自然雜誌：“轉基因農作物孕育了超級雜草嗎？是的。” 裏麵講到GMO使得農藥越用越多的道理

很高興自然雜誌的這一期有了中文版。這是為轉基因作物誕生30周年而做的。裏麵談到抗農藥GMO開始會使得農藥使用降低6.1%，幾年後抗藥越來越厲害，最後農藥應用成倍增加。 “科學”雜誌也有相似的文章。就是要找。。。

自然雜誌：“轉基因農作物孕育了超級雜草嗎？是的。” 裏麵講到GMO使得農藥越用越多的道理
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Nature：轉基因作物的真實麵目

來源：lifeomics / 作者：YORK / 2013-07-01
/ 9230 / /

Nature：轉基因作物的真實麵目

近年來，有關轉基因農作物掀起了一連串的誇大宣傳和炒作，也引起了不斷的討論和質疑。所以本期《自然》（Nature）雜誌特別推出了這個專題，希望能夠去偽存真，幫助讀者認清轉基因農作物的真實麵目。

科學家們大約在三十年以前就首次成功地將外源基因轉入到植物當中。從那以後，轉基因農作物（genetically modified crop）就給人們帶來了掀起第二次綠色革命的新希望，大家希望轉基因農作物能夠極大地提高糧食的產量，為我們提供大量的能源和纖維，解決全球的糧食危機，提高農民的收入，同時減少環境汙染，創造出一個更加綠色的世界。從很多角度來看，這場綠色革命的確已經到來了。目前全球至少有 28 個國家在種植轉基因農作物，這些擁有特殊（更有價值）性狀的轉基因作物的種植麵積已經超過了 1.7 億公頃。

可是從另外一些角度來看，轉基因農作物又是失敗的。目前在轉基因農作物市場中比較成功的隻有少數幾種攜帶了抗蟲基因（insect-resistant）和抗除草劑基因（herbicide-tolerant）的產品。所以大家對於轉基因農作物對環境是否帶來了有益的改變還存在著爭議，同時很多人也對轉基因農作物的食品安全問題表示擔憂。不過因為政治的原因或者是立場的原因，在針對轉基因農作物的口水戰中，不論是支持者還是反對者，雙方都有意無意地忽視了事實的真相。

本期《自然》雜誌將為讀者揭開迷霧重重的中間地帶。雜誌刊登的一則新聞特寫重點介紹與飽受爭議的轉基因農作物效用有關的試驗證據。英國國際發展部（UK Department for International Development）的首席科學谘詢官 Christopher Whitty 等人認為，發達國家對轉基因農作物持有的負麵態度損害了轉基因農作物在發展中國家的發展潛力。而且這種負麵的情緒也耽誤了第一種轉基因食用動物——一種生長速度較快的大馬哈魚（salmon）的上市批準進程。

不過新一代的轉基因農作物可能也會“因禍得福”，比如位於中國北京的中國農業大學資源環境與食品安全中心（Center for Resources, Environment and Food Security at China Agricultural University in Beijing）的主任張福鎖（Fusuo Zhang）就認為，目前在全球轉基因農作物種植麵積排名第六的中國未來有可能成為轉基因農業的熱土。

本期《自然》雜誌還刊登了一篇綜述，重點回顧了植物膜轉運子（membrane transporters）方麵的研究工作，這些工作有可能使農作物獲得新的特性，比如耐應激性狀（stress resistance）或者提高植物的營養素含量等。另外一篇新聞特寫則重點介紹了與新一代轉基因農作物相關的遺傳工程學新技術。雖然這場有關轉基因農作物的論戰還遠沒有結束，但是我們希望開展一場科學的、理性的討論，隻有這樣才有助於轉基因技術的健康發展。

Nature：轉基因作物的真實麵目

Nature：轉基因作物的真實麵目

1、轉基因農作物三大關鍵問題之思辨

Nature：轉基因作物的真實麵目

轉基因農作物孕育了超級雜草嗎？我們種植轉基因農作物是自尋死路嗎？轉基因農作物裏攜帶的外源基因會偷偷摸摸地跑到其它天然植物裏嗎？下麵讓我們一起來認識轉基因農作物的真相、謬誤和不為人知的秘密。

在有關轉基因農作物和轉基因食品的爭論當中，我們其實很難看到科學的證據，滿耳充斥的全都是武斷的結論和毫無根據的猜測。轉基因農作物商業化至今已經將近 20 年了，公眾對轉基因農作物技術的認識也有了極大的提高。支持者們會這麽說，轉基因農作物極大地提高了農作物的產量（價值超過了980億美元），減少的殺蟲劑用量達到了 4.73 億公斤。不過批評者也對轉基因農作物對環境、社會和經濟的影響作用提出了質疑。

科研人員、農民、社會活動家和轉基因農作物開發公司各持己見，但是有關的科研數據卻往往又得不出一個確定的結論，有時還會自相矛盾。我們知道，激烈的爭論隻會讓複雜的真相更加難以捉摸。荷蘭瓦赫寧根大學和研究中心（Wageningen University and Research Centre in the Netherlands）的農業社會經濟學家 Dominic Glover 就表示，大家吵了這麽久，還是一點進展都沒有，這真是讓人絕望。雙方各說各的理，誰也沒有聽對方在說什麽。

