這條雙鏈螺旋狀分子的一個個片段就是一個個基因。一條DNA一般都有幾十、幾百個基因,而每個基因的長度是不相等的。沃森與克裡克1962年共同獲得諾貝爾生理學醫學獎。2004年,克裡克去世,享年88歲。2016年,世界上123名諾貝爾獎獲得者聯名支持轉基因,其中就有88歲的沃森。

作為分子來講,基因是大分子,但是分子再大,肉眼也看不見,不過在顯微鏡下可以看見。

第一代顯微鏡是光學顯微鏡,300年前發明,如今可以放大到一千多倍,可以看見細胞、細胞核、染色體,但是看不見DNA、基因。

第二代顯微鏡是電子顯微鏡,80多年前發明,如今可以放大到幾萬倍、幾十萬倍,這就可以看見細胞裡的DNA和基因,以及其他有機大分子,但是不夠清晰,因為細胞裡的有機大分子不是靜態,而是動態。

第三代顯微鏡是冷凍電子顯微鏡,20多年前發明,有兩間屋子那麼大,兩層樓那麼高,可以在千分之一秒內把細胞冷凍,冷凍以後,動態的有機大分子就成了靜態,觀察的清晰度就高了。大家都知道清華大學施一公吧?他和他的團隊就是用冷凍電子顯微鏡研究蛋白質、DNA、RNA的分子結構的。

下面繼續講化學常識。

第4個化學常識:化學催化劑的催化反應

化學反應可以分為兩類,一類是不需要催化劑的化學反應,一類是需要催化劑的化學反應。回憶一下初中化學、高中化學,化學老師經常演示用催化劑催化的化學反應。催化劑催促化學反應,催化劑本身並不發生變化,但是如果沒有催化劑,這個化學反應就不會發生,或者反應得很慢。

生物體內時時刻刻都在發生著化學反應,生物體內幾乎所有化學反應都是催化反應。由什麼催化呢?由酶催化。

第5個化學常識:生物化學中酶的催化反應

生物體內的化學,叫生物化學。生物體內幾乎所有化學反應都是酶的催化反應。一種酶催化一種生化反應,生物體內有很多種酶,催化很多種生化反應。生化反應主要是分解與合成,都要靠酶來催化。我們人體內有幾千種酶,只說消化酶吧。消化酶主要是胰腺產生的,有蛋白酶、脂肪酶、澱粉酶、核酸酶。這些酶被輸送到十二指腸,分別把蛋白質分解為胺基酸,把脂肪分解為脂肪酸,把澱粉分解為葡萄糖,把核酸分解為核苷酸,核苷酸還可以進一步被分解為核糖、磷酸、嘧啶、嘌呤。小腸絨毛像植物的根系一樣具有吸收功能,把消化酶的分解產物吸收,吸收以後,進入血液循環系統,輸送到每個細胞,再進行分解或者合成。食物中的維生素、礦物質和水,分子比較小,可以被直接吸收,不需要酶來催化分解。

酶是什麼?酶是蛋白質。蛋白質有很多種,其中相當多的種類是酶。酶最早是在酵母菌裡發現的,所以也叫酵素。如今一些保健品打著酵素的旗號忽悠人。其實蔬菜、水果、糧食、蛋奶肉魚,都含有酵素,我們正常飲食,不需要補充酵素,因為酵素就是酶。

酶與DNA、RNA有著密切的關係。

基因是DNA的片段。細胞核裡的酶,依賴基因的一條單鏈,催化核苷酸合成RNA;RNA是一條單鏈,它從細胞核裡出來,催化胺基酸合成蛋白質;合成的蛋白質,有些就是酶,這些酶去催化其他生化反應。這個過程可以概括為這樣三句話:①DNA決定RNA;②RNA決定蛋白質;③歸根結底是DNA決定蛋白質。

人人都知道基因決定性狀,那麼基因是怎樣決定性狀的呢?

基因(DNA)決定蛋白質,細胞主要是由蛋白質構成的,不同的蛋白質構成不同的細胞,不同的細胞構成不同的細胞組織,不同的細胞組織構成不同的器官,不同的器官表現不同的功能,不同的功能就是不同的性狀,歸根結底是基因決定性狀。

同樣,基因決定酶,不同的酶催化不同的生物化學反應,不同的生物化學反應其實就是不同的生命活動,不同的生命活動就是不同的性狀,歸根結底是基因決定性狀。

總結一下:基因決定蛋白質和酶,進而決定生物性狀。酶不僅催化生化反應,酶還可以修復基因突變。修復其實也是催化,催化突變的基因恢復原狀。

開始說轉基因

請注意,下面介紹基因突變、基因修復和轉基因。

基因突變·基因修復·轉基因

基因突變,就是基因的結構突然發生變化。

DNA分子很大,結構複雜,不一定哪個地方就會發生變化。變化有3種:①DNA是由核苷酸組成的,核苷酸的結構會發生變化,也就是組成核苷酸的嘧啶、嘌呤會互相取代,如此變化以後還可以在酶的催化作用下被修復。②DNA雙鏈可能斷裂,斷裂以後也可以在酶的催化作用下被修復。③一段DNA可能會從DNA雙鏈上脫落下來,轉移到別的地方,在酶的催化作用下,再插入DNA雙鏈之中。這第3種變化,是我今天講的重點。這可能是轉基因的理論基礎。脫落下來,轉移並插入別的地方的一段DNA,可能就是一個基因,也就是說,基因可以在DNA雙鏈上轉移並插入。這是同一個細胞裡基因的轉移並插入,這也叫內源基因的轉移並插入。既然內源基因的可以轉移並插入,那麼外源的基因也可以轉移並插入。外源的基因就是這個生物體以外的別的物種的基因。也就是說,A物種的基因可以轉移並插入B物種的DNA雙鏈之中。為什麼呢?因為A物種的DNA和B物種的DNA,都是核苷酸組成的。這就好比排隊加塞,A隊列的幾個人可能插入B隊列之中。好了,我們就記住「排隊加塞」四個字就行了,轉基因就是「排隊加塞」。

自然界有沒有轉基因呢?有。

自然界的轉基因

自然界的轉基因很普遍。

自然界的細菌也可以給植物轉基因。這以紅薯為例來說明。土壤中有一種細菌叫農桿菌,它可以侵入140多種植物的根,當然也侵入紅薯的根。紅薯起源於南美洲,已有8000年的人工栽培歷史,1492年哥倫布發現美洲新大陸以後,紅薯被引種到全世界。2015年美國科學院院刊發表一篇論文,說的是農桿菌給紅薯轉基因的證據。論文的作者檢測了全世界現有的291個紅薯品種的基因組,發現每個品種的基因組都含有若干個農桿菌基因,這說明農桿菌的基因轉移並插入紅薯的基因組中了。

說說農桿菌

土壤中有很多種細菌,農桿菌是其中的一種,其形態是杆狀的。

植物的根系會因耕作而損傷,也會因昆蟲為害而損傷,損傷後會分泌酚類化合物,而農桿菌喜歡酚類化合物,於是農桿菌就會感染根系的傷口,進入根系細胞組織中。根系細胞裡的酶會發生催化作用,將農桿菌的一段DNA剪切下來,並使這段DNA插入根系細胞的DNA之中,這就是自然轉基因。農桿菌可以感染多種植物的根系,也就可以給多種植物的根系轉基因,其中包括給紅薯轉基因。

