转基因生物离我们有多远?
转基因生物离我们有多远?
文/张敏杰
转基因技术通常也称为基因工程技术，是指利用载体系统的重组ＤＮＡ技术以及通过物理、化学和生物学等方法，将重组ＤNＡ导入有机体的技术。转基因技术是首先在体外进行基因操作，然后转入受体细胞表达。外源基因在受体细胞中的表达可进行人为调控，克服了生物物种之间生殖隔离的自然屏障，可按照人们的意志创造出自然界中原来并不存在的新的生物功能和类型。
1 转基因植物
转基因作物的研究规模已达到了空前的水平。自1983年世界上第一例转基因抗病毒植物诞生以来，转基因作物的研制、中间试验、田间释放和商业化种植得到了迅速的发展，到1997年底，转基因植物已达几百种；转基因作物于1986年在美国和法国首次进入大田试验，到1997年底全世界转基因作物的田间试验已达25000多例；1994年，美国批准了转基因延熟番茄的商业化生产，到1997年底，全世界共有51种转基因植物产品被正式投入商品化生产。
转基因作物的种植面积正在迅速扩大。全世界转基因作物的种植面积在1995年仅为1．2×10６ｈｍ２，1996年为2．84×10６ｈｍ２，1997年为1．25×10７ｈｍ２，1998年为2．78×10７ｈｍ２，1999年增至3．99×10７ｈｍ２。2000年进一步增至4．42×10７ｈｍ２，2001年已达5．26×10７ｈｍ２。2001年全球转基因作物按作物种类统计为：大豆占46%，棉花占20%，油菜占11%，玉米占7%；按国家统计：美国占70%（面积，下同）、阿根廷占22%、加拿大占6%、中国占1%～3％，上述4国占全球转基因作物种植面积的99%；按目标性状分类：抗除草剂转基因作物占77%，抗虫转基因作物占15%。据统计，1999年美国转基因大豆、棉花和玉米的种植面积，分别占该国相应作物种植面积的55%、50%和30%。
转基因作物具有巨大的经济效益，1997年美国转基因抗虫棉种植面积为1×10６ｈｍ２，平均增产70%，每公顷抗虫棉可增加净收益83美元，直接经济效益近1亿美元；1998年美国种植转基因抗虫玉米达5×10６ｈｍ２，平均增产9%，其净收益为68．1美元／ｈｍ２，可产生直接经济效益3．4亿美元。1995年全球转基因作物的销售额仅为0．75亿美元，1998年达到12亿美元～15亿美元，2000年已达30亿美元，5年间增加了40倍。预计2005年将达60亿美元，2010年将达到200亿美元。
2 植物用转基因微生物
自上世纪80年代以来，重组农业微生物工程研究取得了突破性进展，其中新型重组固氮微生物研究已进入田间试验，一些杀虫、防病遗传工程微生物进入田间试验或商业化生产。防冻害基因工程菌株已于1987年进入田间试验，防治果树根癌病工程菌株也于1991年和1992年先后在澳大利亚和美国获准登记，目前已在澳大利亚、美国、加拿大和西欧一些国家销售，这是世界上首例商品化生产的植病生防基因工程细菌制剂。具有杀虫活性的转Ｂ．ｔ基因工程细菌，自1991年起已有多个产品进入市场。在高铵条件下仍保持良好固氮能力的耐铵工程菌株，也进入田间试验。
3 转基因动物
转基因动物主要应用于以下几个方面：改良动物品种和生产性能；生产人药用蛋白和营养保健蛋白；生产人用器官移植的异种供体；建立疾病和药物筛选模型；生产新型生物材料等。1998年全球动物生物技术产品总销售额约为6．2亿美元，预计2010年总销售额将达到110亿美元，其中75亿美元是转基因动物产品。
4 兽用基因工程生物制品
兽用基因工程生物制品是指利用重组ＤＮＡ技术生产的兽用免疫制剂。主要包括：单克隆抗体等诊断试剂，目前国内外正在研究、开发或已应用的单克隆抗体诊断试剂已达1000多种；基因工程疫苗，已有44例获准进行商品化生产，其中重组亚单位疫苗30例，基因缺失活疫苗12例，基因重组活疫苗2例。此外，还有ＤＮＡ疫苗和兽用基因植物源生物制品等。
5 转基因水生生物
迄今为止，全世界研究的转基因水生生物达20余种，已有8种进入中间试验，其中我国有一种两例，仅有大西洋鲑1种可能已开始小规模商品化生产。
6 我国农业转基因生物研发现状与产业化概况
我国转基因植物的研究开发始于20世纪80年代，1986年启动的863高新技术计划起到了关键性的导向、带动和辐射作用。据1996年统计，国内正在研究和开发的转基因植物约47种，涉及各类基因103种。1997年～1999年，有26例转基因植物获准进行商业化生产。按转基因性状分：抗虫16例，抗病毒9例，改良品质1例。按作物划分：棉16例，番茄5例，甜椒4例，矮牵牛1例。
转基因抗虫棉是国内植物基因工程应用于农业生产的第一个成功范例，使我国成为继美国之后独立研制成抗虫棉，并具有自主知识产权的第二个国家。1998年～2001年4年累计种植逾1．3×10６ｈｍ２，减少农药使用量70%以上，产生了巨大的社会、经济和生态效益。由于其伞形辐射的带动作用，抗虫转基因水稻、玉米、杨树等一批后继转基因产品正在进行田间试验，蓄势待发。转基因技术将使农业产业发生深刻的结构变化，向农业与医药、农业与食品、农业与加工结合的方向发展。
我国植物用转基因微生物研究已取得长足进展，正在研发的防病杀虫微生物13种，涉及基因16种；固氮微生物8种，涉及基因12种，大多已进入中间试验和环境释放试验。我国兽用基因工程生物制品研究与产业化进展迅速，已有近70种单克隆抗体等诊断试剂投放市场，2例基因工程疫苗获准进行商品化生产，其中重组亚单位疫苗1例，基因重组活疫苗1例。
我国转基因水生生物研究取得了举世注目的成就，1985年，我国培育出世界首批转基因鱼。此后，培育出比正常生长速度快3倍～4．6倍的转基因泥鳅。目前，转生长激素基因鲤、转大麻哈鱼生长激素基因鲤均进入中试阶段。此外，我国还开展了藻类、贝类等其他水生生物的转基因研究。我国转基因动物研究成绩斐然，生长速度快、瘦肉率高、对某些病毒有一定抗性的转基因猪培育成功，乳腺组织能够表达人药用蛋白凝血因子IX、人生长激素、人红细胞生成素的转基因羊已进入中试和安全性评价阶段，此外，还成功地培育了转基因牛。
7 结语
近年来，农业转基因生物研究取得了突飞猛进的发展，一大批抗虫、抗病、耐除草剂、高产优质农作物新品种相继问世，一批具有固氮、杀虫、防病活性遗传重组农业微生物相继研制成功。1995年以来，在各国政府的积极参与下，转基因生物产业化的步伐明显加快，规模急剧扩大。国际科学界和产业界公认，信息技术和转基因技术是21世纪关系国家命运的关键技术和作为创新产业的经济增长点，将在解决人类面临的粮食安全、环境恶化、资源匮乏、效益衰减等问题上发挥日益重要的作用。
