---转基因技术是一种生物学手段，应用于现代生物学，医学研究的各个领域。基因的转移在自然界是一个基本现象。所谓转基因技术其实指，人通过对分子生物学的基本原理的认知，而主动性的利用这些原理来达特定的目的的手段。 这一技术有着广泛的应用前景，不仅在农业，医学，以至于生物能源领域。非专业人士有时对此技术不了解，盲目推崇和反对。生物产业在未来几十年应由巨大发展，并成为国家支柱产业之一。了解一下来龙去脉可以去除疑惑，心中有数。
转基因科普
发信人: ratnaraj (洪炉点雪), 信区: Biology
标 题: 转基因科普
发信站: BBS 未名空间站 (Sun Sep 19 14:20:08 2010, 美东)
这是我以前写的关于转基因的文章。
第一章
转基因作物牵扯到技术和社会运作两方面的事情，实际上和所有新技术开始使用一样，
都面临着社会大众的挑剔，更重要的事情，转基因食物因为跟人类的关系最为紧密，实
际上引起的波动最大，反响最强（基本上和全球暖化相类）．这个不象欧洲加速器可能制造黑洞之类的疑问，不能仅仅局限在科学界内讨论，而需要更广泛的大众参与，也需要科学界对民众的质疑做出立刻的反应，也要对传播的谣言立刻作出澄清．
同样，更重要的是，也需要参与讨论的民众有足够理解能力，容忍能力，不要带入
太多主见和偏见．更要在讨论过程中学习，掌握一些基本的科学概念，因为任何论点最
后都要集中在论据讨论．如果妄故事实，只是一味扣帽子，那么就没有任何交流的可能
性．首先要特别指出“自然”这个词给人类用的太多了。自然本身是一个中性词，火星的荒
凉也是自然，太阳的炙热也是自然，地球的多样性也是自然。自然时时刻刻都在改变中
，我们地球的存在不过是小概率事件，地球的环境适合生命更是小概率事件。然而我们必须知
道，现有的环境是脆弱的，非常容易被打破的，任何一场已经发生过的自然灾害，比如说火山爆发和流行撞地球就很容易打破这个稳定，导致99%的生物马上死去。而且我们也必须知道，在人类之前，已经发生过若干次大灭绝事件了。任何一次大灭绝，都是生物的彻底改良。怎么说“自然不可改良”呢？
就好像说，我们看见一个很漂亮但是很脆弱的玻璃瓶子。保守的自然主义者会说，
我们不要去动他，万一破了怎么办。而现实主义者会说，我们必须要做一些事情，否则
破了怎么办。而且就现在环境来说，非同种生物之间的基因流动存在，而且比我们想象的要剧烈很多。他们主要是通过什么途径来进行的？
生病！
也就是说病毒会携带上一个宿主的片断DNA，并将之插入到下一个宿主身体里。这也是
我们现在所用的转基因作物的培育手段。也就是说，没有什么新鲜的事情，
我们不过是按照自然的手段来培育转基因作物。
有人说“健康的土壤和农作物本身就是抗病虫的，是不需要农药的”这句话未免太
“自然主义”而荒谬了。我们是否也可以说“健康的环境和人类本身就是抗病的，是不
需要医药的”？如果所谓健康就是指平均年纪40岁，那么我不会反对这种说法，但是如果
以现代人的生活观念来说，我们不得不“不健康”的活下去。
自然也是一样的。按照人类需求培育出来的农作物本身就很“不健康”。为
什么？自然的作物需要那么多胚乳么（小麦），需要那么多水么（水稻），需要那么大的个头
么（西瓜），需要那么甜么（各种水果）？这些作物把用来抵抗害虫，病害的
能量都放在生长又大又甜的果实上面了，如果没有农药和高效化肥，他们会立刻死去的
。农作物的祖先们确实有抵抗害虫/病害的方法，比如说他们会把果实长得比
较小，没那么甜（或者比较苦），茎秆粗壮，表皮粗厚等等，可惜这些性状早在育种过
程就被淘汰了。自然界远没有我们想象的那么平静。竞争非常激烈.
第二章
说到转基因食物，先说一下所谓的＂有机食品＂，英文就是organic food.在我看来，所谓尽量“自然”培育的有机食物完全是一个生意的噱头．有机食物要求：农作物在种植过程中没有使用非天然的化学物质或有机物质，如农药（即杀虫剂、除草剂等，但是可生物/自然降解的则不包括在内，比如说bt蛋白杀虫剂）、化学肥料等。以及作物本身没有经过基因改造(GMO) ，纯粹是天然育种、天然环境长成。加工过程没有使用化学添加物。从营养价值上来说，有机食品和非有机食品没有差别．也就是说，人体需要的脂肪，蛋白质，糖和其他营养物质如维生素和微量元素等都没有差别．
http://eat.cnwest.com/content/2009-03/25/content_1908396.htm
如果我们不去计较所谓＂生活态度＂，有机食物最大的优势可能在于它不使用可积
蓄的农药．这个在广泛使用６６６和ＤＤＴ的年代可能是一个好事，因为这类农药代谢
非常缓慢，会造成动物体内累积。但是如果严格控制农药的品种和使用，农药并不是一
个大问题。现在广泛使用的磷基农药代谢速度很快，而且根据法律要求，在作物收获前
一段时间内要停止使用农药，保证收获时候无农药残余。所以，食物安全性方面，有机
食品并没有太大优势。
有机食物最大的弊端在于，它的产量要低于使用农药和化肥的非有机作物。对于现
在社会，食物的缺乏是一个绝对致命的问题。所以一旦用有机农业取代非有机农业，那
么造成的巨大的粮食决口该如何解决？另外，国内称赞有机食品，比如说走地鸡之类的，另外的理由是味道。不可否认，走地鸡和大规模饲养的鸡，肉质和味道是不一样的。但是这个并不是因为它“有机“，而是因为品种不一样，饲养周期不一样所造成的结果。在德国，除了普通的鸡肉之外，还会提供另外一种鸡，叫做“汤鸡”。是用来专门炖汤用的。味道也和国内土鸡类似。一味的宣传所谓“有机”，而避而不谈品种上的差异，不过是生意经罢了。至于等而下之的“硫磺鸭”“中草药鸡”之类的商业噱头也不用说了。如果在鸡和鸭肉里能吃出来这么多中药，我不禁会怀疑，这些鸡鸭早该中毒身亡了。
对于现代人来说，没有一件农作物是没有改造过的。没有所谓“自然”的农作物。很简
单，任何生物生存是为了自己，而不是象雷锋一样纯粹为了服务人民。在人类主动改造
过程中，逐渐会出现很多问题，比如说：
抗病能力下降
适应环境能力下降
抵抗昆虫能力下降
和杂草竞争的能力下降
为什么？因为人工改造过的植物将大部分能量都放在生长种子，让种子带有更多的
蛋白质，脂肪，糖这些对人类有益的成份上去了。它必然要牺牲其它的性能。因此人类
必须要在各种性状之间进行均衡。一味的寻找高产量的作物而忽视它的抵抗能力，会导
致过多人力投入；环境突变的时候颗粒无收等情况发生。
如何让作物具有人类所需要的性状是一个研究了几千年的问题。人类所使用最基本