農桿菌的基因插入植物根系細胞的DNA之中,根系就會長出根瘤,根瘤越長越大,消耗營養,那麼就影響植物生長。

科學家研究農桿菌,本來是為了防止根瘤的,然而思路一轉換,發現可以利用農桿菌進行人工轉基因。

(顯微鏡下的農桿菌)

人工轉基因

人工轉基因,就是把A物種的基因轉入B物種的基因組中。人工給植物轉基因的方法有多種,但常用的方法就是利用農桿菌給植物細胞轉基因。

方法是,在實驗室裡,將目的基因插入到經過改造的T-DNA區,藉助農桿菌的感染實現外源基因向植物細胞的轉移與整合,轉基因手術就完成了。手術後,A物種的基因就與B物種的基因組有機結合在一起了,就成了B物種的基因了。

農作物的轉基因,一般是給雜交品種轉基因。許多人會問:雜交品種不是很好嗎?為什麼要給雜交品種轉基因呢?其實,所有雜交品種都有局限性,而轉基因可以彌補雜交品種的局限性。比如,雜交品種不抗蟲,不抗病,不抗除草劑,轉基因以後就可以抗蟲,抗病,抗除草劑。

雜交育種的局限性

雜交育種是在同一物種內雜交,玉米與玉米雜交,小麥與小麥雜交,水稻與水稻雜交。基因決定性狀,DNA上的基因有好的,有壞的,既然是DNA的組合,那就不可能都是好基因的組合,一定帶著壞基因,這就是雜交品種的局限性。所謂優良品種,只是好基因儘可能多,壞基因儘可能少。雜交育種的歷史有100年了,最早是從美國的雜交玉米開始的。據統計,100年來,全世界的育種家,所有農作物,每100萬個雜交組合,才選出一個優良品種,而優良品種並非盡善盡美。100年來,比較好的父本、母本已經組合很多遍了,很難再得到優良性狀了。要打破雜交育種的局限性,就要給雜交種增加新的優良基因。新的優良基因在哪裡?在別的物種裡,別的物種可能是植物,可能是細菌。自然界的細菌不是可以給植物轉基因嗎?人工模仿自然,把細菌的優良基因轉到雜交種的DNA上,就可獲得新的優良性狀。

以抗蟲性狀為例,植物大多都是不抗蟲的,因為植物是昆蟲的食物,這是自然法則。如果植物抗蟲,昆蟲就不會繁衍3.5億年而不衰。但是一物降一物,細菌可以讓昆蟲得病而死。細菌怎樣讓昆蟲得病而死呢?那是因為昆蟲吃了細菌,細菌的抗蟲蛋白毒死了昆蟲,而細菌的抗蟲蛋白是細菌的抗蟲基因產生的。那麼把細菌的這個基因轉入植物,插入到植物的基因組中,細菌的基因就成了植物的基因,那麼植物就可以抗蟲。

轉基因植物、動物、微生物介紹

01

轉基因抗蟲棉花、抗蟲玉米、抗蟲水稻

昆蟲屬於動物。動物按界、門、綱、目、科、屬、種分類。昆蟲是動物界,節肢動物門,昆蟲綱,下面分為幾十個目,其中鱗翅目是農業的主要害蟲。鱗翅目的成蟲,就是我們常見的蛾與蝶。蛾醜陋,我們憎惡;蝶美麗,我們喜愛。可是蛾與蝶都是害蟲,一隻蛾或者蝶,要產幾百顆卵,卵孵化為幼蟲,幼蟲蛀食我們的農作物。棉鈴蟲、玉米螟、水稻螟,都是鱗翅目害蟲。

有一種細菌,叫蘇雲金桿菌。蘇雲金是德國的一個地名,100年前在那裡發現了這種杆狀的細菌,就用地名命名細菌的名。蘇雲金桿菌英語縮寫為Bt。它產生一種蛋白質,叫Bt蛋白,可以毒死鱗翅目害蟲,因此被製成生物農藥,但是藥效期只有3天,需要一遍遍噴灑,這就增加了勞動成本和投資成本,反而不如噴灑化學農藥成本低。

Bt蛋白是由Bt基因產生的,那麼把Bt基因轉入棉花、玉米、水稻,這些轉基因作物就會產生Bt蛋白。在鱗翅目昆蟲腸道裡,Bt蛋白與腸道壁上的糖蛋白結合,發生一系列變化,導致昆蟲腸穿孔而死,這便可以大大節省農藥費用,同時減少農藥汙染。

Bt蛋白對人和動物無毒,因為人和動物的腸道壁上沒有那種糖蛋白,而且人和動物的十二指腸內的蛋白酶可以把Bt蛋白分解為胺基酸而被十二指腸吸收。

化學農藥汙染環境,並且害蟲還會產生抗藥性,於是農藥的劑量就越用越大,那麼害蟲的抗藥性就會越來越強,這就形成惡性循環。1992年,河南省棉鈴蟲大爆發,農藥根本壓制不住害蟲。蟲口密度是往年的30倍,2000萬畝棉花平均減產35%,其中50萬畝絕收,棉花收入減少14億元,而農藥投資16億元,農民打藥中毒20萬人次,棉鈴蟲還為害玉米、大豆、花生、蔬菜1.8億畝。對此,我採寫了5000字的長篇通訊,標題叫《蟲禍》,刊登在1993年2月24日《河南日報》上。

1998年,我國開始推廣轉基因抗蟲棉,抗的是棉鈴蟲,那個時候沒有人反對轉基因,所以推廣很快。我國常年種植5000多萬畝棉花,其中90%以上是轉基因抗蟲棉,因為抗蟲,所以避免減產,避免減產就是增產,每畝比非轉基因棉增產25%以上。

轉基因棉花之後,我國也育成了轉基因抗蟲玉米、轉基因抗蟲水稻,但是由於反對聲浪洶洶,一直未能推廣。我國常年種植5億畝玉米, 4.5億畝水稻,如果推廣轉基因,每年至少可以增加1萬億元效益。

轉基因農作物於1996年在美國開始種植。據2016年的統計數據,全球28個國家種植了28億畝轉基因作物,佔世界耕地面積12%。

02

轉基因抗病毒番木瓜

番木瓜生長在南方,也長在樹上,很好吃,明朝末年從東南亞傳入我國的。番木瓜之「番」,指的是番邦,明朝把東南亞稱為番邦。

番木瓜很容易也很經常感染病毒病,感染以後,幾乎絕收。農藥只能防治真菌、細菌疾病,防治不了病毒病,而轉基因可以讓番木瓜不感染病毒病。

病毒比細菌還小,只有細菌的1%大小。在自然環境下,病毒能存活,但不能複製,它必須侵入細菌、真菌、植物、動物的細胞裡才能複製,複製得多了就導致疾病。人類防治病毒病,最好的辦法是接種疫苗。病毒疫苗就是死病毒的蛋白,那麼疫苗本身是不會致病的。接種疫苗以後,人的免疫系統就識別了這種病毒蛋白,當外界的這種病毒侵入人體,人體的免疫細胞就將其消滅。

