朱健康教授是世界闻名植物生物学家,美国普渡大学教授,2010年中选美国国家科学院院士。他将转基因技能置于整个农业开展前史的视点进行调查,以为转基因是传统育种技能的接连,转基因的运用依然很初级,潜力远没有发挥出来,但它是一个十分好的技能,有助于应对人类面对的资源和环境应战。
声明:本文为2015年朱健康在上海的讲演收拾,有删省,作者未审稿,小标为编者拟,配图出自网络
人类一向在改善农作物
人类最早是从天然界收集东西作为食物的,有什么就吃什么,然后慢慢地栽培收集的东西。一万年前左右开端驯化植物,玉米就是驯化十分好的比方,最早的玉米也能够吃,可是玉米棒特别小,产量十分低,株型跟现在各方面都不相同,现在的玉米棒子很大了。
所谓驯化,一方面是从天然变异里边选出咱们想要的东西,天然界的变异由多种要素形成,有基因组仿制相关的随机骤变,有世界辐射,还有基因漂移。基因漂移对驯化植物是很重要的,油菜的基因组就是组合漂移,没有漂移就不可能发生咱们现在的油菜。从大的视界来看,基因漂移是发生生物多样性首要的要素。
现代含义上的第一次绿色革命,其间一种技能就是杂交育种,它在上世纪30年代被发现运用,到了60年代的时分,美国根本都是杂交玉米了。还有咱们熟知的袁隆平先生的杂交水稻,它让水稻的产量更高了。
当然,第一次绿色革命不但有杂交育种技能,化肥也十分重要。用了化肥今后,小麦就会长得更好,产量更高。化肥对农业奉献十分大,当然也带来了资源和环境的应战,比方我国运用的化肥比任何国家都多,由于化肥的乱用,形成河流污染。
还有农药的问题,我国运用的农药也特别多。农药喷到粮食、蔬菜、瓜果上,不会一会儿被雨水悉数冲走,会有必定残留,需求完全清洗去除。假如你真实对食物安全特别关怀,那就应该先重视农药残留问题,把注意力放在转基因上,那都是误导,由于它让真实的问题得不到处理。
转基因技能的含义在于扩展基因资源
转基因育种跟传统育种的差异是什么呢?要育种必须有遗传变异,有的变异是天然发生的,辐射发生的,还有很大部分是基因漂移形成的,物种间的杂交形成的。
可是转基因不相同,天然变异没有的资源,比方抗虫需求BT基因的东西,植物里边没有,细菌里边有,就能够用。转基因的技能就是把你需求的基因直接放入方针植物里。转基因的含义在于扩展了基因资源,它不依赖于现有的变异,同种能够引进去,不同种也能够把基因拿过来用。
转基因的论题咱们评论了许多,这里边触及到各个层面,关于有些人来说,首先是意识形态的问题,比方是以为原生态的好,仍是人为干涉的好。假如你对转基因有天然生成的惊骇,那今后吃红薯就要忧虑了,由于现代科学现已发现,红薯就是“天然”的转基因食物,一切的红薯基因库里都有农杆菌的基因,它是天然侵染进去的。
基因组修正技能用于农业定向育种潜力巨大
当然,传统转基因技能存在刺进位点随机、操作功率较低一级缺乏,比方你想把BT基因放进去抗虫,但或许影响了周围一个基因,这个基因可能是抗病的,或者是跟产量有关的,这样就欠好了,但经过性状挑选能够查出来,仅仅这个进程很慢,也需求很大投入。
所以,咱们需求更好的技能,更好的技能就是最近几年鼓起的基因组修正技能,这是革命性的技能,它在2012年和2013年接连当选了科技发展TOP10。
所谓基因修正,就是你觉得哪个基因欠好,就把它去掉,把需求的基因加进去。比如你要修正一个文档,首先要找到想修正的词,找到今后修正是很简单的。那么怎样辨认这个基因呢?有运用锌指核酸酶的,这种办法现已有20多了,但现在很少在用;TALE核酸酶是2009年面世的,是一大打破;近年来呈现的Cas9RNA技能是革命性的打破,它能够直接修正作物本身基因,当然这项技能也还需求改善。
别的,现在测序技能开展得特别快,首要的农作物都进行了基因测序,它们的基因组也都清楚了。可是光知道序列还不可,还要知道哪些基因跟什么性状有关,将来把这个搞清楚了,再加上更好的基因修正技能,那么就很强壮了,想要什么样的农作物,包含什么株型、滋味和抗性的,都能够很好地规划(注:针对的是一个或几个基因能决议的性状)。到那时分,由于这项技能的强壮以及它带来的优点,你不接受都很难。
美国也吃转基因质料制成的食物
咱们很关怀美国的状况,美国的转基因研讨简直触及到了一切的首要农作物,农作物的重要性越大,有关研讨越多。栽培的重要农作物如玉米、大豆和棉花,其转基因的份额都达到了90%以上,产量差不多到1300亿美元了(注:2014年的数据),而我国杂交水稻销售额只需12亿美元,所以说,美国的转基因工业现已十分巨大。
美国的转基因农作物首要性状是抗除草剂,还有抗虫,还有产品品质,农艺性状和抗病性,包含高产、抗旱,可是这些性状商业化的还很少,实际上这个是很需求的。
网上流传说美国人不吃转基因食物,我没有看到统计数字,说美国多少人吃转基因或多少人不吃转基因,美国人直接吃的玉米大豆不多,可是以它们为质料制成的食物许多人都是吃的,它们作为饲料养鸡养牛,这些肉也都是吃的。
我国农业面对巨大压力,需求转基因技能
我国虽然有许多争辩,但从总的趋势来看,我国需求科技支撑。我国疆土可犁地大部分在东部,跟美国比差远了,美国大部分都是可犁地。咱们这点有限的犁地要供那么多人的粮食,种两季还不可,要种三季,而美国只需种一季。
前次去贵州,贵州山明水秀,正本想洗脑、洗胃,可到处都是秸秆燃烧,秸秆为什么要燃烧?由于秸秆没有当地放,放地里会影响下一茬,美国不相同,由于到第二年种的时分秸秆现已烂的差不多了,不影响栽培。
所以,如此高强度的农业形成的资源和环境压力更大,咱们更需求先进的科技往来不断协助处理这些问题,其间就包含转基因技能。我一向着重,转基因技能的运用仍是很初期的阶段,这个技能还不可强壮,它的潜力远没有发挥出来,可是我以为它是一个十分好的技能。