的手段就是杂交。早期杂交是一种经验使用。也就是说大家不知道杂交起作用的基本原
理，但是观察到一些作物杂交之后会兼据母本和父本的特点，比如说ａ作物高产但是抗
倒伏能力较差，ｂ作物产量一般但是抗倒伏能力较强。将ａ，ｂ杂交之后，产生的种子
有的高产又抗倒伏。在这个基础上，传统杂交技术被发展起来。
现在我们知道控制不同性状的基础在于基因。杂交的基础在于利用受精过程，将双
亲基因重新组合。但是这种组合过程并不能够保证需要的基因能够起我们所希望的表达
作用。这就好像我们炖了一大锅汤，扔了一小块萝卜，然后希望整个汤都带萝卜味一样
不可靠。可能你煮的其他东西味道太强，煮的时间太长，萝卜扔的太晚，或者你干脆没
扔到汤里，都会造成整锅汤的失败一样。这也就是为什么传统育种时间长，投资大，效
率低的原因。
基因改造食品，英文叫做genetically modified food (GMF),是利用现在基因改造技术
，将人类所希望的基因直接与农作物嵌和所得到的产物．目前来说转基因食物包含有如
下几个大类：
１，抑制某类基因表达，以控制农作物的某些性状．比如说１９９４年美国上市
的转基因番茄（FlavrSavr），由于抑制了控制植物衰老激素乙烯合成的 酶基因，番茄
变得不易腐烂，便于运输。还有转基因土豆（Amflora），关闭了合成直链淀粉的基因
，使得土豆只含有支链淀粉。
２，插入某些基因，可以改变农作物的营养成分，比如说金大米，由于插入了可以
合成胡萝卜素的基因（该基因来自于玉米），大米本身携带了丰富的胡萝卜素（每克含
胡萝卜素最多达37毫克）。由于全世界每年大约有50万名儿童因维生素A不足而失明，
科学家希望能够推广这类大米而缓解这个局面。另外还有非洲的富维生素玉米（M37W）
，提高６倍维生素ｃ和２倍的叶酸。同时２００６年开始培育转基因猪，提高体内不饱
和脂肪酸（ｏｍｅｇａ－３）的含量。
３，插入的基因是为了抗除草剂。插入的基因可以合成对应酶分解除草剂。
４，插入基因可以合成具有生物毒性的蛋白质，用来杀灭田间害虫。
这几个大类基本就是我们所能见到的所有转基因产品。
在有明确分类的基础上，谈论转基因作物的优点和缺点才是有意义的。而且在谈论之前
，要把农业种植本身的优缺点分割开来。否则，所谓某些抨击转基因作物的言辞，实际
上只是在攻击大规模单一种植这种现代农业的最大特点。所谓李代桃僵，是不会产生任
何有益的结果的。
我们先回顾一下有关讨论，特别是有人举例，“阿根廷的传统农业变轰然倒塌了
，小扁豆、豌豆、绿豆基本被转基因大豆挤出了农田”这类的话。很难想象这个跟 转
基因有什么关系。任何引进高产量优良品种的结果就是会挤压其他农作物的生存空间。
在转基因农作物还没诞生的时候，农作物单一化已经开始引起大家的注意。 农民从成
本角度出发，愿意种植高产量的作物，导致其他低产量但是有特别性能的作物慢慢消失。
跟据不完全统计，我们大概曾经有过至少几百种番茄，但是到现在，我们日常食用
的番茄不超过１０种，这１０种都不是转基因番茄。由此可见大面积单一种植高产作物
实际上是造成品种单一化的根本原因。
大规模单一种植的根本原因在于我们人口太多，粮食太少。这个世界不平衡。这个世界
大多数人还都是营养不良的。所以任何人如果号召有机食品，号召传统农业，混种，生态农业等等，都要好好想想，需要的粮食要去哪里找。这是一个致命的问题。我们的生态脆弱程度也比我们想象的要严 重。举个例，如果有一场大火山爆发／或者小型流星碰撞，喷出来的尘埃让地球几十天见不了太阳。结果就是９０％的动物植物都会灭亡。人类也一样。
大规模单一种植经济作物就是为了让大多数人能够吃饱，吃好，就像大量使用石
油一样，大家知道后果不会很好。但是现在为止，这个世界没有选择。小扁豆、豌 豆
、绿豆基本被转基因大豆挤走的问题在于，大家需要大豆更胜过小扁豆、豌豆、绿豆。
即使没有孟山都，大家也会自觉这么做。这就是跟其他无数被淘汰的番茄， 土豆，小
麦，大米品种一样。
从保存物种多样性的角度出发，联合国在挪威设立的种子库，收集了大约几百万种
种子。这才是国家该做的事情。
第三章
下面在普及一点关于种子的知识。
在现代农业社会，种子都必须由专业的种子公司来管理和销售。根据《中华人民共
和国 种子法》，“主要农作物和主要林木的商品种子生产实行许可痣渡。主要农作物
杂交种子及其亲本种子、常规种原种种子、主要林木良种的种子生产许可证，由生产所
在地县级人民郑辅农业、林业行政主管部门审核，省、自治区、直辖市人民郑辅农业、
林业行政主管部门核发；其他种子的生产许可证，由生产所在地县级以上地方人民郑辅
农业、林业行政主管部门核发＂
这是因为种子的培育是一项高度专业化的工作。不是说你收藏当年的收获，就可以
用在来年的播种的。杂交作物有一个很明显的现象，退化。也就是说经过几代播种，作
物产量会下降，性能减弱。所以农民必须要换新的种子。种子培育／销售公司也必须由
相当资历才可以做。而且法律还规定“种子使用者因种子质量问题遭受损失的，出售种
子的经营者应当予以赔偿，赔偿额包括购种价款、有关费用和可得利益损失”。
对于传统农业残余的一些现象，法律是许可的“农民个人自繁、自用的常规种子有
剩余的，可以在集贸市场上出售、串换，不需要办理种子经营许可证”。但这绝对不是
鼓励。
种子公司也是要盈利的。否则没有人有动力去开发新的种子。法律也保护种子的公
司的利益。比如说在阿根廷，农民必须要去种子公司购买种子，但是农民把收获的大豆
直接再次播种。欧洲农民对于使用的种子要交专利费。不能把农民把收获来的种子直接
使用当作是理所当然。如果任何开发出来的种子都是一次性的。那么种子的价格会高到
农民买不起，或者干脆没有人去开发新的种子。会有人传播盗版软件视为理所当然么？
有的种子是绝育的。 也就是说只能收一季。有的是本身的要求，比如说无子西瓜
。有的是种子公司特别设计，这就是最著名的Terminator Seed，有关技术叫Genetic
use restriction technology。这个技术是USDA 和 Delta and Pine Land company 在
上个世纪 ９０年代研发出来的，但是没有商业化。后来这个公司被孟山都购买，因此
这个技术现在属于孟山都。但是注意说明的是，这个技术没有被使用。所以，目前，所
有使用的转基因作物都没有修饰绝育过。我们从阿根廷也知道，阿根廷农民将收获的转
基因大豆直接作用种子使用。
