20世纪后期,生物工程迅速发展,给人类生活
带来了巨大的变化。有人说,生物工程给人类带来
了更大的希望,也有人说,它也会相应给人类带来灾
难。学者们众说纷纭,褒贬不一。其中,植物转基因
工程更是如此。
植物转基因工程就是指通过基因枪等基因工程
手段,将一种或几种外源基因转移到原本不具有这
些基因的植物体内,并使之有效表达,产生相应性
状,这种具有相应性状的植物称之为转基因植物。
1983年,第一例转基因植物———转基因烟草问
世。从此,转基因植物的研究就以惊人的速度发展,
人类看到了更大的希望。1986年,抗虫和抗除草剂
的转基因棉花首次进入田间实验,此后转基因植物
在全球范围内飞速发展,种植面积不断扩大,给人类
带来了非常明显的经济效益。在这同时,人类也注
意到了它可能潜在着的一系列危害,即可能对环境
产生不利影响,影响到生物多样性的保护和持续利
用,并且对人类健康也可能有潜在的危害。
1 转基因植物的利用
植物转基因工程的目的旨在通过导入有用的外
源基因,获得转基因植物,用于植物的改良和有效成
分的生产。目前在抗除草剂、抗虫、抗病、控制果实
成熟以及植物生物反应器等方面已获得了一系列令
人鼓舞的成果。
1.1 抗除草剂的转基因植物
化学除草剂在现代农业中起着十分重要的作
用,理想的除草剂必须具有高效、广谱的杀草能力,
而对作物及人畜无害。但这样的除草剂成本越来越
高,通过转基因技术,在作物中导入抗除草剂基因,
获得抗除草剂作物,就能有效地解决这些问题,提高
经济效益,使除草剂的应用更加方便。据报道,现已
成功地获得了转aro A基因的番茄、油菜、大豆、杨
树等,在田间试验中表现出对除草剂的良好抗性。
1.2 抗虫的转基因植物
虫害对农业生产的危害非常严重,如能在植物
体内转入抗虫基因,使植物获得抗虫性,增加对虫害
的抵抗力,将对农业生产具有重要意义。基于这个
目的,人们现已成功地将苏云金芽孢杆菌(Bacillus
thurigiensis)的B.t毒蛋白基因转入了烟草、番茄、马
铃薯、甘蓝、棉花、杨树等植物,使这些植物获得了抗
虫性。
1.3 抗病的转基因植物
据报道,将烟草花叶病毒(TMV)、黄瓜花叶病毒
(CMV)、马铃薯X和Y病毒(PVX和PVY)、大豆花
叶病毒(SMV)、苜蓿花叶病毒(AIMV)等病毒的外壳
蛋白基因导入不同的植物体后,这些植物均获得了
对相应病毒的抗性,这有望应用于农业生产。
1.4 抗逆的转基因植物
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小分子化合物(如脯氨酸、甜菜碱、葡萄糖等)与
植物忍受环境渗透胁迫的能力有关,人们若能将与
脯氨酸或甜菜碱等合成有关的酶的基因克隆后转入
植物,有望提高植物对干旱和盐碱等逆境的抗性。
有报道说,人们现已成功地将相关基因转入了烟草、
苜蓿、马铃薯等植物,使它们获得了对不同逆境的抗
性。
1.5 植物生物反应器生产药物蛋白
生物反应器(bioreactor)是指利用生物系统大规
模生产有重要商业价值的外源蛋白质,用于医疗保
健和科学研究。将不同的基因转入植物,可使转基
因植物产生植物抗体、口服疫苗、植物药物和人类蛋
白质等。据报道,到目前为止,人们已成功地获得了
4种具有潜在医疗价值的植物抗体。
2 转基因植物存在的潜在风险
2.1 转基因作物对生态环境的潜在风险
在耕地上栽种那些实验室里培育出来的转基因
植物可能会对生态环境造成许多负面影响,转基因
植物对非目标生物可能造成危害,转基因植物通过
基因漂变对其它物种也可能产生有害影响。
2.2 对人类健康的潜在危害
转基因食品里的新基因可能对消费者造成健康
威胁,因为转基因植物是在传统植物接受了动物、植
物、微生物的基因的基础上形成的,所以很可能对人
类健康产生影响。人们正在关注这样一些问题:毒
性问题、过敏反应问题、对抗生素的抵抗作用问题、
营养问题等。
3 展望
20世纪末生物技术取得了突飞猛进的发展,其
涉及面之广、进展之快乃前所未有。从1986年美国
批准第一个转基因作物进行大田试验,至1999年4
月,已有4987个转基因作物被批准进行大田试验。
自1994年至1999年五年间转基因农作物的种植面
积增加了23倍多。美国的转基因抗虫棉花的种植
面积已占其棉花总种植面积的13%。
从发展趋势看,转基因植物将向多元化发展,例
如品质改良、高产、抗逆(抗旱、抗寒、抗低光照、耐盐
碱、耐瘠薄等)的基因工程发展。
随着转基因技术的深入发展,人们也将把转基
因植物应用到医药化工领域,建立基因工厂,从而利
用转基因植物生产各种化工原料和药品,摆脱传统
化工厂对日益短缺的化工原料的依赖和生产过程中
对环境的严重污染。
在21世纪,科学技术更加透明,更加公平,人们
需要更多、更大的知情权,所以,国际社会对这个问
题给予了极大关注,各国政府也高度重视。争论本
身就是推动社会前进的动力。通过争论,弄清是非,
避免破坏性后果的发生,这将推动科学技术沿着健
康的道路发展前进。
任何科学技术都不应该滥用,但也不能扼杀能
给人类和社会创造巨大财富的技术成果。在应用植
物转基因工程技术中,人类应该像对待其它科学技
术一样,扬长避短,全面、理性地看问题,把握尺度,
使植物转基因工程更加健康地发展,造福全人类。
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