美国科学院院士：转基因的应用还很初级，它是很好的技术

转基因到底是个什么东西？为什么要用转基因，能解决什么问题？

朱健康教授作为国际著名植物生物学家，并不直接从事转基因技术研究，他将转基因技术置于整个农业发展历史的角度进行观察，认为转基因是传统育种技术的延续，转基因的应用仍然很初级，潜力远没有发挥出来，但它是一个非常好的技术，有助于应对人类面临的资源和环境挑战。


朱健康：国际著名植物生物学家，美国科学院院士


人类一直在改良农作物

人类最早是从自然界采集东西作为食物的，有什么就吃什么，然后慢慢地种植采集的东西。一万年前左右开始驯化植物，玉米就是驯化非常好的例子，最早的玉米也可以吃，但是玉米棒特别小，产量非常低，株型跟现在各方面都不一样，现在的玉米棒子很大了。


▲墨西哥特瓦坎山谷考古遗址出土的玉米

所谓驯化，一方面是从自然变异里面选出我们想要的东西，自然界的变异由多种因素造成，有基因组复制相关的随机突变，有宇宙辐射，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，没有漂移就不可能产生我们现在的油菜。从大的视野来看，基因漂移是产生生物多样性主要的因素。

现代意义上的第一次绿色革命，其中一种技术就是杂交育种，它在上世纪30年代被发现利用，到了60年代的时候，美国基本都是杂交玉米了。还有我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，第一次绿色革命不光有杂交育种技术，化肥也非常重要。用了化肥以后，小麦就会长得更好，产量更高。化肥对农业贡献非常大，当然也带来了资源和环境的挑战，比如中国使用的化肥比任何国家都多，由于化肥的滥用，造成河流污染。

还有农药的问题，中国使用的农药也特别多。农药喷到粮食、蔬菜、瓜果上，不会一下子被雨水全部冲走，会有一定残留，需要彻底清洗去除。如果你真正对食品安全特别关心，那就应该先关注农药残留问题，把注意力放在转基因上，那都是误导，因为它让真正的问题得不到解决。

转基因技术的意义在于扩展基因资源

转基因育种跟传统育种的区别是什么呢？要育种必须有遗传变异，有的变异是自然产生的，辐射产生的，还有很大部分是基因漂移造成的，物种间的杂交造成的。

但是转基因不一样，自然变异没有的资源，比如抗虫需要BT基因的东西，植物里面没有，细菌里面有，就可以用。转基因的技术就是把你需要的基因直接放入目标植物里。转基因的意义在于扩展了基因资源，它不依赖于现有的变异，同种可以引进去，不同种也可以把基因拿过来用。

转基因的话题我们讨论了很多，这里面涉及到各个层面，对于有些人来说，首先是意识形态的问题，比如是认为原生态的好，还是人为干预的好。如果你对转基因有天生的恐惧，那以后吃红薯就要担心了，因为现代科学已经发现，红薯就是“天然”的转基因食物，所有的红薯基因库里都有农杆菌的基因，它是自然侵染进去的。


▲第一个转基因作物—红薯，并不是由科学家在实验室里设计出来的，而是天然产生的。

基因组编辑技术用于农业定向育种潜力巨大

当然，传统转基因技术存在插入位点随机、操作效率较低等不足，比如你想把BT基因放进去抗虫，但也许影响了旁边一个基因，这个基因可能是抗病的，或者是跟产量有关的，这样就不好了，但通过性状筛选可以查出来，只是这个过程很慢，也需要很大投入。

所以，我们需要更好的技术，更好的技术就是最近几年兴起的基因组编辑技术，这是革命性的技术，它在2012年和2013年连续入选了科技进展TOP10。

所谓基因编辑，就是你觉得哪个基因不好，就把它去掉，把需要的基因加进去。好比你要编辑一个文档，首先要找到想编辑的词，找到以后编辑是很容易的。那么怎么识别这个基因呢？有利用锌指核酸酶的，这种方法已经有20多了，但现在很少在用；TALE核酸酶是2009年问世的，是一大突破；近年来出现的Cas9 RNA技术是革命性的突破，它可以直接修改作物自身基因，当然这项技术也还需要改进。

另外，现在测序技术发展得特别快，主要的农作物都进行了基因测序，它们的基因组也都清楚了。但是光知道序列还不够，还要知道哪些基因跟什么性状有关，将来把这个搞清楚了，再加上更好的基因编辑技术，那么就很强大了，想要什么样的农作物，包括什么株型、味道和抗性的，都可以很好地设计（注：针对的是一个或几个基因能决定的性状）。到那时候，由于这项技术的强大以及它带来的好处，你不接受都很难。

美国也吃转基因原料制成的食品

大家很关心美国的情况，美国的转基因研究几乎涉及到了所有的主要农作物，农作物的重要性越大，有关研究越多。种植的重要农作物如玉米、大豆和棉花，其转基因的比例都达到了90%以上，产值差不多到1300亿美元了（注：2014年的数据），而中国杂交水稻销售额只有12亿美元，所以说，美国的转基因产业已经非常庞大。

美国的转基因农作物主要性状是抗除草剂，还有抗虫，还有产品品质，农艺性状和抗病性，包括高产、抗旱，但是这些性状商业化的还很少，实际上这个是很需要的。

网上流传说美国人不吃转基因食品， 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，但是以它们为原料制成的食品很多人都是吃的，它们作为饲料养鸡养牛，这些肉也都是吃的。

中国农业面临巨大压力，需要转基因技术

中国虽然有很多争论，但从总的趋势来看，中国需要科技支撑。中国国土可耕地大部分在东部，跟美国比差远了，美国大部分都是可耕地。我们这点有限的耕地要供那么多人的粮食，种两季还不行，要种三季，而美国只要种一季。

上次去贵州，贵州山清水秀，本来想洗脑、洗胃，可到处都是秸秆焚烧，秸秆为什么要焚烧？因为秸秆没有地方放，放地里会影响下一茬，美国不一样，因为到第二年种的时候秸秆已经烂的差不多了，不影响种植。


▲图左为中国冬节农田，图右为美国冬季农田

所以，如此高强度的农业造成的资源和环境压力更大，我们更需要先进的科技来去帮助解决这些问题，其中就包括转基因技术。我一直强调，转基因技术的应用还是很初期的阶段，这个技术还不够强大，它的潜力远没有发挥出来，但是我认为它是一个非常好的技术。

（本文为2015年朱健康在上海的演讲整理，有删节，作者未审稿，小标为编者拟，配图出自网络）

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