所以，在网络上所传播的孟山都使用绝育种子之类的话，都是谣言。都是义和团大
师兄发的。
引起最大争议的实际上是第三和第四类转基因作物。现在很多反对转基因的文章把两者
混在一起说。用反对第三类转基因作物的证据去反对第四类转基因作物。结果 是驴头
不对马嘴。
下面统一谈一下粮食产量的问题。
1）粮食是够的。这个前提就是，所有人保持目前的生活状态，不继续提升。也就
是说中国人不想多吃肉，多喝奶。非洲人继续饥一顿饱一顿。在这种前提下，粮食绝对
是够的。如果粮食载按照人能量消耗水平来算，也就是说，人如果要正常生活，工作，
每天所需要的热量全部折算成粮食，绝对是够的。
2）粮食也是不够的。如果人不满足只吃玉米小麦大米，而想吃肉，喝牛奶，吃点
心。那么粮食绝对是不够的。别说到美国水平了。我们都觉得中国是发展中国家，但是
中国肉类消耗已经非常高了。全世界有1/3的人口每年肉类平均消耗小于 10公斤。而中
国人均肉类消耗2008年是54公斤（中国农民年人均肉类消费只有１９公斤）。理想主义
者想平均世界粮食，你自己想想，连中国农民都要因此少吃一半的肉。这可能么？
http://jn.nutrition.org/cgi/content/full/133/11/4048S
所以，虽然很多人诅咒大规模单一种植，但是问题是我们还没有办法离开它，这是我们
唯一的生存道路。
第三类和第四类转基因作物，尤其是第三种实际上都是针对大规模单一种植的缺点而研
发的。和传统种植不同，大规模单一种植没有足够的劳力可以人工除草，所以必须要用
除草剂。
归根结底，为什么要转基因，或者说基因修饰（genetic engineering)？
1) 我们现在的食物不是完美的。
这些作物，存在有上百万年的时间，并不是上帝为人类创造的。人类固然能够提高
食物中淀粉等含量，但是却不能去除一些特别的蛋白质和微量成分，这些成份导致了食
品过敏。最常见的食物过敏包括了奶类，蛋类，大豆，海鱼，贝壳，坚果和小麦，这几
种食物占了美国90%的食品过敏 （wiki food allergy）。其他一些食品过敏则和地域
有关系，比如说东亚的大米过敏，日本的荞麦过敏，澳大利亚的红肉过敏，还有一些甚
至对水果过敏（最常见的桃子，苹果，梨和草莓）。在美国，估计有5%的三岁以下婴儿
和3-4%的橙人有食品过敏。
更何况有些食物还是有微毒的，比如说刀豆，土豆，木薯等等，必须要有特别的处
理才可以食用。这样就导致了浪费和低效率。
人类的人工培育顶多有上万年。从现在看来，传统育种技术已经到达顶点了。传统
技术没办法淘汰掉那些我们不需要的基因。我说过了，人类培育农作物的方向和农作物
自己本身的进化不是一致的。
2）我们的食物是不够的。
如果将世界的粮食平均到每个人，以人生存下去为基础来计算，如果世界人口不再
膨胀，那么我们的粮食目前是够的。但是这三个假设哪个都做不到。人不愿意放弃对更
优质食品的需要，比如说水果，动物类食品；人也不肯放弃对除了保暖之外的优质生活
的需要，所以丝绸，高级织物等等；人没有那么公义肯跟别人无偿分享。
我们中国的粮食也是不够的。农村平均消耗肉类是20公斤/年，城市则是将近50公
斤。如果把农村水平提高到城市水平，我们年肉类生产至少要增加2倍吧。我们的农田
面积在减少，平均水资源在世界尾巴上，我们还要提高高档蛋白质摄入，维生素摄入等
等。更不要说其他纺织，木材，纸张等农产品衍生品的需求了。各位，当你们在饭馆里
面大用特用一次性纸巾，湿毛巾，点十道八道菜剩一半去喂狗的时候，想到这个问题了
么？
3）世界和中国的能源都是不够的
我们的文明是靠燃烧石油维持的。根据估计，以现在的速度，石油大概一百年就烧
完了；如果中国还要加速，估计会更快。其他能源要么不够持久；要么比石油还不合算
，比如说太阳光电池。现代的农业也是靠石油支持的，现在已经没有靠天吃饭的农业了
（除了最原始的非洲）。
为什么？因为农业所需要的化肥和除草剂都是现代石化工业的衍生品。没有石油，
就造不化肥，更没有除草剂。没有这两个东西。农产品产量至少要掉一半。据个例子陕
西韩城，1965年以前，亩产在59～92公斤之间…………1965年粮食亩产103.5公斤……
……1976年亩产达到139.7公斤………… 1982年粮食亩产突破150公斤大关…………
1984年亩产185.5公斤。
所以目前我们等于缓慢的燃烧石油来支持我们的农业。从最开始的能源投入到最后
的碳水化合物合成，中间效率是很低的。如果我们不能开发出可以替代石油的能源，那
么我们必须要提高这个效率，或者两者兼具。很遗憾，传统育种，种植技术达不到这个
要求。
第四章
对于第三类转基因作物可能中国人不是很熟悉，但是我们回溯历史，就知道实际上除草
剂出现很早，19世纪就发现存在有化学药剂可以在不伤害谷物的情况下杀死杂草。除草
剂有很多种。有的只对杂草起效果，对种植作物伤害比较小；有的全部杀死；有的只对
接触部分有效；有的能够被植物根系吸收，杀死全部植物；还有的除草剂作用是干扰杂
草的荷尔蒙…………现在广泛使用的除草剂草甘磷是孟山都于1971年合成的全除草剂。
那时尚未诞生转基因作物。
草甘磷是世界上使用最广，量最大的农药。孟山都的专利于1999年过期，所以全世
界都可以无限制制备。1997年草甘磷市场大概是13亿美元，北美，南美，远东，西欧分
别消耗了全世界草甘磷的26%，22%，21%，18%。中国2008年草甘磷生产能力是48万吨，
而2009年上升到65万吨，占全世界产量的70%（2009年实际生产30万吨）。
草甘磷喷洒之后会迅速吸附在土地上并发生降解，草甘磷对对鱼和其他水生生物低
毒，对蜜蜂和鸟类无毒。对人体来说毒性很低，但是用作除草剂的时候，其他添加剂比
如说polyoxy- ethyleneamine毒性可能会更大。JP Giesy, KR Solomon, S Dobson
2000年发表关于草甘磷毒性的综述（ "Ecotoxicological Risk Assessment for
Roundup Herbicide". Reviews of Environmental Contamination and Toxicology
167: 35-120），认为对于地面上的其他生物，草甘磷有极低的的直接和慢性毒性（for
terrestrial uses of Roundup minimal acute and chronic risk was predicted
for potentially exposed non-target organisms）。