《自然》雜誌將就以下這三個比較集中的問題進行討論，這三個問題分別是：轉基因農作物促進了耐除草劑超級雜草的誕生嗎？是轉基因農作物讓印度的農民自殺的嗎？轉基因農作物裏攜帶的外源基因會傳播到其它天然植物當中嗎？通過針對上述三個問題的討論，我們將發現責任是如何被轉移的，謠言是如何傳播的，對文化差異的漠視又是如何進一步激化矛盾的。

轉基因農作物孕育了超級雜草嗎？是的

Jay Holder 是美國喬治亞州 Ashburn（Ashburn, Georgia）的一名農業顧問，他大約在 5 年前第一次在一位客戶種植轉基因棉花的地裏注意到了長芒莧（Palmeramaranth，學名 Amaranthuspalmeri）。長芒莧是一種讓美國東南部地區的農民非常頭疼的植物，因為這種植物會與地裏的棉花爭奪營養、光照和水分，而且很快就會取得優勢，占領整塊棉花地。

鑒於此，美國農民在上世紀 90 年代末開始廣泛種植一種由美國密蘇裏州聖路易斯的孟山都公司（Monsantoin St Louis, Missouri）生產的耐草甘磷（glyphosate）除草劑的轉基因棉花—— Roundup 。農民最開始種植這種 Roundup 轉基因棉花作物時，配合使用草甘磷除草劑取得了非常好的效果，可是後來問題就出現了。2004年，人們在美國喬治亞州某一個縣的農田裏首次發現了一種耐除草劑的莧屬植物（amaranth），到了2011年，這種耐除草劑的雜草已經擴散到了76個縣。Holder 注意到有一些農民就因為這種耐除草劑的雜草，已經失去了一半的棉花地。

有一部分科學家，以及反對轉基因農作物的人士警告說，由於種植了耐除草劑的轉基因農作物，所以農民開始肆無忌憚地大肆噴灑除草劑，這促使自然界中的雜草也進化出了耐除草劑特性。自 1996 年開始種植耐草甘磷的轉基因農作物以來，已經發現了24種耐草甘磷的雜草。不過不論農民是否種植轉基因農作物，除草劑耐藥性始終都是他們必須麵對的一個問題。比如至少已經有64種雜草進化出了耐除草劑莠去津（atrazine）的特性，可是現在還沒有耐莠去津的轉基因農作物出現。

耐草甘膦雜草的出現其實也可以看作是他們自己成功的受害者。農民們曆來都會使用多種除草劑，因為這樣會有助於減少雜草產生耐除草劑抗性的機率。農民們還會用犁地和翻耕等方式去除雜草，通過這些物理方式可以破壞表層土壤，釋放二氧化碳，而且這種方法絕對不會讓雜草產生“耐藥性”。耐草甘膦轉基因農作物的出現讓農民放棄了上述傳統的方法，開始大規模使用草甘膦除草劑，因為草甘膦比其它大多數除草劑的毒性都要低，而且效果也不錯，不需要辛苦犁地就可以消滅大部分的雜草。就這樣，農民們開始年複一年地重複種植這些轉基因農作物，再也不會像以前那樣進行輪種，也不再使用其它種類的除草劑了。

這一狀況的出現也要歸咎於孟山都公司，因為他們宣稱隻要正確地使用草甘膦除草劑，就不會讓自然界裏的雜草產生耐藥性。直到 2004 年，孟山都公司還在大肆宣傳一篇曆時多年時間完成的研究論文，該文章指出，輪種和使用其它除草劑無助於防止雜草產生耐藥性。目前在孟山都公司雜草項目部擔任技術負責人一職的 RickCole 當時在一份行業內刊物上刊登的廣告裏這樣寫道：“如果按照孟山都公司推薦的劑量來使用草甘膦除草劑，是可以有效地清除雜草的，而且我們都知道，死掉的雜草是不可能產生耐藥性的。”這篇研究論文於2007年進行了發表，之後招致了科研人員的廣泛批評，因為試驗設計的樣本量很小，所以不論采取什麽措施，雜草都很難產生耐藥性。

