目前市场上的大豆大部分是转基因大豆,被转入了某种基因,让大豆具有了抗除草剂或抗虫害的能力,这样便于田间管理、减少农药使用、降低生产成本,对环境保护和农民有好处,对消费者则没有明显的好处。这类转基因作物有时被称为第一代转基因作物。
最近美国农业部批准了由杜邦公司研发的一种转基因大豆新品种的种植。这种转基因大豆油酸的含量比较高,比现有的任何大豆品种的油酸含量都高,榨出的油很稳定。通常,人们要用化学方法对食用油进行加工,通过氢化作用产生反式脂肪酸。反式脂肪酸比较稳定,便于储存,但是对健康有害。这种新的转基因大豆油由于已经比较稳定,不必再进行化学加工,不含反式脂肪酸,而且另一种对健康有害的脂肪酸——饱和脂肪酸的含量也降低了20%。像这样改良了食物的营养成分,对消费者的健康有益,能让消费者直接体验到转基因的好处的作物,称为第二代转基因作物。
抗除草剂或抗虫害转基因大豆是用“加法”研发出来的:转入一个外源的新基因。高油酸转基因大豆则是用“减法”研发出来的,让大豆种子中与脂肪酸的合成有关的一个基因不起作用,称为让基因的表达“沉默”。
国内一家一贯在抹黑转基因技术的报纸《国际先驱导报》在报道这则新闻时,把基因沉默技术称为“新一代转基因”,声称“美国正在对转基因技术进行第二次反思”,“美国的转基因技术已经转向,正从挑战天然和违背自然的发展思路转变到‘尊重天然’和‘服从自然’的框架中”。更有人声称,“美国突然推出第二代转基因新技术”实际上是以此向全世界承认“第一代转基因技术已经过时而且失败”。
实际上,基因沉默技术并不是什么新一代或第二代转基因技术。1994年批准上市的第一种转基因食品——转基因西红柿就是用基因沉默技术研发的。
以前,农民要趁西红柿还没有成熟,果实还是绿色的时候就采摘下来。没有成熟的西红柿被运送到商店后,喷上乙烯将它们催熟,变成红色再摆出去卖。这种人工催熟的西红柿没有自然成熟的西红柿好吃。
为什么不等西红柿成熟、变红再采摘呢?因为西红柿成熟后,皮也软了,运输过程中容易破。能不能让成熟的西红柿皮不变软呢?西红柿的皮变软,是因为有一种叫做多聚半乳糖醛酸酶的酶把细胞壁中的胶质给分解了。生物学家们把编码这种酶的基因克隆出来,测定了它的序列。然后合成一个和它相反的“反义基因”。把“反义基因”转入到西红柿细胞中去,会干扰原来基因的活动,让它再也没有办法合成多聚半乳糖醛酸酶,细胞壁中的胶质不会被分解掉,西红柿即使成熟了,皮也不会变软。我们就可以等到它自然成熟了再采摘,不用担心不好运输。这样,自然成熟的转基因西红柿吃起来就要比人工催熟的普通西红柿好吃,而且可以存放很长时间也不会坏。由于转入的“反义基因”只干扰聚半乳糖醛酸酶的基因,不会干扰其他基因,因此转基因西红柿的营养成分没有发生变化。
目前市场上的木瓜大部分都是抗病毒转基因木瓜,它们在研发时也用到了基因沉默技术。采用“减法”要比“加法”的健康风险更低。人们主要担心的是,给作物转入新的基因,生产的新蛋白质会不会有毒副作用或引起过敏。而采用基因沉默技术不让某个基因表达,或者采用基因剔除技术把不想要的基因去除掉,也能改变植物的性状。有时候,只增强或降低已有基因的表达也能达到我们的要求。这些做法都没有引入新的基因,因此也就不用担心新蛋白质会有问题。
此外还有别的方法让转基因变得更安全。例如,如果要引入新基因,可尽量转入其他可食用作物的基因,或者让转入的基因只在非食用的组织表达出来,就不用太担心它生产的新蛋白质能不能吃了。不久前获得安全证书的抗虫害转基因水稻就是只让抗虫害基因在非食用的部位表达,在胚乳中则不表达。所以即使你对抗虫害基因的产物的安全性有疑虑,
也可放心食用,因为在米饭中不含该产物。
采用这些技术研发转基因作物新品种,并不意味着其他的转基因作物就是不安全的,只不过安全风险更低而已。国内有一位经济学教授说,不管是“基因插入”还是“基因沉默”,“后果都是不可预知的”。我不知道为何这位经济学教授自认为比生物学家更懂“真正的生命科学”。对要插入或沉默的基因的功能生物学家都有透彻的了解,转基因的结果通常是可以预知的,而且,为了避免出现未预料到的结果,还要通过生化实验和动物试验检测其安全性,采用的是最严格的食品安全检验标准。如果对这些实验的结果也要怀疑,那是在怀疑整个食品安全检验体系,而不是转基因技术。
任何食品都有不同程度的安全风险,任何技术都有可能产生不可预知的后果。转基因食品迄今为之还没有发现能被确认的对健康不利的一个例子,反倒是杂交技术曾经培育出对健康不利的品种,由于未经检测就上市,后来发现问题了再召回。不知为何那些反对转基因的人士对没有受到同等的严格管理并且出过问题的传统作物反而那么放心?