草甘磷作为全除草剂，可以杀灭一切植物。所以在没有转基因作物之前，草甘磷是
用在作物播种之前和萌芽之前。所谓“全除草剂”，并不是说能够１００％消灭一切杂
草，只是说大部分杂草能清楚罢了。
草甘磷并不是万能的。大概使用15年之后，１９９６年澳大利亚新南威尔士报告了第一
例抗草甘磷杂草（黑麦草）。随后报告有黑麦草在澳大利亚和加州的小麦田，意大利黑
麦草在智利，蟋蟀草在马来西亚，加拿大乍蓬在美国东部，中西部和东南部。在美国，
有13个州报告了大约103种杂草的抗除草剂性能。最早的抗草甘磷并非由转基因作物有
关。因为那时尚未开 始种植抗草甘磷转基因作物。这个完全是杂草在强大的进化压力
下进化出来的新性能。因为草甘磷并不能完全杀死杂草，而残存的杂草在这种强大的进
化压力下（不 断喷洒草甘磷）会强化它们抵抗能力，最后就演化成了具有抗草甘磷性
能的所谓“超级杂草”。
在早期，超级杂草并没有让人太注意，但是到在抗草甘磷转基因作物诞生之后，这
个问题变得让人注意起来。这是因为有可能：
１）由于作物抗草甘磷能力增加，农民开始大剂量使用草甘磷除草（包括作物生长
阶段），更加强大的进化压力导致野草演化速度也开始加快。这就是为什么报告抗草甘
磷杂草的事件在２０００年之后越来越多了。
２）人们对与基因污染的担心，害怕由于杂交的原因，农作物把抗草甘磷的能力传
播给其他植物。
３）由于土地轮作的关系，上次遗漏的抗草甘磷种子在新的作物里会变成杂草。
这里再说一个让“自然主义者”不舒服的话。人的耕种活动本身就很不“自然”。比如
说：
１）人喜欢吃的，动物，昆虫也喜欢吃。人越喜欢吃的，动物越喜欢吃
２）人要种植，就要占地，占的那些地，是其他植物所需要的
所以人要生存，就是在和自然界所有其他生物在竞争。人生存的越好，其他生物的
进化压力就越大。所以有一些生物就灭绝了，有一些生物就进化了。转基因作物出现，
不是质变，而是量变。以前是一分钟走一米，现在是一分钟走两米了。
超级杂草产生并不是一个大问题。可以通过休耕，轮耕，使用不同除草剂，隔离区
等打乱杂草的进化速度和方向。
http://www.weeds.iastate.edu/mgmt/2003/glyresistance.shtml
http://www.chem.purdue.edu/courses/chm333/Roundup%20Article.pdf
到目前为止也没有发现基因污染所形成的“超级杂草”。而且最近英国研究显示，
具有抗除草剂性能的农作物在自然环境下并不能生存。农作物和野草杂交的品种４年后
死亡。除了一种传统土豆之外，农作物本身１０年后也消失了。很容易理解，因为抗除
草剂基因对于植物来说并没有优势保证能在自然环境下生存下去。
第四类转基因作物，就是插入能够生产生物毒性蛋白的基因，使农作物天生就具有抵抗
昆虫能力。以减少农药使用。其中最著名的是BT类（苏云金杆菌毒素） 的转基因作物
。最早商业化的bt类作物是棉花，1996年开始商业种植，到目前，美国大概有83%的棉
花是转基因棉花，中国从1997年开始种植，目前有 50%面积种植转基因棉花。bt类另外
一个大的农作物是玉米。到2006年有28万平方公里土地种植bt棉花和玉米（16万玉米，
11万棉花），分别占相 对于玉米/棉花总种植面积的11%和 33%。
为什么使用苏云金杆菌毒素？苏云金杆菌是1911年Berliner发现并命名的。1920-
30年开始使用苏云金杆菌毒素进行生物杀虫，主要用在鳞翅目（如蛾与蝶）、双翅目（
如苍蝇、蚊子）和鞘翅目（甲虫）上。这类蛋白对昆虫有效，但是对包括人畜无效。原
因在于这种毒蛋白只能在碱性环境内发生作用，而人畜消化系统是酸性的。它分解速度
也很快，不会积累。而且对bt类毒素研究很多，可以充分在分子水平上设计高度针对性
的bt蛋白，使之只对某类昆虫发挥效果。
BT类转基因作物设计的根本就是在于减少农药使用。根据统计，从1996年到2005
年，由于使用bt技术，农药施用量减少了3.6百万公斤，相当于一年欧盟农药使用量。
bt棉花和bt玉米的种植使得对环境的冲击分别减少了24%和4.6%。
现在谈缺点或者负面因素了。
1）关于替代农药类 ，bt作物使用受年份，土地状况和地理环境影响很大。主要原
因是，bt设计是针对某类认为是主要害虫的昆虫。但是在不同环境下，抑制主要害虫的
结果是次要害虫增长。所以在不同的情况下,bt类作物节省农药的效果未必明显。
2）尽管分子水平上bt毒蛋白被认为对人体无害。但是有一些报道则有不同结论。
2007年绿色和平组织赞助的一个科研报告，暗示说bt作物可能会导致小鼠的肝损坏。但
是如果分析数据，发现并没有统计学上的差别。也就是说，统计意义上，用bt作物喂养
的小鼠肝损害程度，并不高于用非bt食物喂养的小鼠（The observed changes have
been found to be of no biological significance by the European Food Safety
Authority）。
3）bt作物对环境的冲击。比如说杀死田里蝴蝶幼虫。这个在后面案例里有具体解说。
4）最后一个就是所有转基因作物都要面对的问题：基因污染。同种植物之间存在
杂交的可能性，一旦转基因作物和临近杂草/非转基因作物发生杂交，就会有可 能将bt
基因传给下一代野草/传统作物。
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第五章