植物沒有免疫系統,但具有免疫機制,防止植物的病毒病也可以模仿人類接種疫苗,但是一棵一棵接種疫苗太費人工,接種疫苗的速度趕不上病毒侵入的速度,等把一塊地的農作物接種完疫苗,病毒病早已蔓延開了,所以給植物接種疫苗是不現實的。

防止植物病毒病必須用轉基因的方法。先看看病毒在植物細胞內是怎樣複製的。病毒的結構是蛋白質外殼包裹著基因組,基因組就是所有的基因。病毒複製之前,基因組與蛋白質外殼分離,然後基因組的一個基因產生複製酶,那麼這個基因就叫複製酶基因。複製酶基因產生的複製酶,催化病毒基因組和蛋白質外殼分別不停地複製,複製後又不停地組合,組合成更多新的病毒,再侵入更多的細胞,從而造成病害。轉基因番木瓜抗病毒的原理是:把病毒基因組的複製酶基因轉入番木瓜細胞的基因組,因為轉入的只是複製酶基因而不是病毒的基因組,所以番木瓜並不染病;病毒的複製酶基因轉入番木瓜細胞,就成了番木瓜的基因,不再是病毒的基因,猶如「藍軍」戰士加入「紅軍」隊伍;當病毒侵入番木瓜細胞後,這個複製酶基因就阻止病毒基因組的複製酶基因發揮作用,那麼病毒就不能複製,不能複製就不能致病;轉入番木瓜的複製酶基因(內源基因)阻止侵入番木瓜的病毒基因組的複製酶基因(外源基因)發揮作用,這叫「基因沉默」,沉默是因為內源、外源兩個基因結構相同。沉默的機制很複雜,細說艱深,簡單而通俗地說就是「相剋」,是「內源基因外源基因結構相同而相剋」。

美國夏威夷1998年以前,中國南方2006年以前,病毒病常常導致番木瓜大面積絕收。推廣轉基因以後,番木瓜年年豐產豐收。

轉基因抗病毒的作物還有辣椒、菸草,不再細說。

03

轉基因抗草甘膦大豆

轉基因抗草甘膦大豆是美國最先培育的。

草甘膦是美國孟山都公司研發的一種除草劑。在除草劑家族中,草甘膦用量最大、效果最好、毒性最低、價格最低,深受各國農民歡迎。中國是草甘膦生產大國,生產量大約是孟山都的兩倍。據2014年的數據,我國生產草甘膦大約45萬噸,自用大約1/5,出口大約4/5。全球60%的草甘膦用於非轉基因作物,40%用於轉基因作物。

草甘膦除草的原理,是抑制植物合成某些胺基酸的酶的活性,從而阻止這些胺基酸合成。胺基酸組成蛋白質,蛋白質是細胞的主要成分,胺基酸合成阻斷了,蛋白質也不能合成了,那麼新的細胞就不能產生,於是植物就死亡了。土壤農桿菌也有這種酶,卻能抵抗草甘膦,把控制這種酶的農桿菌基因轉入農作物,農作物就可以抗草甘膦,那麼草甘膦就只能除草,而不影響轉基因作物生長。這樣,在轉基因作物農田噴灑草甘膦就不必投鼠忌器,可以機械噴灑甚至飛機噴灑,從而大大節省勞動力。

草甘膦毒性很低,據動物實驗,其毒性僅相當於食鹽。草甘膦在自然環境中分解很快,幾天就幾乎分解完了,微乎其微的沒有被分解的分子才是殘留,殘留是很低的。聯合國糧農組織和世界衛生組織下屬的「國際食品法典委員會」制定的標準,是每公斤大豆允許殘留草甘膦20毫克,但是實際上經過入庫、運輸、加工,到食用時殘留只有0.2毫克,這是因為大豆殘留的草甘膦在儲運過程中每10天1個半衰期,也就是每10天減少一半,比如,從8減到4,從4減到2,從2減到1。正因為殘留很低,而且其毒性也很低,以至沒必要檢測。

草甘膦毒性如此低,卻被「國際癌症研究組織機構」在2015年評估為「很可能致癌」,但是更多國際機構和各國的機構認為草甘膦不致癌。

「國際癌症研究組織機構」對致癌物的評估過程不透明、不公開,因而長期以來備受科學界質疑。終於,新聞界對其評估過程進行了調查。2017年10月19日,路透社發表調查報告,從6個方面指出「國際癌症研究組織機構」對草甘膦原始評估報告做了篡改。

「國際癌症研究組織機構」2015年還把豬肉、牛肉、羊肉等紅肉評估為「很可能致癌」,這與草甘膦同級。世界人民不會因此不吃肉,各國政府也不會因此禁用草甘膦。如果不用草甘膦,就得用別的除草劑,而目前別的除草劑安全性均不如草甘膦,如果什麼除草劑都不用,就得回到「鋤禾日當午,汗滴禾下土」的時代。

抗草甘膦轉基因作物,還有玉米、油菜等等。

04

黃金大米

第二代黃金大米轉的是玉米的八氫番茄紅素合成酶基因,可以提高胡蘿蔔素含量,胡蘿蔔素是黃色的,大米就是黃色的,所以叫黃金大米。胡蘿蔔素在人體內可以轉化為維生素A,轉化率為12︰1。維生素A是視網膜細胞所必需,缺乏維生素A就會患夜盲症,長期嚴重缺乏就會失明。維生素A存在於肉類食品和深色蔬菜中,可是世界上許多以大米為主食的貧困地區缺乏蔬菜和肉類,如果進食黃金大米,就可補充維生素A。

05

轉基因植酸酶玉米

轉基因植酸酶玉米是中國培育的。植酸酶這個詞需要解釋,先要解釋植酸。植酸就是「植物的酸」,存在於玉米的籽粒之中。植酸之中含有磷酸,磷酸的磷是人和動物不可或缺的,但是人和動物吃了玉米卻不能分解植酸,也就不能利用植酸裡的磷。

轉基因植酸酶玉米,就是把麴黴菌的產生植酸酶的基因轉入玉米,那麼玉米就具有了植酸酶,就可以把植酸分解,釋放出磷,滿足人和畜禽需要。

06

其他轉基因作物

轉基因土豆主要有三種:抗病的;抗褐變的;低天冬醯胺的。天冬醯胺是一種胺基酸,薯條油炸後天冬醯胺轉變為致癌物丙烯醯胺,轉基因降低天冬醯胺含量,致癌物丙烯醯胺也就降低了。

轉基因油菜兩種:抗蟲的,抗除草劑的。

轉基因甘蔗兩種:抗蟲的,抗除草劑的。

轉基因甜菜兩種:抗蟲的,抗除草劑的。

這些轉基因作物中國都沒有種植。

07

轉基因魚

中國有轉基因鯉魚,但是沒有商業化養殖。轉基因鯉魚是把草魚的生長激素基因轉入鯉魚的DNA之中,讓鯉魚的生長速度快一倍。動物都有生長激素,人也有。沒有生長激素就不長個,孩子如果不長個,需要去醫院定期注射生長激素,一年需要幾萬元。生長激素是一種蛋白質,凡是蛋白質都是基因產生的,所以轉基因可以增加生長激素。草魚比鯉魚長得快,所以可以把草魚的生長激素基因轉入鯉魚。

美國的轉基因三文魚,2017年開始商業化養殖。轉基因三文魚是轉入了另一種魚的生長激素基因,又轉入了第三種魚的抗凍蛋白基因,這樣,轉基因三文魚不僅在春夏秋長得快,在冬天也能較快生長。原來需要生長三年,現在只需要生長一年半。