食物中的剧毒物质
今年6月初的一个早晨,在美国德州中部的一个牧场,一群牛正在吃草。突然,远处的牛仔听到了牛发出了痛苦的咆哮声,他以为有母牛要生产,赶快冲过去,却看到公牛、母牛都瘫倒在地上,有的已经死亡。几个小时后,这家牧场的18头牛死了15头。兽医对这些死牛进行解剖,在它们的体内都发现了氢氰酸,在牧草里也发现了氢氰酸,认定是氰化物中毒。
这件事引起了CBS电视台的注意,他们派记者做了采访,随后在6月24日以“转基因草与牛群死亡有关”为题做了报道,因为记者以为那群牛吃的那种牧草蒂夫顿85号是
一种转基因草。长期以来,世界各国反对转基因技术的人士总爱传一些吃转基因作物导致人畜中毒的小道消息,但都经不起推敲。这一次有大电视台报道,似乎证据确凿,于是这条消息迅速通过脸谱、和微博传遍了全世界。第二天CBS就发了更正,其记者摆了乌龙,分不清转基因和杂交的区别。蒂夫顿85号是一种用杂交方法培育的狗牙根草,早在1983年就已在美国佐治亚州的蒂夫顿培育出来(所以叫那个名字)。即便这种草有毒,也与转基因无关。
那家牧场已种了这种牧草长达15年,以前都好好的,为何突然变成了毒草?这可能和当地长期干旱有关。在恶劣的环境下,原本安全可食用的植物有时会产生毒素。在同一个地区的其他牧场的蒂夫顿85号牧草中也检测到了氢氰酸,但是他们的牛群并没有中毒死亡。为什么只有那家牧场的牧草的氢氰酸含量高到足以立即杀死牛?或许那家牧场的牧草发生了基因突变,或许他家给牧草施的氮肥被氰化物污染。氰化物都含有氮元素,有的就直接被当作氮肥使用。
一提起氰化物,人人知道那是剧毒物质,许多人马上会想起电影里的人物咬胶囊自杀的镜头。但是氰化物并非都是人造的化工产品,在自然界中它到处都是。至少有3000种植物含有氰化物,它们是含有氰基的配糖,氰基了起来,是没有毒的。这些氰基配糖储存在细胞的液泡中,平时可能是作为储存氮元素用的。但是在必要的时候,也可作为植物保护自己、抵抗不受欢迎的害虫和草食动物的化学武器。害虫、草食动物在咀嚼草木时,植物细胞的液泡破裂,里面的氰基配糖跑出来,细胞质里的酶把配糖中糖的部分去掉,就产生了剧毒的氢氰酸。高粱的根中含有高含量的氰化物,所以不怕害虫根萤叶甲的入侵,根萤叶甲一吃它的根就会被毒死,而高粱的近亲玉米就没有那么幸运,根萤叶甲成了破坏性最强的玉米害虫之一。
我们吃的食物中,有很多都含有氰基配糖,包括小麦、大麦、荞麦、蚕豆、四季豆、
苹果、梨、杏、竹笋等等。只不过这些植物可食用的部分中氰基配糖的含量很低(我们的祖先在培育植物时已无意中替我们做了选择),我们每次吃的量很少(跟牛吃的草相比),人体内有酶把它们转化成较为无害的形态,所以吃了不至于中毒。但是有些人解除氰化物毒性的能力比较差,食物中的氰化物就有导致他们慢性中毒的危险。这些人包括吸烟的人(又一条戒烟的理由)、镰刀型贫血病患者和利伯病患者。利伯病是一种罕见的遗传病,患者在20岁左右两个眼睛出现视神经萎缩。有不少利伯病患者在喝了苹果糖浆后,由于里面的氰化物而失明。