转基因作物现在总体上普遍关心的问题是： 1）基因污染 2）安全性 严格意义上说，一旦大规模种植，基因扩散是必然的，除非这种植物不是种子植物 。我们所选择的商品作物，在农田和自然环境里都有大量近缘和远缘的亲属。这些植物 可能会通过花粉传播而进行杂交。使得野草也携带有新的基因。即使在自然环境下，有 利于生存的新基因传播速度很快，基本在几十代之内，就可以在一个区域内占据压倒性 的优势。所以问题是：如果某类杂草带有新的基因，会不会加快它的扩散速度，而破坏 自然环境的平衡？ 我之前就说过，转基因作物要分成许 多类。不能把a当作b，因为b而一网打尽。就 好像第一，第二类转基因作物。第一类，本身没有外来基因。只是将自身携带的基因部 分关闭表达，但是这个基因还 存在，只是这个基因不再产生生成乙烯的酶。这个酶完 全不是营养物质，人类也不需要乙烯。那么反对这种转基因作物的人就完全不可理喻了 。关闭这种基因，对这 种番茄生存优势也没有影响。也就是说在自然环境下，这种番 茄并不比其他番茄更有生存优势，自然也不会影响到生态平衡。 关于第二类转基因作物。这种作物携带的基因能够生产一些特别的营养物质。但是 这类营养物质对它的生存并没有特别的好处，比如说能够合成胡萝卜素的大米。 对于第三第四类作物，情况则比较复杂。我之前已经说过，对于第三类，带有抗 草甘磷转基因性能的油菜，甜菜，玉米和土豆可以和近缘种野草发生杂交。但是无 论 杂交种还是原作物都没有在自然环境下生存的能力（除了一种非转基因土豆之外）。这 是有2个原因。第一，人工培育的品种本身就丧失了自然生存能力，所以它 们野化之后 也没法生存；第二，这种抗草甘磷的转基因并不能帮助它们提高生存优势，因为自然环 境里没有草甘磷，携带这种基因反而降低他们的生存能力，因为植 物需要花费能量特 别合成抗草甘磷的物质。 对于第四种，则更复杂。因为携带bt基因，会污染近缘植物，以及有利于野生作物 生存。虽然目前没有发现bt基因的污染。但是这种情况是可能的。 基因污染虽然是一个新名词，但是却是一个老现象。对于传统种植（转基因作物 种植之前）。农业种植就注意到邻近不同品种作物种植时候不同的影响。比方说小麦， 它是风媒授粉，如果在品种a附近种植品种b，会导致a被b的花粉授粉。这会降低a的产 量，改变a品种的品质。这在农业生产里面必须要避免的。科学家研究，花粉飘散不是 无限制的，基本在几米之后就会落地。所以，a,b只见必须要有隔离带。对于一个特别 敏感的作物，要在大棚，或者其他隔离空间里培育。 在美国，转基因作物种植必须要有隔离地带，中间种植远缘作物。隔离带和转基因 作物的种植条件差异要比较大。这一方面是要阻隔基因漂流。另外也是要打乱害虫/杂 草的进化速度。 转基因的基因扩散是一定会有的，问题是如何扩散，和扩散的危害性问题。这个问题不 是转基因作用带来的，而是大规模单一种植的结果。一个是耕种土地扩张，人类活动范 围扩大，导致植物保护区缩小，必然有一些原始物种就会消失；第二，大规模单一种植 ，同样会导致周围花粉密度提高，这样可以把基因传递给邻近野生近属植物；第三，同 样提高了远属植物/生物接触到这些基因的机会（由于病毒）。 科学家提倡保护生物多样性，但是生物多样性并 不是绝对的，不可讨论的，大家 如果感兴趣，可以看这个http: //blog.sina.com.cn/s/blog_487ab9d50100gupo.html 《多样性的迷思》。这样我们就需要对转基因作物的基因扩散有一个讨论的基础。 在国外，转基因作物种植需要有隔离带。也就是说，在 转基因作物田边缘种植其 他远属作物。由于花粉的扩散不是无限制的。基本上10米之外，就很难找得到花粉。所 以可以避免作物之间的杂交。另外，隔离带可以扰乱昆虫/野草的进化速度，从而避免 次等害虫的泛滥/超级野草的诞生。此外，农作物还有轮耕安排，在一块土地上不能长 期种植同一种作物，这样可以最大限度的压缩野草和害虫的泛滥。 比如说土地第一年种小麦，使用的杀虫剂是a, 使用的除草剂是b；第二年就改种玉 米，使用杀虫剂是c，使用的除草剂是d。第一年由于使用杀虫剂和除草剂，残余的害虫 和野草都有了抗药性，如果第二年继续使用同样的杀虫剂和除草剂，效果就会降低。但 是第二年改种玉米之后，使用的又是另外的除草剂和杀虫剂，生物携带的抗杀虫剂的基 因就不能带来生存优势，这种基因就会很快淘汰掉。而且农田里的害虫和野草相当大程 度是和作物直接相关的。对于某一种作物，就有其独特的优势野草和害虫。所以轮耕本 身也可以打乱野草和害虫的进化步骤。 这样可以最大限度的同时抑制这些基因和因此衍生的抗基因在生物里的传播。 是不是要求 100%的完全没有传播？这是没可能的。即使不种植转基因作物，转基 因之后作物自己生产的杀虫剂和除草剂也是现在农药里大规模使用的。所以在转基因作 物诞 生之前，抗杀虫剂和除草剂的基因已经在野草和害虫身上发现了。转基因作物的 诞生并不能增加它的传播几率。因为这个传播几率直接跟使用农药量和种植面积相 关。 第六章
转基因作物的食品安全性可能是大家关注最大的。各种谣言也纷纷散布。比如说绝育等 等。我之前也说过，那个试验是不完全的，而且也得到了完全相反的结果。而且被许多 抗议者传播的几个重要实验也被证明是不完全的，或者说是错误的。 我把这几个试验特别说明一下： 1）转雪花莲凝集素基因土豆事件： Pusztai 是匈牙利裔蛋白质研究专家，是世界上研究凝集素的前驱者之一，他在 苏格兰的Rowett Research Institute in Aberdeen 工作了30年。他发表文章认为声称 大鼠食用了转雪花莲凝集素基因土豆后，体重和器官重量减轻，免疫系统受到了破坏。 这种土豆是用德西土豆为母本，插入从雪花莲采集的片断基因，以合成雪花莲凝集 素用来杀灭蚜虫。这种凝集素是Pusztai以前研究过的，认为对昆虫有害但是对人类无 害。 Pusztai设置了三组实验，（生的或者煮熟的）转基因土豆，非转基因土豆以及非 转基因土豆掺雪花莲凝集素。后来他发现转基因土豆导致大鼠异常，但是非转基因土豆 和掺杂土豆并没有影响。 后来他接受采访说“…………我们希望转基因土豆（大约几克内有20毫克雪花莲 凝集素）不会对大鼠有任何问题。然而我们发现了问题。我们的研究清楚地发现，这个 不是基因表达的问题，而是由于基因插入的方式和插入的地点导致的问题。（We had two kinds of potatoes - one GM and the other non-GM. I had expected that the GM potato, with 20 micrograms of a component against the several grams of other components, should not cause any problems. But we found problems. Our studies clearly show that the effects were not due to that little gene expression, but it depended on the way the gene had been inserted into the potato genome and what it did to the potato genome.）” 