若要防止轉基因魚與非轉基因魚雜交,可以進一步把轉基因魚培育成三倍體魚,三倍體魚就像三倍體無籽西瓜一樣不能繁殖。魚是二倍體,二倍體就是具有兩套染色體,產生的精子、卵子各有一套染色體。可以讓二倍體魚的染色體加倍,加倍以後就是四倍體,四倍體的精子、卵子各有兩套染色體。四倍體與二倍體雜交,後代就是三倍體。三倍體無法產生精子、卵子,所以不育。父本、母本的染色體必須是偶數倍數,才能產生精子、卵子。

08

轉基因微生物生產的藥品

轉基因微生物生產的藥品很多,只介紹產量最大的兩種:B肝疫苗和胰島素。現在全世界用的B肝疫苗、胰島素,都是轉基因的。

B肝疫苗就是滅活的B肝病毒,滅活的就是死的。先要生產活的,然後滅活。以前是用血液培養活的病毒,成本很高。後來把病毒基因轉入酵母菌,大量繁殖酵母菌,然後提取病毒,成本很低。

胰島素是一種蛋白質。原來從牛、豬的胰臟提取胰島素,成本很高,而且副作用大,因為牛、豬的胰島素和人的胰島素差了一個胺基酸。後來把人的胰島素基因轉入大腸桿菌,大量繁殖大腸桿菌,從中提取的胰島素,和人的胰島素一模一樣,沒有任何副作用。把人的胰島素基因轉入大腸桿菌,不是從人身上提取基因,而是人工合成這個基因。因為它們是化學分子,所以可以化學合成。

09

基因編輯技術培育的農作物

轉基因技術方興未艾,基因編輯技術又嶄露頭角。基因編輯的工具是一種酶,這種酶去掉DNA的一個基因就像一支筆抹掉文章中的一句話一樣,所以叫基因編輯。

美國利用基因編輯技術,去掉普通玉米的直鏈澱粉基因,保留支鏈澱粉基因,從而培育出新型糯玉米。糯即黏,黏糯就是因為支鏈澱粉的緣故。支鏈澱粉的分子結構如分叉的樹枝,一堆樹枝糾纏在一起扯拽不開,所以黏糯。

基因編輯可以和轉基因相結合,去掉不好的基因,增加好的基因,培育更好的農作物品種和動物品種。

現場聽眾關於轉基因的提問

提問1:西瓜有三倍體,轉基因魚有三倍體,騾子是不是三倍體?

答:不是。不育的三倍體,與可育的二倍體、四倍體都是同一個物種。騾子、馬、驢是三個物種。馬的染色體64條,其精子、卵子是32條染色體;驢的染色體62條,其精子、卵子是31條染色體;那麼騾子就是63條染色體。植物、動物的染色體必須是偶數,才能產生正常的精子、卵子。騾子的染色體不是偶數,所以不能產生正常的精子、卵子,也就不能生育。

提問2:美國的轉基因三文魚賣到中國了沒有?

答:沒有。若要賣給中國,需要中國政府批准,我國還沒有批准。再說了,商業化養殖剛開始,產量不大,據報導,在美國、加拿大才賣了幾千公斤。

提問3:我來晚了,前面沒聽。我想問的是轉基因食品吃多了,轉基因在體內會不會積累?累積多了會不會有害?

答:我前面講過,基因、轉基因都是有機大分子,腸道不能直接吸收,被酶分解為核苷酸才能被吸收,而且核苷酸又被酶進一步分解。分解了,就不是基因、轉基因了。如果不被分解,就排出體外了。食品中的有機大分子,如蛋白質、脂肪、澱粉、核酸(基因、轉基因屬於核酸)不可能都被酶分解,殘餘的沒被分解的都被排出體外了,那麼就不可能在體內積累。你把食品中的有機大分子與可被腸道吸收的某些藥品、某些農藥的分子混淆了,比如已經停止生產的農藥DDT,就可以被腸道吸收,在體內積累。基因、轉基因不會的。

提問4:轉基因大豆油價格便宜,是不是品質不好?

答:轉基因大豆油價格便宜,是因為轉基因大豆生產成本低,銷售價格低,出油率高。為什麼呢?①美國、巴西、阿根廷種植轉基因大豆的農場機械化程度高,用人少,所以成本低;②我國的非轉基因大豆需要寬行種植以便機械除草,而抗除草劑的轉基因大豆無需機械除草那就可以窄行密植而提高產量;③美國財政對大豆補貼高;④我國的非轉基因大豆出油率只有17%,而轉基因大豆出油率高達21%。轉基因大豆油與非轉基因大豆油在品質上沒什麼差別,所含飽和脂肪酸、油酸、亞油酸、亞麻酸基本一致。轉基因大豆只是比非轉基因大豆多了1個基因分子,1個蛋白質分子,這個基因、這個蛋白所佔比例微不足道,而且不在油裡,是在豆粕裡,可以被動物的消化酶分解,被腸道吸收。所有轉基因農產品與非轉基因農產品實質上都是一樣的,這就是「實質等同」原則。

提問5:中國有非轉基因大豆,為什麼要進口轉基因大豆?

答:因為我國的非轉基因大豆不夠用,不得不進口轉基因大豆。我國食用油的44%是大豆油;所有飼料都需要添加15%的豆粕,豆粕蛋白質含量高,沒有豆粕,畜禽的營養就不夠。2016年我國需要大豆9700萬噸,國產非轉基因大豆只有1300萬噸,那就必須進口8400萬噸轉基因大豆。全世界非轉基因大豆產量5400萬噸,刨掉我國的1300萬噸,剩下4100萬噸,把非轉基因大豆都買進來也不夠我國消費,何況其生產國也要消費的。所以我國只能進口轉基因大豆。全世界轉基因大豆產量2.8億噸,是非轉基因大豆的5倍,而且價格便宜。許多國家都進口轉基因大豆,歐盟也要每年進口1100多萬噸轉基因大豆,還要進口1500多萬噸轉基因豆粕。有人會說:我國可以擴大非轉基因大豆、花生、油菜面積。可是,我國沒有閒置的耕地,若擴大油料作物面積,就得減少糧食作物面積,減不得的,我國也是糧食淨進口國,每年淨進口穀類1000多萬噸,其中小麥、玉米、大米各有幾百萬噸。農業連年增產,仍不能完全滿足糧食需求。雖然人均吃糧沒增加,但是人均吃肉、蛋、奶、魚卻年年增長,這些都是糧食轉化的。1斤豬肉需要3斤飼料,1斤雞肉需要2斤飼料, 1斤雞蛋需要2.5斤飼料。人口多,耕地少,生活好,咋能不進口糧食呢?這等於讓人家給我們種地,有什麼不好呢?

提問6:農業的發展方向是什麼?是有機農業還是轉基因農業?