食物的氰化物通常集中在我们不吃的部分,例如苹果核、桃仁、杏仁中。这些不可食用的部分有时被误食或当成药物来使用,就有氰化物中毒的危险了。桃仁和杏仁都是常见的中药,有时还被当成补品。古人认为它们有“小毒”,其实它们都含有大量的氰基配糖——苦杏仁苷,吃下去后,被肠道细菌中的葡萄糖苷酶分解,产生有毒的氢氰酸。儿童一次吃几粒桃仁、杏仁就可发生中毒,甚至死亡。有人以为把桃仁、杏仁炮制、煮沸了就无毒,这是很误导人的,因为炮制、煮沸只能去掉桃仁和杏仁中已有的氢氰酸,但是去除不了苦杏仁苷,苦杏仁苷吃下去后还是会被水解成氢氰酸,还是有毒。(作为食品的甜杏仁中苦杏仁苷含量甚微,一般不会引起中毒)
人们通常以为只有化工产品、化学药品才有毒,天然药物、食物是无害的,却不知道所谓天然的东西同样由化学物质构成,同样可能含有有毒、有害成分。不知道这一点,就很容易成为植物化学战争的牺牲品。
2012.7.11
别怕,不是要转你的基因
两年前,对转基因食品的恐慌从欧洲蔓延到了中国。绿色和平组织在中国的代理人指控雀巢产品含有未标明的转基因成分,愤怒的消费者因此控诉外国大公司试图拿中国人当小白鼠做试验。最近,由于中国有关部门启动大规模种植转基因水稻的评价程序,再次在中国掀起了反对转基因作物的风波。这回的矛头所指却是中国研究转基因作物的科学家,《南方周末》12月9日头版头条的导言很好地概括了这种指责:“在转基因稻米的安全性存疑的情况下,中国一些科学家大力推动这种产品的商业种植,让人怀疑其中关联的利益。” 大米做为中国人的主食,其安全性问题要比任何一种食品都更能触动中国人的神经。但是我们并没有见到转基因食品的反对者有什么证据来支持他们对安全性的质疑,反而有许多证据表明目前上市或准备上市的转基因食品是安全可靠的。反对者只能采用“现在证明是安全的并不能说明将来就没有问题”这种狡辩。 如果我们接受这样的逻辑,那么我们也可以质疑任何食品的安全性。比如,我们更有理由质疑杂交水稻的安全性。转基因水稻转入的不过是一种或少数几种我们已知其功能的基因,而杂交水稻却是把成千上万个我们还一无所知的基因混杂在一起,尽管我们目前没有发现这会有什么隐患,但是谁敢保证将来就一定不会被发现有问题?我们甚至还有证据表明普通水稻是有害健康的。大米中含有肌醇六磷酸,这种分子能和食物中的铁结合使铁不容易被肠道吸收,因此以大米为主食的人容易患上缺铁性贫血。那么我们是不是应该宣布大米是不安全的食品而反对种植水稻?事实上,用转基因技术恰恰可以克服大米的这个害处。目前正在推广中的“金大米”,为此转入了三个外源基因,分别用于破坏肌醇六磷酸、制造用于储存铁的铁蛋白和帮助肠道吸收铁。
我接触过很多反对转基因的人士,发现他们有一个共同点:并不知道转基因是怎么回事。许多人望文生义,误以为转基因食品要转变人体的基因,为此忧心忡忡。从上面举的金大米例子可知,转基因指的是把外源基因转入作物之中发挥有益的作用,并不是要转变人的基因。那么,如果人吃了转基因大米,会不会无意中也把人的基因给转了?这是不可能的,因为所有的基因,不管是大米原有的,还是人为转入的,化学成份都一样,都是由
核酸组成的,在人的消化道中都会被消化掉,而不会被人体细胞直接吸收、利用。如果你担心转基因大米中那一两个外源基因会在你的体内作怪,那么大米中原有的成千上万个基因同样值得你的担心。因为所有基因的化学成份完全一样,如果人体有可能吸收、利用某个外源基因,也就可能吸收、利用其他外源基因。那样的话,我们吃任何食物,都有可能被转了基因!