據總部位於美國奧勒岡州科瓦利斯市的國際耐除草劑雜草調查組織（International Survey of Herbicide Resistant Weeds, based in Corvallis, Oregon）的負責人 Ian Heap 介紹，現在世界上已經有18個國家發現了耐草甘膦除草劑的雜草，其中受害最嚴重的國家是巴西、澳大利亞、阿根廷和巴拉圭。孟山都公司現在對草甘膦除草劑的態度也發生了改變，他們開始鼓勵農民使用多種除草劑，也鼓勵采用犁地的方式去除雜草。不過孟山都公司並沒有承認是他們導致的問題。Cole 向《自然》雜誌的記者介紹說：“由於對轉基因農作物充滿了信心，再加上因為經濟的原因沒有使用多種除草劑，所以才導致了今天的問題。”不過反過頭來看，耐除草劑的轉基因農作物也不是一無是處的，至少它們對環境的危害就要比工業化種植的傳統農作物小得多。PGEconomics 公司這家位於英國多切斯特市（Dorchester, UK）的谘詢公司就接受轉基因技術公司的資助進行過一次調查，他們發現在 1996 至 2011 年間，全球因為種植耐除草劑的轉基因棉花作物，除草劑的使用量總共減少了 1550 萬公斤，與種植傳統棉花作物需要使用的除草劑劑量相比減少了 6.1%。而且據 PGEconomics 公司的副經理，同時也是這項研究項目負責人之一的 Graham Brookes 介紹，轉基因技術讓環境影響指數（environmental impact quotient）提高了 8.9%，這項環境影響指數裏就包含了殺蟲劑對野生生物的毒性作用等因素。很多科學家都認為這項研究是轉基因技術領域裏投資最大，也是最權威的環境影響研究工作之一。

不過這些影響作用能夠持續多長時間呢？到目前為止，農民還在用加大草甘膦除草劑用量的辦法對付耐藥的雜草，當然同時也會采取犁地和使用其它除草劑的措施。由美國賓夕法尼亞大學（Pennsylvania State University in University Park）的植物生態學家 David Mortensen 開展的一項研究顯示，他們估計到 2025 年時，美國每公頃耕地上的除草劑用量將會由目前的 1.5 公斤上升到 3.5 公斤，這還隻是因為種植轉基因農作物而帶來的直接後果。為了給農民們多一種控製雜草的選擇，孟山都公司和其他一些生物技術公司，比如位於美國印第安納州印第安納波利斯的 Dow Agro Sciences 公司（Dow Agro Sciences, based in Indianapolis, Indiana）正在開發新的耐除草劑轉基因農作物，這是可以耐其它除草劑的轉基因農作物，預計會在幾年之內上市。

不過 Mortensen 認為這些新的技術最終也會失效。可是以色列雷霍沃特魏茨曼科學研究所（Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel）的雜草專家 Jonathan Gressel 認為，完全不使用除草劑也不太現實。使用化學藥物去除雜草還是要比犁地等方法管用得多，而且效率更高，對環境的危害也更小。 Gressel 表示，如果農民們采用更加可持續的耕種方式，同時也混合使用多種除草劑，那麽問題就會少得多。

Nature：轉基因作物的真實麵目

是轉基因棉花讓印度的農民自殺的嗎？不是

今年 3 月，印度的環保活動家，女權主義者 Vandana Shiva 在接受采訪時不斷提到這樣一個值得警惕的統計數字，自從孟山都公司進入印度的種子市場之後，已經有 27 萬印度農民自殺了。“這簡直就是一場種族滅絕行動。”Shiva 憤怒的說道。

自從孟山都公司從 2002 年開始在印度市場銷售轉基因農作物的種子以來，就不斷有這種傳言傳出，不過印度的總體自殺率從上世紀末開始就已經出現了逐步增加的趨勢。

攜帶了一種蘇芸金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt ）基因的 Bt 轉基因棉花具有抗蟲特性，不過這種轉基因農作物在最開始進入印度市場時可是飽受了挫折。因為這種農作物種子的價格是其它雜交品種種子價格的 5 倍，所以有一些經銷商就“以次充好”，將普通的種子和這種轉基因種子混合之後進行銷售。由於這些假種子的出現，再加上廠家沒有及時宣傳轉基因種子的正確用法，所以不論是在種植上還是在最終的收益上都沒能展示出應有的表現。這些農民往往因為印度銀行嚴格的信用係統貸不到款，所以不得不找當地的民間資本（高利貸）借錢購買種子，這無疑就給他們增加了沉重的經濟負擔。

不過 Glover 認為，不能因為這個就說是 Bt 轉基因農作物增加了印度農民的自殺率。雖然財務壓力是促使印度農民自殺的因素之一，但是印度農民的自殺率在 Bt 轉基因棉花進入印度之後和之前並沒有本質上的差別。

美國華盛頓特區的國際糧食政策研究所（International Food Policy Research Institute in Washington DC）的科研人員也搜集了有關 Bt 轉基因棉花和印度自殺率的政府統計數據、學術論文和媒體報道，對此課題進行了研究。他們於 2008 年發表了此次研究的成果，並且於 2011 年更新了數據。他們發現，印度每年的自殺人數從 1997 年時的不到 10 萬增加到了 2007 年時的 12 萬多，但是同期印度農民的自殺人數卻一直徘徊在每年 2 萬左右。不過據德國哥廷根大學（Georg August University in G?ttingen, Germany）的農業經濟學家 Matin Qaim （近十年來他一直在研究轉基因棉花對印度的社會和經濟帶來的影響作用）介紹，在度過了最開始的艱難期之後， Bt 轉基因棉花開始給印度的農民們帶來收益。 Qaim 對印度中部和南部地區的 533 戶 Bt 轉基因棉花種植戶進行了調查，結果發現這些農戶在 2002 年至 2008 年間的棉花產量每英畝增加了 24%，這主要是因為降低了蟲害造成的減產量。這些農戶在此期間的收入也因為增產而增加了 50% 左右。所以現在印度 90% 以上的棉花都是轉基因棉花。