答:關於農業發展方向,要從1840年說起。那一年德國化學家李比希推翻了土壤腐殖質營養學說,提出土壤無機質營養學說。腐殖質主要是植物腐爛以後形成的,其實就是土壤有機質。在李比希之前,許多科學家都認為農作物吸收有機質作為營養。李比希通過試驗證明,農作物不能吸收土壤有機質,有機質只能使土壤疏鬆,農作物只能吸收土壤無機元素,吸收最多的是氮、磷、鉀,給土壤增加氮、磷、鉀就能增產。李比希的理論逐漸被科學界接受。第一次世界大戰前後,氮、磷、鉀化肥工業發展起來。第二次世界大戰前後,農藥工業發展起來。化肥和農藥增加了農業產量,滿足了人口增長對食品的需求。但是,濫施化肥導致土壤板結,濫施農藥破壞了環境。不過這不是化肥、農藥的錯,這是人的錯,不應濫施,而應合理施用。1962年,揭露化學農藥汙染的暢銷書《寂靜的春天》出版,隨即掀起環保運動。為了環保,為了生態,一些人崇尚原生態的不施化肥、不施農藥的有機食品,有機農業因此發展起來。當轉基因農業興起以後,許多有機農業的經營者、消費者認為轉基因不是原生態,不是純天然,因而拒絕轉基因,反對轉基因,甚至妖魔化轉基因。妖魔化轉基因就是造謠轉基因,說轉基因有害。這既是理念之爭,也是市場之爭,以求增加有機食品的市場份額。

關於有機食品,應該有如下正確認識:

有機食品並非純有機。美國和歐盟都規定,有機食品可以含有5%的常規食品成分,也可以含有0.9%的轉基因成分,轉基因成分就是外源基因及其產生的蛋白質。為什麼這樣規定呢?因為有機種植面積小於轉基因面積,更小於非有機種植面積,在種植、收穫、儲藏、運輸、貿易、加工的每一個環節,有機產品、非有機產品、轉基因產品都可能發生混雜。事實上,必然存在混雜現象。那麼吃有機食品的人其實也吃進了一點點轉基因。

有機農業並非不打農藥。2012年9月美國史丹福大學發表的一篇研究報告說:在3000多種有機食品中有7%的樣本檢測出化學農藥殘留,而在10萬多種常規食品中有62%的樣本未檢測出化學農藥殘留。這說明少數有機生產者偷偷打了化學農藥,也說明許多化學農藥是安全的,其分子在自然界都分解了,所以無殘留。有機農業即使不打化學農藥,也要打有機農藥,比如硫黃噴劑、石硫合劑(石灰加硫黃)、除蟲菊酯(從有毒植物除蟲菊中提取)、魚藤酮(從有毒植物毒魚藤中提取)等等,這些有機農藥對人也是有毒的,也會有殘留。

有機食品並非更安全。發展有機農業是為了滿足一部分人的需求,可是有機食品生產者為了擴大這種需求就宣揚「有機食品更安全」,然而聯合國和各國政府從來不認為「有機食品更安全」,倒是從來都認為只要農藥殘留不超標都是安全的。「毒物即劑量」,毒物劑量微乎其微則無毒。有機食品農藥殘留或不足慮,但是有機食品攜帶病菌所致公共安全事件卻時有發生。如2006年美國有機菠菜攜帶致病性大腸桿菌所致疫情席捲美國,致數百人感染、數人死亡;2011年德國有機豆芽攜帶致病性大腸桿菌所致疫情席捲歐洲,致數千人感染、數十人死亡。

農業發展方向是由人口總量決定的。1840年世界人口12億,1930年世界人口20億,1960年30億,1975年40億,1987年50億,1999年60億,2011年70億,2017年75億,據聯合國報告,2050年世界人口將達到98億。人口增長,農業產量必須增長。未來農業的發展方向必然是這樣:有機農業產量低,但也要發展,以滿足一部分人的需求;合理施用化肥、農藥的現代農業永遠是農業的主體;轉基因其實是育種手段,隨著越來越多的人認識轉基因、理解轉基因,現代農業的轉基因品種將越來越多,種植面積也將越來越大。

提問7:吃轉基因食品會不會給人轉入基因,或者轉走人的基因,總之,會不會改變人的基因?

答:不會,絕對不會。轉基因的「轉」,是科學實驗室裡的一項複雜的人工技術,這種技術絕對不會在人體內自然發生。人體內也不會發生自然界的轉基因。自然界的轉基因,是細菌給細菌轉基因,細菌給植物轉基因,而植物不會給細菌、給動物、給人轉基因,如果會的話,人吃野生植物幾百萬年了,吃栽培的植物也有1萬年了,那麼人早就不是人了。所以,儘管放心。其實轉基因食品中的轉基因,非轉基因食品中的基因,都是由核苷酸組成的,都被核酸酶分解成核苷酸了,核苷酸又進一步被分解為核糖、磷酸、嘧啶、嘌呤,被分解了,就不是基因和轉基因了。

提問8:基因只能在同一物種內由上一代傳給下一代,這是自然規律,而轉基因卻是不同物種之間的基因轉移,這是不是違背自然規律?

答:不違背。基因在同一物種內由上一代傳給下一代,是過去發現的自然規律,隨著遺傳學的發展,科學家又發現新的自然規律,這就是不同物種之間的基因轉移,比如,細菌之間轉基因很普遍,細菌給植物轉基因也不罕見。人工轉基因其實是對自然的模仿,並不違背自然規律。

提問9:一個物種的基因轉入另一個物種,這是不是人工製造新物種而違背生物進化論呢?

答:轉基因不是製造新物種。什麼是物種?物種就是可以互相交配繁殖後代的生物群體。比如棉花與棉花互相交配而繁殖,玉米與玉米互相交配而繁殖,等等。轉基因棉花與非轉基因棉花,轉基因玉米與非轉基因玉米,完全可以互相交配而繁殖,所以轉基因不是新物種,不違背生物進化論。

提問10:轉基因作物蟲吃了要死,人吃了會沒有毒嗎?

答:以為蟲吃了要死,那麼人吃了也會有毒,是不了解動物生理。人與昆蟲的生理差別太大,轉基因對人是沒有毒性的。棉鈴蟲、玉米螟、水稻螟等害蟲的腸道壁上有一種糖蛋白,可以跟轉基因抗蟲蛋白相結合,這便導致腸穿孔而死亡。人的腸道壁上沒有那種糖蛋白,而且人的消化道內的蛋白酶可以把抗蟲蛋白分解為胺基酸而被腸道吸收。順便告知,轉基因抗蟲蛋白對畜禽也沒有毒性。轉基因抗蟲蛋白也不是對所有昆蟲都有毒,對直翅目的蝗蟲、螞蚱就沒毒。同為昆蟲,生理接近,尚且沒毒,何況人呢?

提問11:轉基因食品為什麼不進行人體試驗?為什麼要用小白鼠試驗代替人體試驗?為什麼不像藥品那樣進行人體臨床試驗?