这就是为什么这种对转基因食品的恐慌会让专业人士哭笑不得。那些反对转基因最激烈、嗓门最大的人,往往并不知道自己在反对什么。甚至连绿色和平组织也难以搜罗到懂行的分子生物学家充当科学顾问。这次为绿色和平组织撰写《中国转基因水稻对健康和环境的风险》的两名科学顾问,一个是兽医,一个是土壤专家;接受《南方周末》专访的另一科学顾问是美国一所野鸡大学的政治学教授,他们懂多少分子生物学,在转基因问题上有何权威性可言? 正因为这些专职反对转基因技术的人士自己也知道无法从学术上赢得辩论,所以只能散布阴谋论,把支持转基因技术的分子生物学家全都妖魔化为利欲熏心之徒,而无视这样一个基本事实:并不是所有的分子生物学家都从事转基因技术的开发,更不是都有商业利益在里头,他们之所以支持转基因技术,不过是因为比一般人更明白什么是转基因罢了。 反对转基因的活动家把自己打扮成反抗科学界阴谋、为公众代言的勇士。他们的立场早已确定,并不只是要反对某种转基因作物,而是要反对一切转基因产品,在甚至连基因是什么都不甚了然的公众中制造恐慌、煽动仇恨。所以试图用更多的证据说服他们是无济于事的。但是如果我们听任他们在媒体上愚弄世人而不加以反击,那么这项刚刚起步、有着无限美好的应用前景、甚至可能最终解决饥饿和营养不良问题的新技术,就能被以正义的名义扼杀掉。
虫都不吃,人可以吃
“绿色和平”组织近日举行新闻发布会,宣称他们在湖北地区发现了未经批准
种植的转基因水稻。这些水稻含有一种名叫Bt的毒蛋白基因,能抵抗水稻的主要害虫——螟虫。他们提出:“虫都不吃,人怎么可以吃呢?” 这种逻辑能迷惑许多人,甚至某些科学家也在使用。我曾经收看过一位著名水稻育种专家的电视访谈节目,他在总体上支持转基因作物的同时,也对含Bt基因的
作物表示了保留意见,理由也是:它能杀死害虫,会不会也有害人体健康呢?
在看了这个节目后,我对这位名人的敬意不由大减。有关Bt的研究文献可谓汗牛充栋,他不先去了解一下,就在电视上提出质疑,由于其崇高的声望,将会误导一般的公众,这是很不负责任的。 而且,他竟然忘了这么一条常识:由于昆虫和人的生理状况不同,能杀死昆虫的,却不一定能危害人体。许多蔬菜、水果由于含有天然杀虫剂、驱虫剂,虫子是不吃的,但是我们人却大吃特吃,例如西红柿、柑橘、葱、蒜、辣椒、胡椒等等。这些天然杀虫剂、驱虫剂有些可能不利于人体健康,但是也有些不仅对人体无害,
甚至可能有益,例如柑橘含有类柠檬酸,是一种天然的驱虫剂,有报道说也具有抗癌作用。
Bt毒蛋白正是对人体最安全的天然杀虫剂之一。它来自于苏云金芽孢杆菌(拉
丁学名Bacillus thuringiensis,因此简称Bt),是杆菌芽孢中分泌的一种蛋白
质晶体,称为“内毒素”。这种内毒素是无毒的。昆虫吃了苏云金芽孢杆菌的芽孢
后,内毒素晶体在昆虫的肠道中溶解,并经过昆虫肠道中的蛋白酶加工,被激活变成了有毒性的蛋白毒素,与肠道细胞表面上的受体结合,造成昆虫肠道穿孔。昆虫因此不再
进食,1-3天后就饿死了。
很早以前,这种生物毒素就被做为生物农药使用,向作物喷洒。所谓“有机作
物”、“绿色作物”并不是不洒农药,而是洒Bt内毒素这样的生物农药。但是这种
生物农药要比化学农药贵很多。1981年,编码Bt内毒素的基因被克隆出来了。将该基因转入到作物细胞中,这样培养出来的转基因作物也能分泌内毒素,害虫吃了转基因作物的叶子后,也吃进了内毒素,将会被毒死。因此,栽培抗虫害转基因作物,
可以不用或者少用农药。目前栽培得最多的是抗虫害转基因玉米和转基因棉花。
那么为什么Bt内毒素对人、畜无毒呢?这有几方面的原因。我们在吃食物时一般是要加热、煮熟才吃的,内毒素是一种蛋白质,蛋白质加热后会变性,实验表明,
内毒素在60摄氏度的水中煮一分钟就失去活性。即使是生吃也没有关系,内毒素只有在昆虫肠道碱性环境下才能加工成有毒的蛋白,而人和牲畜的胃环境是酸性的,并且它们肠道细胞表面不含有毒素蛋白的受体,因此不会中毒。被人和牲畜吃下去的毒素,会像其他蛋白质一样被消化、分解掉。
美国使用Bt内毒素做为生物农药已有几十年的历史,大面积种植含Bt基因的抗虫害转基因作物也已有十来年的历史,迄今未发现一例人畜因吃这种作物中毒的。用老鼠和绵羊做的实验也表明吃Bt内毒素不会影响哺乳动物的身体健康。
化学农药残余量过高,一向是食品安全的一大隐患。既然种植Bt转基因作物可以不用或少用农药,那么不仅可以节省费用,而且可以避免农药污染,对保护环境和身体健康,
都是大有好处的。从这个意义上说,Bt转基因作物更环保、更安全、更绿色。“绿色和平”组织不去管化学农药的过度使用,却肆意反对转基因作物,正与其“环保”主张背道而驰。
2005.4.18.
(中国青年报2005.4.20)