Glenn Stone 是美國華盛頓大學（Washington Universityin St Louis）的一名環境人類學家（environmental anthropologist），他認為現在還沒有確實的證據能夠表明是因為種植了 Bt 轉基因棉花才使棉花增產的。對此， Stone 進行了原始的現場研究（original?eld studies），同時也對印度 Bt 轉基因棉花產量的研究文獻進行了分析，他發現大部分經過同行評議的研究都認為，因為種植 Bt 轉基因棉花而使棉花增產的作用隻局限在一個很短的時間裏，也就是最開始的那幾年。 Stone 認為這裏麵存在一個問題，因為最開始接受轉基因作物的那批農民本身也就是經濟條件比較好，受教育程度較高的，他們土地上的棉花產量原本就要比普通農民高一些。他們種植 Bt 轉基因棉花之後能夠提高產量還有可能是因為他們對這些“金貴的”種子更加上心，耕種更加細致所導致的。可現在的問題是，在印度幾乎找不到種傳統棉花作物的農民了，所以很難進行比對研究。 Qaim 也承認，有很多研究都發現轉基因作物的經濟提升表現隻會在短期內出現，但是在他於 2012 年發表的論文裏已經考慮過這些因素，並且作了對照，還是發現轉基因作物的確具有經濟提升作用。

Glover 認為， Bt 轉基因棉花不會使印度農民的自殺率上升，但是也不是促使棉花產量增加的唯一因素，他指出，簡單地下結論說轉基因技術是好還是不好這都不科學，也不客觀。印度的情況還在發展之中，我們現在還不能下一個定論。

Nature：轉基因作物的真實麵目

墨西哥的轉基因農作物將外源基因傳播到了野生植物中嗎？目前還不清楚

2000年，墨西哥瓦哈卡州（Oaxaca,Mexico）山區的農民想為他們種植的玉米申請有機農作物認證，希望能夠借此增加收入。當時在美國加州大學伯克利分校（University of California, Berkeley）工作的微生物生態學家David Quist 答應為這些農民提供幫助，作為回報， Quist 可以進入瓦哈卡州山區開展科學研究。不過 Quist 對這些農民提供的玉米進行了遺傳學檢測之後驚奇地發現，這些當地出產的玉米裏居然含有一種特別的 DNA 片段，這種 DNA 是孟山都公司為了提高耐草甘膦除草劑轉基因農作物和抗蟲轉基因農作物裏外源基因的表達量而專門設計的。

由於墨西哥並沒有批準轉基因農作物的商業化生產，所以在當地玉米中發現的這些 DNA 片段隻可能是來自從美國進口的轉基因農產品，墨西哥當地的農民可能不清楚這些農產品是轉基因產品，所以就糊裏糊塗地種了下去。當時 Quist 懷疑墨西哥當地的玉米已經與這些轉基因產品發生了雜交，所以獲得了這種外源的 DNA 序列。

瓦哈卡州山區的這一發現被發表在了《自然》雜誌上，結果這一事件引發了一係列的媒體報道和政治事件。很多人都宣稱孟山都公司汙染了墨西哥的玉米，要知道墨西哥可是玉米的故鄉，在當地玉米已經被看作是神聖的象征。後來 Quist 的研究也因為技術上的失誤而備受指責，比如他用來檢測轉基因物質的方法就有問題，他得出的結論，即認為轉基因物質可以碎片化，並且分散到植物的基因組當中的觀點也有問題。後來《自然》雜誌撤銷了對 Quist 論文的支持意見，甚至還差一點撤銷了 Quist 的論文。《自然》雜誌在 2002 年發表了這篇文章，不過編輯對這篇文章這樣評論道：“文中提交的證據還不足以讓我們發表這篇文章。”

從那以後，幾乎就再也沒有有關轉基因物質進入墨西哥玉米的文章發表過了。這主要是因為相關的研究缺乏科研經費的支持，而且研究的結果也是各種各樣的。比如美國俄亥俄州立大學（Ohio State University in Columbus）的植物生態學家 Allison Snow 就曾經在 2003 至 2004 年間到墨西哥瓦哈卡州山區進行過采樣研究，他一共從125塊田地裏采集了 870 份玉米樣品，可是並沒有在玉米的種子裏發現轉基因遺傳物質。