答:轉基因食品比傳統食品只是多了1個基因,1個蛋白質,分別被酶分解為核苷酸和胺基酸了,核苷酸又進一步被分解為核糖、磷酸、嘧啶、嘌呤了,這些都是人體需要的營養成分,都是對人體無害的,所以不需要做人體試驗。其實轉基因糧食作物已經種植20多年了,人類也吃了20多年了,安然無恙。轉基因與藥品完全不是一回事。大多數藥品分子不是人體營養成分,不知道它在人體內會發生怎樣的變化,所以藥品需要進行人體試驗。

為什麼要用小白鼠試驗代替人體試驗呢?因為人是哺乳動物,所有哺乳動物的生理機能都是近似的,做哺乳動物試驗完全可以代替人體試驗。用作試驗的哺乳動物包括猩猩、猴子、狗、豬、羊、兔子等等,但是最常用的是小白鼠,用小白鼠作為試驗動物已有100年歷史了。小白鼠壽命只有兩三年,出試驗結果快,其結果相當於七八十年人體試驗的結果。更重要的是可以讓小白鼠連續20代近親繁殖,產生基因型趨同的群體,那麼免疫力、內分泌系統、神經系統等等各種生理機能都趨同,做試驗,個體之間就沒有差異,這樣的試驗才準確。人與人之間,基因型都不一致,生理機能都有差異,那麼就會一個人一個試驗結果,這樣的試驗就不準確。為了確保試驗結果準確,還要把小白鼠殺死,解剖分析每一個器官。當你知道小白鼠試驗是這樣做的,你還反對小白鼠試驗而堅持做人體試驗嗎?

提問12:轉基因食品具有潛在風險嗎?

答:這需要說文解字。「潛在」這個詞的含義是「存在於事物內部,尚未發現,將來可能表現,也可能一直不表現」,所以哲學上把「潛在」當做「可能性」。「風險」的含義是「正常發展的事物也有可能出現災難」。「風險」不是「危險」,「危險」的含義是「非正常發展的事物很可能出現災難」。比如開車:尊章駕駛也可能發生車禍,這是「風險」;違章駕駛很可能發生車禍,這是「危險」。「危險」是較大的可能性;「風險」是較小的可能性。

「潛在」是可能性,「風險」是可能性,「潛在風險」就是可能性的可能性,這是很小很小的概率,幾乎不可能發生,只是一種擔心。

擔心的潛在風險是什麼呢?

一是轉基因作物的花粉漂移到同物種作物的花朵上,讓同物種作物的後代也成了轉基因植物。事實上,轉基因作物是大面積連片種植的,不是小面積插花種植的,因此在轉基因作物區域內不存在花粉漂移現象。在轉基因區域與非轉基因區域之間,都有相當寬的隔離帶,隔離帶的寬度一定超過轉基因花粉所能漂移的距離,如果隔離帶內種植農作物,那一定是別的作物,不會接受轉基因作物的花粉。

二是昆蟲產生抗性。這種擔心是必要的,因為昆蟲遲早會產生抗性的。既然昆蟲對殺蟲劑會產生抗性,那麼也會對殺蟲的轉基因蛋白產生抗性,但是一般在幾十代以後才會產生抗性。昆蟲的抗性源於昆蟲的基因突變,但是這類突變基因,多數情況下是隱性基因,往往被顯性基因掩蓋,而顯性基因不抗轉基因蛋白,那麼隱性基因就不能表達抗性;只有當隱性基因不被掩蓋,抗性才能表達,而隱性基因不被掩蓋的概率是很低的。概括起來說,昆蟲的抗性不那麼容易產生。即使產生了,也不要緊,再換一種抗蟲基因就是了。猶如昆蟲對一種農藥產生了抗性,再換另一種農藥一樣。

提問13:很多人說轉基因是安全的,怎樣證明是安全的呢?

答:生物體內的基因,唯一的功能就是產生蛋白質。轉入一個新的基因,產生一個新的蛋白質。基因的分子結構,蛋白質的分子結構,都清清楚楚,有害無害一目了然。儘管無害,也要檢測和試驗它的「預期變化」與「非預期變化」。檢測和試驗,由各國政府職能部門負責。

「預期變化」就是預料中的變化,就是那個新的蛋白質產生多少,有害無害。「預期變化」往往是無害的。

「非預期變化」就是預料之外的變化,除了那個新的蛋白質,還有沒有別的分子產生,原有的各種分子是增加了還是減少了。「非預期變化」往往是沒什麼變化。

檢測在短時間內就可做完,試驗則需要一段時間,一般為小白鼠試驗,有為期3個月的,6個月的,9個月的,1年的,2年的。試驗證明是安全的,政府就頒發安全證書。凡是頒發安全證書的,都是安全的。凡是政府批准推廣種植的,凡是政府批准進口的,都是安全的。

轉基因產生的蛋白質絕對不會像謠言傳播的那樣致癌、影響生育、影響子孫後代,等等。唯一的可能是讓人過敏。食品中的過敏原大多是蛋白質,有人不能吃麵粉,有人不能吃小米,等等,都是因為對麵粉中、小米中某種蛋白質過敏。然而,醫學已經弄清楚了各種致人過敏的蛋白質,而轉基因產生的蛋白質都不是致人過敏的蛋白質。

提問14:小番茄、紫薯、彩色玉米都是轉基因嗎?

答:都不是。許多人以為凡是反常的都是轉基因,於是就把轉基因當個框,凡是不明就裡的都往這個框裡裝。現逐個解釋如下:

小番茄。因為比正常番茄小,又比喻為草莓番茄、櫻桃番茄,或擬人化地稱為聖女果。番茄是世界上種植面積最大、生產量最大的蔬菜。幾百年來,在人工馴化、選育過程中,為了追求產量,就一代一代選育體形大的番茄。當番茄極大豐富以後,人們又追求多樣化,於是就選育外觀好看、生食方便的小番茄。小番茄更接近野生番茄。今天在南美洲的番茄起源地,仍有野生的小番茄。從野生的小番茄到栽培的小番茄,5個基因發生了突變,再到大番茄,13個基因發生了突變。可見,番茄的大小是多個基因決定的,不是1個基因決定的,而轉基因一般只轉入1個基因,所以小番茄之「小」不是轉基因所致。

黃番茄。番茄一般是紅色的,那是因為富含「番茄紅素」。可是無論大番茄還是小番茄,都有黃色的,那是因為所含「番茄紅素」少了一些,所含黃色的胡蘿蔔素多了一些,都是由相應的原有基因決定的,與轉基因無關。

紫薯。紅薯薯肉的顏色,主要由所含胡蘿蔔素、類胡蘿蔔素、花青素的量來決定。含得少就顏色淺,含得多就顏色深。紫薯之所以紫,是因為花青素含量高。花青素是抗氧化物,有益於健康,其合成過程分為好幾個步驟,由多個酶分別催化完成,而酶是基因產生的,那麼花青素就是由多個基因決定的。通過雜交育種,讓這些基因優化組合,一代一代定向選育,就選育出了花青素含量高的紫薯。這是常規育種,不是轉基因育種,轉基因轉不了這麼多基因。

彩色玉米。玉米的顏色也是由所含胡蘿蔔素、類胡蘿蔔素、花青素決定的,它們各由多個基因決定、多個步驟合成。各色玉米都是一代一代通過雜交讓基因優化組合,然後定向選育出來的,都不是轉基因。白玉米所含胡蘿蔔素、類胡蘿蔔素、花青素微乎其微。黃玉米胡蘿蔔素含量高。紅玉米類胡蘿蔔素含量高。紫玉米花青素含量高。黑玉米花青素含量最高。玉米是異花授粉,玉米穗子頂端的每一根絲,都可以接受異株的一粒花粉,然後結一粒種子。如果把白玉米、黃玉米、紅玉米、紫玉米、黑玉米混種在一起,它們必然互相授粉,那麼穗子上的玉米粒就是各種顏色的,琳琅滿目,煞是好看。如果想讓哪個顏色的玉米籽粒多一些,那麼就讓哪個顏色的玉米種植比例大一些。