也就是说，原始试验暗示这个不是雪花莲凝集素的问题，使转基因操作的问题。有 关原始数据在下面这个网站里看到（http://www.rowett.ac.uk/gmo/ajp.htm）。这个问题所有义和团大师兄都说错了，这估计是英文这个语言太过低级的问题。 这个事件引起轩然大波，惊动了美国和英国郑辅。因为这个不仅是质疑某个产品 的问题，而是颠覆整个转基因技术。Rowett Research Institute检验了Pusztai的数据 ，认为数据里有致命错误。比如说，有些试验根本没有作，博士生混淆了对照组和实验 组，在这个研究里 Pusztai错误的使用了一种豆类凝集素（对哺乳类动物有毒）。最后 Pusztai退休。 有关最后的报告正方和反方都发表在Lancet 上面 Pusztai和合作者Stanley WB Ewen的文章是： Effect of diets containing genetically modified potatoes expressing Galanthus nivalis lectin on rat small intestine； Stanley WB Ewen, Arpad Pusztai， Lancet ， Volume 354, Issue 9187, 16 October 1999, Pages 1353-1354 其他讨论在 Genetically modified foods: “absurd” concern or welcome dialogue?， Richard Horton， The Lancet, Volume 354, Issue 9187, 16 October 1999, Pages 1314-1315, Adequacy of methods for testing the safety of genetically modified foods ； Harry A Kuiper, Hub PJM Noteborn, Ad ACM Peijnenburg；The Lancet, Volume 354, Issue 9187, 16 October 1999, Pages 1315-1316, 在批判的文章里，着重指出，这个饲养实验是不完整的，有缺陷的。重点在于： 1）转基因土豆和传统土豆的成份有差别（由于耕种问题），这个因素没有考虑进 去。 2）转基因土豆蛋白质含量很低，只喂转基因土豆会引起大鼠营养不良。实验观察 到的现象在用传统土豆喂养大鼠的时候也发生过。 2）墨西哥花粉事件 这个在之前已经谈过：bt作物对环境的冲击。bt玉米最争议的事件就是它的花粉可 能会杀死农田里的蝴蝶幼虫 （Losey JE, Rayor LS, Carter ME (May 1999). " Transgenic pollen harms monarch larvae". Nature 399 (6733): 214）。这个很让 人惊异因为该bt玉米设计并不是针对这种蝴蝶的，而且bt玉米花粉里面bt毒素含量非常 低。如果这个实验是真实的，那么说明bt玉米会对环境造成很大冲击。 美国农业部特别研究了这份报告，并且资助对bt玉米对蝴蝶幼虫毒性进行研究 。结果发现早期报告有非常大的缺陷，他们弄混了普通玉米花粉和bt玉米花粉。而且根 据新的研究报告发现，只有当叶子上的花粉超过1000粒/平方厘米的时候，才会对蝴蝶 幼虫产生毒性，而在玉米田内，花粉颗粒平均在170粒/平方厘米，而在玉米田边缘则更 低（Hellmich RL, Siegfried BD, Sears MK (October 2001). "Monarch larvae sensitivity to Bacillus thuringiensis- purified proteins and pollen". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (21): 11925–30）。 有关这个事件的全部资料可以在 美国农业部相关网站上查询 http://www.ars.usda.gov/is/br/btcorn/ 3）加拿大“超级杂草”事件. 由于基因漂流，在加拿大的油菜地里发现了个别油菜植 株可以抗一种、两种或三种除草剂，因而有人称此为“超级杂草”。 事实上，这种油菜在喷施另一种除草剂２，４－Ｄ后即被全部杀死。这个也讨论 过了: 到目前为止也没有发现基因污染所形成的“超级杂草”。而且一项英国长达10年 对转基因作物的研究显示，具有抗除草剂性能的农作物在自然环境下并不能生存。 农 作物和野草杂交的品种４年后死亡。除了一种传统土豆之外，农作物本身１０年后也消 失了。很容易理解，因为抗除草剂基因对于植物来说并没有优势保证能在自 然环境下 生存下去。 具体文章可以看： ‘The performance of transgenic crops in natural habitats: a 10-year perspective’, M.J. Crawley, S.L. Brown, R.S. Hails, D. Kohn and M. Rees, Nature 409 (2001), 682-83 4）转基因种植抑制蜜蜂和蝴蝶的事情。 具体可以看这里： http://www.wangchao.net.cn/bbsdetail_865471.html “ 新浪科技讯 科学家在迄今为止世界上有关转基因对野生物影响最大规模的 研究中发现，转基因油菜比非转基因油菜对野花、蝴蝶、蜜蜂，甚至包括鸟类的危险更 大。从事这项研究的英国科学家想强调的是，这两种不同的油菜对鸟类和蜜蜂产生 不同的影响，不是因为这种作物被转了基因，而是因为使用除草剂的方式。科研人员改 变油菜的基因，是为了增加对除草剂的抵抗力，因为这些除草剂如果撒到普通油菜田里 ，会将油菜一起” 有关报告全文可以看这里 http://randd.defra.gov.uk/Docume ... RG0116_6130_FRP.pdf 原文是这么说的： “The researchers stress that the differences they found do not arise because the crops have been genetically modified. They arise because these GM crops give farmers new options for weed control. That is, they use different herbicides and apply them differently.” 