可是墨西哥國立自治大學（National Autonomous University of Mexico in Mexico City）的分子生態學家 Elena Alvarez-Buylla 與現在就職於美國加州大學伯克利分校的植物分子遺傳學家 Alma Pi?eyro-Nelson 曾經於 2009 年也進行過一次類似的調查，他們也檢出了當年 Quist 檢出的那種轉基因物質。 Quist 曾經在 2001 年對瓦哈卡州山區的 23 個地點進行采樣，最後從 3 份樣品中檢出了那種轉基因物質，後來他又在 2004 年對上述地區重新進行了采樣，結果又從兩份樣品中檢出了那種轉基因物質。 Alvarez-Buylla 等人還進行過另外一次研究，他們對從墨西哥境內 1765 個農戶那裏收集來的玉米種子樣品進行了檢測，結果發現其中有少部分玉米種子裏含有轉基因物質。其他一些在當地社區裏開展的研究也多次發現了轉基因物質，不過這些研究成果極少得到發表。

Snow 和 Alvarez-Buylla 一致認為，取樣方法上的差異有可能導致檢測結果出現偏差。 Snow 就解釋說：“由於我們的采樣地點不一樣，所以他們發現了轉基因物質，可我們就沒有發現。”

關於轉基因物質是否已經汙染墨西哥玉米的這個問題，科學界也持有兩種截然不同的觀點。墨西哥政府也在糾結要不要批準 Bt 轉基因玉米的商業化問題。

Snow 認為，目前看來，轉基因物質汙染墨西哥當地的玉米似乎已經是不可避免的了。有一些證據表明這種汙染已經發生了，但是我們現在很難評價汙染的程度，也無法估計其可能導致的後果。 Alvarez-Buylla 認為，轉基因物質的播散將損害墨西哥玉米的品質，甚至使墨西哥玉米的性狀發生改變，比如讓墨西哥玉米的外形或者口味發生改變，這對於當地的農民可是意義重大的一件大事。如果轉基因物質真的已經汙染了墨西哥玉米，那麽即便是有可能去除這些外來的遺傳物質，那也會是非常困難的一件事。批評人士還懷疑這些積累在墨西哥當地植物基因組中的轉基因性狀最終還會影響植物的適應性，比如轉基因物質有可能會耗盡植物的能量和資源，又或者會破壞植物正常的代謝進程。

Snow 表示，到目前為止，還沒有證據表明轉基因物質汙染造成了不良的影響。她希望如果目前已經商業化使用的轉基因物質汙染了其它植物，也隻會對其它植物的生長造成中性的或者是有利的影響。2003 年， Snow 等人發現，如果將 Bt 轉基因向日葵（Helianthus annuus）和野生向日葵雜交，得到的轉基因子代向日葵還是需要像對待親代向日葵一樣仔細地照料，但是這些子代向日葵會比較耐蟲害，而且和非轉基因向日葵相比，產子量更高。不過據 Snow 介紹，還很少有人開展類似的研究，因為持有這項技術的公司不願意讓科研機構進行這項試驗。

墨西哥的故事還沒有結束，事實上，轉基因物質“泄露”所造成的影響並不僅限於對環境造成的影響。比如墨西哥國際玉米及小麥改良中心遺傳資源項目組（genetic resources programme at the International Maizeand Wheat Improvement Centre in El Batan, Mexico）的主任，農作物專家 Kevin Pixley 就認為，那些對轉基因技術持有異議的科學家漏掉了一個關鍵點，那就是大部分科研人員都不能理解墨西哥人民對玉米持有多麽深厚的感情，墨西哥文化與玉米有多麽深厚的淵源。對於轉基因農作物，不論是支持的一方還是反對的一方，如果都隻關注事件中自己感興趣的那一部分，那就好像盲人摸象一樣，難免會出現問題。轉基因農作物不能夠解決發展中國家或者發達國家麵臨的所有農業問題，正如 Qaim 說的那樣：“轉基因農作物可不是一枚銀子彈（意指解決問題的王牌殺手鐧）。”但是一味地詆毀轉基因技術同樣不能解決問題。事情的真相其實就在中間的某個地方。

2、新的轉基因農作物品種

Nature：轉基因作物的真實麵目

新一波的轉基因農作物正在大踏步地走向市場，而且這些新產品的問世將有望緩解人們對轉基因食物（Franken food）的恐懼和擔憂。

據 Anastasia BoDNAr 介紹，在第一批轉基因農作物開發的時候，他們給大家描繪了一個美好的未來：希望能夠開發出富含超級營養素的農作物，提高全世界的糧食產量，徹底解決全世界的饑餓問題。

可是到目前為止，這項技術還隻是對農業生產有所幫助，比如使農作物具備耐除草劑的特性，或者具備抗蟲特性。這的確可以提高農作物的產量，也可以減少殺蟲劑的使用量。

不過美國威斯康辛州 Biology Fortified 這家非營利轉基因推廣組織的生物技術專家 BoDNAr 認為，絕大部分普通消費者是看不到這些改善的。而且這些改變還有可能成為轉基因技術反對者的把柄。這些反對者認為轉基因技術會進一步鞏固少數幾家生物大公司的特權，給他們帶來高額的利潤，同時這也是科研人員一味改造自然，無視科技危險的例證。