甜玉米。普通玉米光合作用產生的葡萄糖基本上轉化為澱粉了,而定向選育的甜玉米,光合作用產生的葡萄糖有1/4沒轉化為澱粉,所以是甜的。不過收穫要早一點,等長老了,甜度就下降了。

糯玉米。普通玉米樹枝狀的支鏈澱粉佔70%,棍子狀的直鏈澱粉佔30%。通過定向選育的糯玉米, 98%的澱粉是樹枝狀的支鏈澱粉。做個比喻:一堆樹枝相互糾纏難以分離,這好比糯玉米之糯;樹枝摻雜一些棍子堆在一起,就不那麼糾纏難分,這好比普通玉米之不糯。

其他特色農產品還有:黑芝麻、黑花生、黑小麥、黑米;黃色的彩椒;細長勻稱的胡蘿蔔;小黃瓜、小西瓜、小南瓜。這些都是定向雜交選育的,都不是轉基因。

提問15:是不是美國人不吃轉基因,生產出來賣給中國人?

答:很多人相信這個說法,因為這些人只知道我國每年從美國進口幾千萬噸轉基因大豆,所以就以為「美國人不吃轉基因,生產出來賣給中國人」。這些人不知道其他數據,那就讓數據說話吧。

據美國農業部數據:美國2015年大豆總產量1億噸出頭,其中轉基因大豆種植面積佔92 %,非轉基因大豆種植面積佔8%,即使非轉基因與轉基因單產相同,非轉基因大豆也只有800萬噸,而美國國內年消費大豆5500萬噸,那麼美國人每年至少吃了4700萬噸轉基因大豆。

美國的轉基因玉米和非轉基因玉米是按9︰1的比例混種的,這樣可以延遲並削弱玉米螟對轉基因的抗性。其科學原理是:轉基因玉米植株上的玉米螟會對轉基因產生抗性,抗性基因是隱性的;非轉基因玉米植株上的玉米螟不會對轉基因產生抗性,基因是顯性的;混種,就是為了讓兩類玉米螟交配,讓顯性基因掩蓋隱性基因,讓抗性不那麼容易產生。因為是混種,所以只能混收,那麼美國就沒有單純的非轉基因玉米。只要美國人吃玉米,吃的一定是轉基因玉米。美國食品和食品工業每年需要玉米4600萬噸,這些都是轉基因的。

提問16:轉基因那麼好,為什麼科學界還存在爭論?

答:社會上確實很多人在說:「轉基因是科學之爭,公說公有理,婆說婆有理,誰也說服不了誰。作為消費者,寧可信其有,不可信其無。」這種說法是不對的,這需要從三個方面加以解釋。

第一,轉基因之爭不是科學之爭,科學界對轉基因從來就沒有爭論。為什麼這樣說呢?因為科學之爭就是科學家之爭,科學家之爭就是論文之爭。關於轉基因論文,有學者統計,在世界著名的「科學引文索引」中,肯定轉基因安全的論文,有9300篇,佔99.7%,否定轉基因安全的論文只有32篇,佔0.3%,而這32篇論文所依據的實驗,都是錯誤的實驗,都被學術界徹底否定了,有些論文的作者也承認實驗做錯了。這說明在轉基因科學研究領域沒有爭論。

第二,個別科學家反對轉基因,那不能代表科學之爭。比如法國裡昂大學教授塞拉利尼,他做的轉基因玉米飼餵大白鼠導致腫瘤的實驗,是被法國、歐盟以及全世界科學界一致否定的。一個具有常識的公眾,都會認為這不能代表科學之爭,只能代表科學界一致支持轉基因。

第三,轉基因之爭是極端環保主義與科學之爭。

環保主義產生於1962年。那一年,美國科普女作家蕾切爾·卡遜出版了暢銷世界的書《寂靜的春天》。書中虛構了一個鳥語花香的小鎮,忽然有一年春天,蟲不再鳴,鳥不再叫,小鎮一片寂靜。原來,化學農藥的汙染,毒死了蟲,毒死了鳥。這本書雖然虛構了「春天的寂靜」,但是真實地揭露了化學農藥對環境的破壞。於是,世界性的環保運動和環保主義蓬勃興起。

環保主義者的一些群體後來走向了極端,成為極端環保主義者。

極端環保主義的一個特徵就是「自然崇拜」,只要原生態,不要經濟發展。他們反對建設核電站,認為核電站可能會洩露;反對建設水電站,認為水電站改變了自然水系;反對化肥、農藥、雜交品種,認為化肥、農藥、雜交品種改變了農業的自然生態。其實農業自從1萬年前誕生以來就是人工生態,只有農業誕生以前的採集業才是自然生態。

極端環保主義比環保主義更容易被公眾接受,因為公眾往往以為越極端越環保。

上個世紀八十年代,正當極端環保主義發展到高潮時,轉基因出現了。極端環保主義者認為轉基因改變了自然的基因型,從根子上改變了自然,於是作為頭號目標極力反對。既然反對,那就不擇手段;既然不擇手段,那就不惜造謠;既然不惜造謠,那就把轉基因妖魔化。

秉承極端環保主義的跨國非政府組織在2002年進入中國,把極端環保主義帶進中國,在中國掀起了一波又一波的反對轉基因的浪潮。而在2002年以前,中國幾乎沒有人反對轉基因,所以轉基因抗蟲棉才得以迅速推廣。

如今,中國的極端環保主義思潮仍在蔓延,一些人主動接受,一些人受其影響而不自知。讓公眾認識到轉基因之爭不是科學之爭,而是極端環保主義與科學之爭,那麼支持轉基因的人就會越來越多。