抗除草剂转基因作物的出现导致了农民使用除草剂的方式，更大剂量除草的结果就 是田间的杂草受到影响（不是野草的总数目，而是种类的分布，因为不同野草受除草剂 影响不一样），与杂草有关的蝴蝶，蜜蜂和鸟类也随之受到影响。 转基因冬油菜，春油菜，甜菜田里，野草总数一样，但是宽叶草数目减少。草籽数目减少，蝴蝶和蜂数目减少。跳虫数目增加。转基因玉米田里， 野草总数目增加。草籽数目增加，蝴蝶和蜂数目增加。跳虫数目增加。 转基因田用的是一种广谱除草剂，而传统田用的是复合除草剂。对于不同作物，似 乎广谱除草剂还是不一样的。这就是说为什么转基因玉米田反而更有利于生物多样性。 5）所谓“俄罗斯国家基因安全研究会副主席”，世界著名反食用转基因产品专家、俄 罗斯生物学家伊丽娜•叶尔马科娃发现“发现基因食品影响了小白鼠以及它们后 代的健康” 所谓这个“俄罗斯国家基因安全研究会”，英文是Russian National Genetic Safety Association，实际上是一个个人注册的组织，而与俄罗斯官方没有任何关系。关于这 个副主席，大家可以查她的名字Irina Ermakova，她的主页http://irina-ermakova.by.ru/eng/，1981年博士答辩，2001年通过博士论文(?) (defended PhD, and in 2001 - the Dr. Sc. thesis) 真是一个非常奇怪的事情。 而其从她论文来看，她没有什么科研经历： 她总共发表了12篇文章 1. "Russians threatened by GM Genocide" In the Russian Internet News site "MK" http://www.mk.ru/numbers/2565/article90467.htm, January 26, 2007 2. "Genetically modified organisms and biological risks." In the " Proceedings of International Disaster Reduction Conference (IDRC)" Davos, Switzerland August 27th – September 1st, 2006, pp.168-172 3. "Genetically modified organisms could be real threat to the life." ( Reply to ACNFP on the “Statement on the effect of GM soy on newborn rats”) 4. "Influence of genetically modified soya on the birth-weight and survival of rat pups" In Proceedings of the Conference Epigenetics, Transgenic Plants & Risk Assessment 2006, pp. 41-48 5. "Genetically modified organisms change climate." 6. "Stop transgenization of the country", the open letter to the President of the Russian Federation. In the newspaper "The nature-resource SHEETS", pp. 44-45, 2004, page 1. 7. "Why the Humanity destroys the Environment?" In the journal “Human child” (“Ditya chelovecheskoe”), 4, 2004, pp. 16-19. 8. "On a threshold of ecological catastrophe". In the book "Ecology and politics: together or separately", Moscow, 2004, pp. 10-19. 9. "Russian roulette. Delayed–action mine, or why generically modified organisms are so dangerous". In the newspaper "The nature-resource SHEETS", 38-39, October 2004, page 7. 10. "The changing world". Interview of Irina Pushkina with Irina Ermakova in the journal "Elite of Russia", section "Ecology". June 2004, pp. 14-18. 11. "Terrible itch". Interview of Elena Serova with Irina Ermakova in the newspaper "Moscow truth". 69, April 15, 2004, pp. 1-2. 12. "The end of sexual world". Interview of Elena Serova with Irina Ermakova in the newspaper "The Moscow truth". 56, March 27, 2004, pp. 1-2. 没有一篇是科技刊物，基本都是报纸，杂志（精英俄罗斯人，符和中国民族主义者 的胃口），一篇对英国转基因食品管理局的回复，然后两篇会议文章。 这种人的文章成了中国反转基因者的救命稻草。真是可笑。她所作的实验，从来没 有在公开的科技刊物上报道过。所以大家对她的实验设计，试验结果一无所知。她是在 一个反转基因会议上宣布她的成果的。用这个方法，她逃避了科技同行对她工作的检查。 