不過幸虧有了新一代的轉基因農作物，隨著這批產品逐漸走向市場，這一切將有望得到改變。這些新一代的轉基因農作物將會解決一係列的新問題：比如不會變色的蘋果和黃金大米，再比如可以改善最貧窮國家人民營養狀況的，富含多種營養素的黃金香蕉（bright-orange banana）等。

使用更先進的、高精度植物基因組編輯遺傳操作技術可以開發出更多的新一代轉基因農作物。使用這種技術可以減少使用外源基因對商用作物進行遺傳改造的需要，這種方法能夠最大限度地減少人們對轉基因作物的批評。當然這也可以打消公眾對轉基因食品的擔憂。不過事情可能也不會這樣發展。不論這些轉基因作物在實驗室裏的表現如何，它們都必須通過昂貴的、細致的農田試驗努力地展現自己的價值，而且還要曆經多重監管的嚴格審查，最終讓充滿疑慮的公眾放心。美國華盛頓大學（University of Washington, Seattle）專門研究新技術相關政治和社會問題的 Philip Bereano 認為，最後這一點將是最難以完成的

一步。 Bereano 指出，大家對轉基因農作物的擔憂涉及到了方方麵麵，從食品安全、用標簽表明轉基因成份到倫理道德問題等無所不包。“人們非常關心自己子女的食品安全問題，這一點是無論如何都不會改變的。” Bereano 這樣說道。

不過大部分從事轉基因作物研究的科研工作者似乎都非常自信地認為，轉基因產品的寒冬已經過去了，而且前途是一片光明的。比如 BoDNAr 就說道：“如果你還在尋找轉基因農作物的黃金時代，別找了，眼下就是。”

第一批轉基因農作物的主要銷售對象是農民，因為這些產品可以使農民的耕種工作變得更容易，而且使農作物的產量更高，增加農民的收入。比如在1996年，美國密蘇裏州聖路易斯的孟山都生物技術公司（Monsanto of St Louis, Missouri）就推出了第一款暢銷的轉基因農作物產品—— Roundup Ready。這是一種轉基因大豆，可以耐 Roundup 這種同樣由孟山都公司出品的草甘膦類除草劑。農民們隻需要使用草甘膦這一種除草劑就可以去除農田裏的大部分雜草，再也不用像以前那樣使用好幾種除草劑了，而且還不會對農作物造成傷害。很快，市場上又陸續出現了其它幾種轉基因農作物產品，比如孟山都公司推出的 Bt 轉基因棉花等，這種轉基因棉花可以生成蘇雲金芽胞杆菌表達的一種毒性蛋白，殺死棉鈴蟲（bollworm），從而減少殺蟲劑的用量。

新一代的轉基因產品還是會把農民當作主要的客戶群。比如位於英國 Harpenden 的 Rothamsted 研究中心（Rothamsted Research in Harpenden, UK）裏的科研人員就正在開發一種新型的轉基因作物，與 Bt 轉基因棉花相比，種植這種作物可以進一步減少殺蟲劑的用量，甚至可以完全不使用殺蟲劑。該技術的關鍵是一種“警報信息素（alarm pheromone）”，有一些野生植物可以表達這種警報信息素，這種信息素可以模擬溫帶最主要的農田害蟲——蚜蟲（aphid）在遭受襲擊時釋放的報警信號。如果小麥攜帶了這種基因，那麽就可以騙過蚜蟲，讓它們以為附近有危險，趕緊逃離小麥。與 Bt 轉基因棉花以及其它一些轉基因作物不同，種植這種轉基因小麥將完全不需要使用殺蟲劑。

據Rothamsted研究中心的首席執行官 Maurice Moloney 介紹，他們開發的這款產品現在正在進行農田試驗。 Moloney 等人開發的這款產品在溫室裏的表現是相當不錯的。如果在農田裏也能表現得同樣優異，他們將對其進行更進一步的優化，進一步增強它的抗蟲特性，使這種產品適於大規模的農業生產。 Moloney 還表示，他們中心還會繼續努力，尋找更多的植物天然保護機製，並且想辦法利用這些天然機製開發出更多的抗蟲農作物產品。比如還有一種揮發性的化學物質可以驅逐毛蟲（caterpillar）和鑽蛀害蟲（stem borer）這一類的害蟲。如果他們也能夠利用這種化學物質，那麽抗蟲轉基因農作物的適用範圍將會進一步的擴大。

滿足部分人的需求

還有很多從事轉基因農作物開發的科研人員專挑大公司忽視的領域下手。比如在瑞士蘇黎世的瑞士聯邦理工學院（Swiss FederalInstitute of Technology in Zurich）裏就有一個由 Herve Vanderschuren 領導的植物生物技術課題小組，他們專攻木薯（Manihot esculenta）這種熱帶灌木類植物，因為在很多發展中國家裏，木薯是當地居民的主要口糧作物。據 Vanderschuren 介紹，他之所以關注這個物種是因為沒什麽人關注木薯的育種和改良問題，這方麵也沒有太大的投資。