謝謝大家,提問就到這裡吧。12點半了,圖書館工作人員該下班了,大家也該吃午飯了。

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    (請點擊右上角「關注」以免錯過好文章)轉基因食品到底有沒有害,這個問題已經爭論很久了,當然很多參與爭論的可能目的不是學術,而是經濟利益,比如好像有反轉基因人士在推廣非轉基因食品,當然這也無可厚非,為人民服務嘛,至於推廣非轉基因米麵油都還可以理解,不過後來好像又要推廣所謂的
  • 轉基因SCoAL是個啥?你也被釣魚了嗎?
    於是趕緊去問度娘,百度「雪萊遺傳學通訊」發現所有的搜索結果都只有一個出處,即這篇流傳甚廣的《觸目驚心:中國平民體內發現美國轉基因的SCOAL基因》,其他再無任何學術文章與該《通訊》有關。    稍有點外國文學常識的人都會知道,雪萊是一位英國著名詩人,他最耳熟能詳的詩句就是「如果冬天來了,春天還會遠嗎?」
  • 被「妖魔」的轉基因|為什麼要研究轉基因?
    【編者按】自從1983年第一株轉基因植物問世以來,轉基因技術的前行就伴隨著巨大的爭議。如今已有數十種乃至上百種轉基因植物在世界各地的實驗室中誕生,涉及作物種類包括木瓜、大豆、玉米、茄子等。然而在全球範圍內,公眾對轉基因技術的概念認識卻廣泛受到陰謀論和政治群體的影響。
  • 轉基因真相是什麼?這場農業生物技術科普大賽幫你釋疑
    近年來轉基因食品被頻頻提及,作為一種現代農業生物技術,有人覺得轉基因更有利於農業發展,也有人提出質疑,認為其不安全不能食用。轉基因究竟安不安全?吃了轉基因食品會有什麼影響?大賽圍繞轉基因常識展開,參賽者是平均60歲的老年人。看看這場農業科普大賽,希望打消一些疑慮。「種出新世界——農業生物技術科普大賽」總決賽。吃了轉基因食品會怎樣?「DNA進入人體後會發生什麼變化?」
  • 轉基因食品到底安全麼?
    時至今日,關於轉基因食品的話題已經火熱的不能再火熱了,那麼轉基因食品到底安全麼?作為一名作物育種工作者,我今天就為大家講一講到底轉基因是怎麼一回事!首先,說起轉基因,大眾都是害怕的,為什麼害怕?幾-舉個例子,你小時候害怕黑夜麼?
  • 聖女果、紫薯不是轉基因!記者權威求證:市面上到底有哪些轉基因農...
    自打父母加入朋友圈以來,每天都會被他們轉發的各種文章刷屏:勵志帖、養生之道、健康常識等,其中也不乏一些「毒雞湯」和假新聞。  比如那些年我們耳熟能詳,又細思極恐的轉基因謠言。尤其是大豆,目前國內沒有轉基因大豆種植,但近年來進口量增加,去年進口量大約在8000多萬噸,絕大部分是轉基因品種,市場上的大豆油大部分是用進口的轉基因大豆加工提煉的。  姜雪忠說,為了保護消費者的知情權和選擇權,我國對轉基因農產品制訂了嚴格的標識管理制度。
  • 轉基因食品有哪些優點和缺點?
    轉基因食品有哪些優點和缺點的人,大多數是為了聽缺點。 優點是中國農業部美國歐盟拍胸脯的承諾轉基因無害,134個諾獎得主聯名表態支持轉基因,轉基因商業化這麼多年沒見過吃出事的,安全性有保障;轉基因之所以叫轉基因是因為轉入了人類期待的優良基因,有的能提高營養,有的能讓動植物抗蟲抗病耐惡劣環境,有的能延長食品保存期限balabala,反正沒人閒著沒事拿科研經費轉沒卵用的基因。
  • 闢謠:「黑龍江出現吃了轉基因大豆的變異老鼠?」
    以下為熱心網友家庭群對該視頻的解釋。謠言內容:這是黑龍江853農場發現的三十多斤的大老鼠,四條狗才把它制服,經查是吃了轉基因大豆和玉米的原因,太可怕了!天吶,嚇死寶寶了,萬一寶寶吃了轉基因豆油,變成超級賽亞人怎麼辦啊!
  • 中國人體內真的出現轉基因作物基因嗎?「食品有意思」
    關於轉基因闢謠的文章我們已經做過很多期了,之所以今天要專門說一下這篇文章,是因為雖然這篇文章的作者未署名,但從字裡行間都可以看出,其具有相當於生化相關專業本科的知識儲備,並且善用邏輯陷阱。說白了,這是一篇生化專業人員炮製出來,忽悠缺乏相關知識和邏輯不清的讀者,嘲諷盲目「反轉基因」人士的釣魚文。
  • 美國矽谷公司用轉基因細菌生產石油
    矽谷LS9公司的高級主管格雷格·帕爾說,通過給轉基因的細菌「餵食」農業廢料,如刨花或麥稈,可以讓這些細菌奇蹟般分泌出石油。矽谷LS9公司以及附近的另外幾家公司放棄軟體和網絡化等傳統高科技研發工作,轉而研究生產一種叫做「石油2.0」的產品,能夠與石油互換。這種新型燃料不僅可以再生,而且負碳排放,即該燃料的碳排放量少於其原材料從空氣中吸入的碳量。
  • 高考化學‖生活中處處化學‖高三必備常識
    化學來源於生活,生活中也處處可見化學的蹤影,不知道高三的學生也沒有發現,做過很多化學題,很多和我們的生活有關,那就一起來說一說生活中的化學吧!買了一件新衣服,裡面有一袋乾燥劑,不好,不小心掉出來了,是透明的玻璃小球,熟不熟悉,它是什麼?
  • 背景資料:我們身邊的轉基因食品
    除批准了轉基因棉花的種植外,進口的轉基因大豆、轉基因玉米、轉基因油菜用途僅限於加工原料。  需要指出的是,我國法律規定,進口用做加工原料的農業轉基因生物,不得改變用途,即不得在國內種植。我國至今沒有批准任何一種轉基因糧食作物種子進口到中國境內種植。所以,一些人們擔心可能會在市場上買到用轉基因大豆做的豆製品,以及鮮食的轉基因玉米,都是沒必要的。
  • 被「妖魔」的轉基因|什麼是轉基因作物?能靠外觀判斷嗎?
    【編者按】自從1983年第一株轉基因植物問世以來,轉基因技術的前行就伴隨著巨大的爭議。如今已有數十種乃至上百種轉基因植物在世界各地的實驗室中誕生,涉及作物種類包括木瓜、大豆、玉米、茄子等。然而在全球範圍內,公眾對轉基因技術的概念認識卻廣泛受到陰謀論和政治群體的影響。與所有技術一樣,轉基因技術在應用時需要嚴格的論證和政府的監管。儘管各國政府的監管方式有所不同,對轉基因的科學理解卻早已達成共識。澎湃新聞整理了國內相關學者的科普演講,為公眾簡述轉基因是什麼、研究的必要性,並對轉基因常見誤解進行解答。本篇為該系列的第1篇。
  • 專訪比利時植物轉基因科學家範·蒙塔古:科學家應該有解釋、傳播...
    但實際上,範·蒙塔古是著名的植物分子生物學家、比利時根特大學科學系榮譽退休教授、植物生物科技國際倡議(IPBO)的發起人和主席,是植物轉基因技術的主要創始人之一。他對植物轉基因的研究和思路被寫入了高中教材,至今仍是植物轉基因的主要手段。
  • 崔永元調查轉基因食品 細說轉基因食品的危害
    先是崔永元方舟子就轉基因食品能不能吃在微博上展開辯論,之後是崔永元央視辭職、崔永元自費拍片調查轉基因食品。對於大家關心的問題,日前從美國歸來的崔永元舉行了媒體說明會作出詳細的解釋。     究竟崔永元自費拍片調查轉基因是怎麼進行的呢?崔永元邀請美國的採訪團隊,採訪了各類人,包括專家、普通的市民,還有一些民間組織,大約50人,去了洛杉磯、芝加哥、西雅圖。
  • 剖析國際十大「轉基因安全事例」
    《Nature》雜誌於2002年4月11日刊文,批評該論文結論是「對不可靠實驗結果的錯誤解釋」,並在同期申明「該文所提供的證據不足以發表」。5.中國Bt抗蟲棉事件。2003年6月3日,南京環境科學研究所與綠色和平組織在北京召開會議,發布「轉Bt基因抗蟲棉環境影響研究綜合報告」,隨後被很多媒體轉載刊發,引發國際爭論,成為國際上爭論轉基因抗蟲棉安全性的重大事件之一。國際上的評論是:文章沒有經過同行評審,沒有說明研究方法,沒有生物學統計數據,違反生物學的一般常識,只是按作者的個人意願斷章取義。