所以，从根本上来说，我们根本不知道她这个实验结果是不是错的，因此，我们有 理由彻底怀疑她的实验。 Dr. Irina Ermakova所使用的大豆是孟山都1996年开发的，到目前为止，全世界 大概有60%的豆制品都是这种转基因大豆。关于这种大豆食品安全型的报告有许 多人都 做过，并且在科技刊物上发表供大家评论。没有一个报告得到类似Dr. Irina Ermakova 的结果的。 在这个报告发布后，欧洲议会要求欧洲食品管理局审查Irina Ermakova的实验，欧 洲食品管理局，英国转基因食品管理局都认为评价这个实验，因为数据根本不足。 6）“绝育事件”。这是2008年奥地利研究人员研究长期喂养bt食物对于小鼠生殖能力 的影响。有一组用bt喂养过小鼠并繁殖多代，看生殖能力受饲料的影响。另外一组是让 bt饲养的小鼠多次繁殖，看生殖能力受饲料的影响。让人注意的后面的实验。第三窝和 第四窝小鼠在体重，数量有明显差别。因此让人们认为bt类食物会影响生殖能力。可是 在前面那一组实验里，小鼠并没有统计意义上的差别。也就是说在第一组里，没有观察 到bt饲料的负面影响。 这2个实验是相互矛盾的，也就是说，如果要证明bt作物对人类有毒性，还需要实 验更进一步。反过来说，bt作物对人体无毒的实验已经做过很多了，其中包括给小鼠喂 大量纯bt蛋白等等。如果没有更进一步的实验，则不能说明bt作物对人类是有害的 。 7）最后一个就是所有转基因作物都要面对的问题：基因污染。同种植物之间存在杂交 的可能性，一旦转基因作物和临近杂草/非转基因作物发生杂交，就会有可 能将bt基因 传给下一代野草/传统作物。有科研人员认为bt基因可能会污染传统非转基因玉米，而 被插入的转基因片段也不稳定（Quist D, Chapela IH (November 2001). "Transgenic DNA introgressed into traditional maize landraces in Oaxaca, Mexico". Nature 414 (6863): 541–3），这个就是著名的墨西哥星联玉米事件。 对此，立刻有科学家作出反击，同样的文章也发表在nature上 （Kaplinsky N, Braun D, Lisch D, Hay A, Hake S, Freeling M (April 2002). "Biodiversity ( Communications arising): maize transgene results in Mexico are artefacts". Nature 416 (6881): 601–2），他们认为Chapela犯了最基本的错误，他使用了错误的 方法而得到了假信号。因此nature特别发表声明"现有的证据不足够支持原文章的论点 the evidence available is not sufficient to justify the publication of the original paper" 但是这个研究引起了极大的争议，即使是相反的文章发表的nature之后。有关动机 /人品/阴谋种种说法泛滥，再加上义和团大师兄的推波助澜，这已经远离科学，而成为 一个証痣话题。 2005年，在美国科学院院刊发表了文章，说明并没有发现基因污染。然而争论并未 结束。 最后谈一下由于食用或者其他接触，转基因作物携带的基因是否会漂移到人身上？这也 是被广泛考虑的一个转基因食物安全问题。除了生殖之外的不同物种之间dna交换也是 有可能的。这一般通过病毒/细菌：病毒/细菌可以把一个宿主的片断dna传递到另外一 个宿主身上。如果病毒/细菌在不同物种之间蔓延，就有这个可能性传递dna。这叫基因 的水 平转移（Horizontal gene transfer）。其他媒介，比如说寄生虫也可以起到类 似作用。这种转移广泛发生于低等生物比如说原核生物如细菌。 在真核生物 内（动物和植物），这种情况同样发生，比如说1999 年, Jordan 等 报道了copia 反转录转座子从黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)中通过水平转移进 入到另一种果蝇(Drosophila willistoni)中, 并且指出寄生螨虫(Parasitic mites)和 昆虫病毒(Insect viruses)可能是发生基因水平转移的介质。还有一个证据就是“垃圾 基因“，人体内有大量不会表达的基因。这些基因被认为可能是通过水平转移所接受的 没有用处的礼物。但是尚未有完整的研究指出在真核生物，尤其是脊椎生物发生基因水 平转移的几率 如果有兴趣的人可以看这两个文献 The Cobweb of Life Revealed by Genome-Scale Estimates of Horizontal Gene Transfer，Fan Ge, Li-San Wang, Junhyong Kim，PLoS BIOLOGY Phylogenetic analyses of diplomonad genes reveal frequent lateral gene transfers affecting eukaryotes. Andersson JO, Sjögren AM, Davis LA, Embley TM, Roger AJ， Curr Biol 13: 94–104. 第一篇文章是免费的。 此外，基因以及其他大分子也可以通过食物进入人体系统。这就是为什么人会发生 食物过敏的一个原因。在幼儿时期，消化系统发育未成功，以及人体消化系统有溃疡的 时候，dna和大分子比如说蛋白质可以进入血液系统。 这两种情况下，存在非常小的几率导致作物的DNA和人的DNA发生融合。这种融合第 一是非常危险的，第二大部分是没用的。这种发生的几率是非常弱的。如果要发生，我 们也要第一担心的原作物自己的基因。水稻有3万多个基因，在基因水平转移如此之低 的几率下，也只有三万分之一可能会是新的转基因。不过无论是 什么基因，即使是自 然的基因也好，基因水平转移的活动也是致命的。我不知道“自然主义者”是不是因此 就会因此开始辟谷也保护自己的基因？ |
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第七章
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