Vanderschuren 的課題組選擇了一種天然抗木薯花葉病毒（cassava mosaic virus）的木薯，並對這個品種進行了遺傳學改造，還在其中插入了另外一種抗病基因，使其對木薯褐色線條病毒（cassava brown streak virus）也產生了抗性，這樣得到的轉基因木薯就對兩種主要的病害病毒產生了抗性。天然的抗病毒木薯已經可以滿足當地的需要和市場需求。 Vanderschuren 表示，這種對當地需求的適應性是我們在開展科學研究工作中需要考慮的一個非常重要的部分，而這一點恰恰是被很多隻關注全球市場的大型農業科技企業所忽視的。 Vanderschuren 的團隊已經成功開發出了這種產品，現在正在非洲尋找合作夥伴進行農田試驗，進一步確定這種木薯是否適合在當地種植。

發達國家開展的轉基因作物開發工作則主要集中在如何提高農作物的營養素含量這一方麵。比如最近非常著名的黃金大米就是其中的一個例子，大米是全世界一半人口的主要口糧。黃金大米之所以能夠呈現出金黃色是因為裏麵額外添加了 β 胡蘿卜素（β-carotene），β 胡蘿卜素是維生素A的前體物質，而東亞人習慣的飲食搭配裏往往就比較容易缺乏維生素 A。經過了艱苦的開發工作，也承受了眾多轉基因技術反對者的阻撓，第一代黃金大米最終於 2000 年問世了，現在黃金大米正在菲律賓進行農田試驗（I. Potrykus Nature 466, 561; 2010）。該產品將通過最後一道審批手續，有望於 2014 年上市銷售，到達農民們的手中。

還有很多人也在從事類似的工作，比如位於澳大利亞布裏斯班的昆士蘭大學熱帶農作物及生物群落研究中心（Centre for Tropical Cropsand Biocommodities at Queensland University of Technology in Brisbane, Australia）的主任 James Dale 就正在開發一種抗香蕉巴拿馬病（Panama disease，香蕉巴拿馬病是一種由真菌導致的疾病，能夠使香蕉枯萎，給整個香蕉產業帶來毀滅性的打擊）的香蕉，他們同時還會提高這種香蕉裏β胡蘿卜素和另外一種含鐵營養素的含量。“微量元素缺乏的問題在烏幹達和非洲地區非常普遍，而香蕉又是非洲人民主要的糧食作物，所以我想開發這種轉基因香蕉。” Dale 解釋說。目前這款轉基因作物正在澳大利亞進行農田試驗。

Nature：轉基因作物的真實麵目

雖然在新一代轉基因作物中絕大部分產品還是以農民為主要銷售對象，不過還是有一些產品選擇以食品工業的中間環節為銷售對象。比如位於美國西弗吉尼亞州美國農業研究服務中心阿巴拉契亞水果研究站（US Agricultural Research Service's Appalachian Fruit Research Station in Kearneysville, WestVirginia）的分子植物生物學家 Chris Dardick 就向我們介紹說，梅子（plums）很難加工成工業化的食品，因為在去除堅硬的木質梅子核時會產生很多的木屑。所以 Dardick 選擇了一種常常會沒有核的梅子品種的基因，開發出了一款徹底無核的梅子新品種。他們最關心的是食品加工廠和消費者會不會歡迎他們的產品。幸好他們得到的絕大部分反饋都是正麵的評價。

當然，也有直接麵向終端消費者的轉基因產品。比如“北極蘋果（Arctic Apple）”，這種蘋果切（咬）開之後不會像普通蘋果那樣立馬變成褐色。這是因為在北極蘋果裏插入了一種來自其它蘋果的基因，這種基因會使蘋果裏多酚氧化酶（polyphenol oxidase）的表達量降低，而多酚氧化酶在讓蘋果變成褐色的生化反應中又是最關鍵的一種酶，所以這種北極蘋果才不會那麽容易變色。

據這種北極蘋果的開發者，加拿大英屬哥倫比亞省 Okanagan Specialty Fruits 公司（Okanagan Specialty Fruits in Summerland, British Columbia）的主席 Neal Carter 介紹，他和他的妻子都是蘋果種植戶，現在蘋果的消費量一直在下降，所以他們很擔心。據 Carter 介紹，現在蘋果在超市裏的地位已經開始被胡蘿卜和其它新鮮的、洗淨切好、方便食用的袋裝農產品所取代。如果蘋果在食品加工過程中不會變色，可能會對蘋果的銷售有所幫助。 Carter 還表示，如果這種北極蘋果的市場反應不錯的話，他還會陸續推出北極酪梨（avocado）、北極梨（pear），甚至是北極萵苣（lettuce）等新產品。

更先進的技術

目前開發出的絕大多數轉基因產品基本上使用的都是比較粗糙的、“過時的”技術，比如直接將吸附有外源 DNA 物質的納米金顆粒注入目標作物細胞裏的基因槍技術（genegun）。我們知道通過基因槍技術注入的外源 DNA 片段會在目標細胞基因組的任意位點進行插入。不過據美國明尼蘇達大學（University of Minnesota in StPaul）的 Dan Voytas 介紹，最新的遺傳操作技術能夠以無與倫比的精確度對基因進行編輯操作。比如轉錄活化因子樣效應核酶（transcription activator-like effector nucleases, TALEN）和鋅指核酶（zinc-?nger nucleases, ZFN）都能夠根據試驗者的需要，在特定的位點對 DNA 進行特異性切割。然後通過對斷裂 DNA 的修複過程進行操控，這樣就可以在基因組中特定的位點插入我們所需要的特定突變，或者進行單堿基，乃至對整個基因進行替換的操作。Dan Voytas 就是專門研究這項技術的專家。他表示，有了這種技術，我們就可以對目標作物的基因組進行精確的遺傳插入操作，這樣我們就可以明確地知道外源基因插入在目標作物基因組裏的準確位置，還能夠讓外源基因插入最適合表達的位點，使它的表達量達到最大。

同時也可以盡可能降低外源基因對目標作物帶來不利影響的風險。 Voytas 的科研團隊已經通過實驗表明，采用鋅指核酶技術可以對煙草植物進行改造，使其具備耐除草劑特性。其他的課題組也使用鋅指核酶技術培育出了耐除草劑的玉米新品種；還有課題組使用TALEN技術對水稻進行了改造，剔除了水稻基因組中對枯萎病病菌（blight）易感的基因，打造出了抗病轉基因水稻。

不過 Voytas 也承認，這種新技術的最大威力還是在於能夠對作物的原生基因進行改造，使其具備新性狀。比如可以不用對植物進行遺傳學改造，通過插入耐旱細菌基因的方法使其變得耐旱（Nature 466, 548–551; 2010），我們隻需要對植物的天然基因進行一些調整，就可以使植物獲得耐旱特性。 Voytas 解釋說：“這種核酶技術發展到下一階段就是要進入基因內部，對基因進行調整。”

美國北卡羅來納州 Precision BioSciences 生物技術公司的合夥人 Derek Jantz 對於不需要使用外源基因，隻需要對植物自身基因進行調整的新技術也感到非常興奮。比如所有的植物都攜帶有細菌 EPSPS 基因的類似物。我們知道孟山都公司的 Roundup Ready 產品其實

就是插入了一個 EPSPS 基因。如果我們對植物的基因組進行某種改造，應該就可以讓植物獲得相似的耐除草劑特性，根本不需要插入外源基因。

與其他在企業裏從事遺傳改造工作的科研人員一樣，出於保密的考慮， Jantz 也不太願意詳細介紹他們的研究工作。不過他還是用非常通俗的話語告訴我們：“我們正在從事的工作就是想辦法充分地利用現有的、豐富的基因組功能數據。”

新型育種技術

還有一些科研人員正在利用遺傳修飾技術加快傳統的育種進程。比如美國農業研究服務中心阿巴拉契亞水果研究站的植物科學家RalphScorza就正帶領他的研究小組對梅子樹進行遺傳學改造。這種改造過的梅子樹隻能在溫室裏生長，不過由於插入了白楊樹的基因，這種梅子樹的花期會大大地提前，而且花期可以持續很長的時間。這就給科研人員提供了絕佳的機會，可以在一整年的時間裏開展育種工作，通過選擇、雜交以及其它一些傳統的育種技術，在短短幾年的時間裏就能培育出具備某種特殊性狀的新品種。而在過去，這樣一套工作往往需要好幾十年的時間才能夠完成。等到新品種培育成功之後，我們又可以去除促進開花的外源基因，這樣就能夠得到一株非轉基因的遺傳改造新品種。Scorza等人現在就正在利用這種快速育種法培育能夠抗洋李痘皰病毒（plumpox virus）、同時梅子含糖量還有所提高的梅子樹新品種。還有一些科研人員也在采用這種技術培育其它的新品種，比如柑桔等。

美國的管理部門已經表示，采用這種新技術培育的不含外源 DNA 物質的新品種不會被當作傳統意義上的轉基因作物對待，而且也能夠打消公眾的擔心。美國加州大學河邊分校（University of California, Riverside）的分子遺傳學家 Alan McHughen 就認為：“這種遺傳改良作物至少有希望打消一部分轉基因技術反對者的顧慮。”

不過 Bondar 也強調，他們不會停止轉基因作物的開發工作。 Bondar 指出，目前遺傳改造工作的進入門檻已經很低了。生物黑客早就已經在自家的車庫或者空閑的客房裏對細菌進行遺傳學改造的工作了，所以他們將來一定會對植物或動物進行類似的改造，我們根本無法阻止他們。

Bondar 說道：“轉基因技術的難度一直都在降低。我相信人們都渴望這種東西。我認為現在是時候讓每一個人都擁有能夠滿足自己需要的轉基因作物了。如果市場不能從上至下的滿足人們的需要，那麽大家一定會自下而上地自己來滿足自己的需要。”

原文檢索：

Natasha Gilbert. Case studies: A hard look at GM crops. Nature, 02 May 2013; doi:10.1038/497024a

Daniel Cressey. Transgenics: A new breed. Nature, 02 May 2013; doi:10.1038/497027a
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