转基因作物能不能增产、抗虫？
【按】转基因作物能不能增产在科学上已有定论。比如具有抗除草剂性状的品种与其不含抗除草剂基因的普通品种比较，在不计经济投入的前提下，具有转基因性状的品种产量会与普通品种持平或略低，不会更高。所以，从这个角度将，转基因并不能增产。
（百度百家，方舟子/文）
全国政协委员崔永元在其反对研究、推广转基因作物的提案一开头就说：“国内外无数的研究和时间反复证明、转基因作物不能增产，迄今世界上还没有任何一种转基因作物是增产的，连美国农业部（USDA）报告都不（得不）承认，转基因作物没有提高产量甚至还有可能下降。”崔永元当然没看过也看不懂美国农业部的报告。他的说法源自其反转“科学顾问”，主要是一个退休多年的“农业专家”（退休前做玉米育种“战略研究”）佟屏亚。按照这个“农业专家”的说法，转基因作物不仅不能增产，而且不能抗虫：“转基因有两个软肋，第一个就是所谓‘增产’。报纸上老在说转基因能增产、能高产，这是最能唬人的。事实上转基因不增产，更谈不上高产。第二个软肋就是所谓‘抗虫基因’。这也是骗人的。它解决不了生产上用农药的问题。”那么转基因作物究竟能不能增产、抗虫呢？这两个问题是相关的，我们先来看第一个问题，转基因作物能不能抗虫？
这个问题的提出本身就显得奇怪，因为现在种植最多的转基因作物，就是抗虫转基因作物。它们转入的外源基因来自于苏云金芽孢杆菌（拉丁学名Bacillus thuringiensis，因此简称Bt），这种杆菌芽孢分泌一种蛋白质晶体，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。
那么Bt内毒素对人、畜有没有毒呢？人、畜的肠道细胞表面不含有Bt毒素蛋白的受体，因此不会中毒。被人和牲畜吃下去的内毒素，会像其他蛋白质一样被消化、分解掉。实际上，Bt内毒素也不是对所有的昆虫都有毒的，只对鳞翅目（蛾、蝴蝶）昆虫有毒，对其他的害虫抗不了（有的Bt菌株也能产生对双翅目（苍蝇、蚊子）、甲翅目（甲虫）有毒的Bt内毒素）。但是鳞翅目害虫是某些农作物最主要的害虫，例如棉花害虫棉铃虫，玉米害虫玉米螟，水稻害虫二化螟、三化螟、稻纵卷叶螟，把这些主要害虫控制住了，就能少洒很多农药。根据对中国种植转基因抗虫水稻试验田的研究，中国转基因抗虫水稻与非转基因水稻相比，农药施用量减少80%（文献1）。根据美国科学院在2010年发布的报告《遗传工程作物对美国农业可持续性的影响》（The Impact of Genetically Engineered Crops on Farm Sustainability in the United States），在玉米和棉花中使用Bt毒素控制害虫是成功的，随着抗虫作物的采用，杀虫剂的使用已下降。自推广转基因作物以来，减少农药使用达4亿7400万千克（文献2）。
和对化学农药一样，在自然选择的作用下，害虫会逐渐对Bt内毒素产生抗性，出现所谓“超级害虫”，导致抗虫转基因作物失灵。为了尽量避免出现这种情况，美国环境保护署规定，在种植抗虫害转基因作物的田地周围，必须保留一块专门种植普通作物，让害虫有个避难所，这样，那些能够抵抗毒性蛋白的突变将会被稀释掉，超级害虫也就不会进化出来。一直到2009年，在大规模种植抗虫转基因作物十多年后，才首次出现了能抗Bt内毒素的害虫。不过这并不是多么恐怖的事情，因为Bt基因有很多类型，一旦发现害虫对某种类型的Bt转基因作物产生了抗性，就可以改种其他类型的Bt转基因作物。所谓“超级害虫”只是对某种类型的Bt有抗性，并不是百毒不侵的。现在也有同时转入两种类型的Bt基因的转基因作物，如果害虫对其中一种类型产生抗性，仍然会被另一种类型毒死，这让害虫对转基因作物出现抗性的概率大为降低。
我们再来看第二个问题，转基因作物能不能增产？那个“农业专家”认为转基因作物能增产是骗人的，因为没有“增产基因”。实际上“增产基因”是有的。我们已经知道，有些基因与作物的高产有关，其中主要是一些能提高光合作用效率的基因。目前国际上有一个碳四水稻研发项目，集中了十几家研究机构的力量，用转基因技术，要把水稻从固碳效率低的碳三植物变成固碳效率高的碳四植物。一旦研发成功，将能让水稻增产50%，提高水分利用率1倍，并降低对肥料的需求。目前碳四水稻还处于初步研发阶段，那么是不是意味着现有的转基因作物都不能增产呢？不是。还有别的基因可以用来增产。例如阿根廷研究人员从向日葵提取了一个抗旱基因HB4，转入玉米、小麦、大豆中，让这些品种获得更强的抗干旱和抗盐碱能力，经过三年的田间试验，发现单产因此能增加10%～100%（文献3）。
目前种植最多的抗虫害转基因作物和抗除草剂转基因作物，并不直接增产，但是由于比同类非转基因产物能更好地控制虫害和杂草，所以能间接增产。对此有很多研究报道：
美国《科学》杂志报道，中国转基因抗虫水稻比非转基因水稻产量高出6%，农药施用量减少80%，同时还降低了其对农民健康的不良影响（文献1）。
《美国科学院院刊》报道，据德国研究人员对印度2002-2008年间种植转基因棉花的研究，抗虫转基因让棉花亩产增加了24%，让农民种棉花的利润增加了50%（文献4）。
《遗传改造作物与食品》杂志报道，美国抗玉米螟转基因玉米增产7%，抗玉米根虫转基因玉米增产7%，抗虫转基因棉花增产9.8%。中国抗虫棉增产10%。南非抗虫玉米增产11.8%，抗虫棉增产24.0%。墨西哥抗虫棉增产10%。菲律宾抗虫玉米增产18.6%，抗除草剂玉米增产5～15%。西班牙抗虫玉米增产9.9%。阿根廷抗虫玉米增产6.4%，抗虫棉增产30.0%，抗除草剂玉米增产超过10%。巴西抗虫玉米增产12%，抗除草剂玉米增产1～4%（文献5）。
最后我们再来看看崔永元在其政协提案中提及的美国农业部报告。美国农业部在2014年2月发布的报告《美国遗传工程作物》（Genetically Engineered Crops in the United States）归纳总结了40项关于转基因作物的产量、杀虫剂使用和净收益的研究结果，其中23项增产，1项小增产，11项产量不变，1项小减产，4项无相关数据（文献6）。可见大部分的研究结果都认为种植转基因作物能够增产，该报告的结论也认为：“采用Bt作物通过减轻虫害损失增加了产量。不过，关于抗除草剂作物对产量的影响的观察证据有好有坏。一般来说，复合种子（具有超过一种遗传工程性状的种子）会比常规种子或只有一种遗传工程性状的种子的产量更高。”这竟被崔委员解读为“转基因作物没有提高产量甚至还有可能下降”并写进了政协提案，难道美国农业部向崔委员提供了一份秘密报告？
何况增产只是种植转基因作物的目的之一，其他目的，例如减少人工，降低生产成本，保护环境，改善食品品质，增加营养素，不也同样重要甚至更加重要？如果转基因作物像“农业专家”说的那样一无是处，怎么可能大规模推广开去？自从1996年大规模种植转基因作物以来，转基因作物种植面积逐年上升。目前美国种植的转基因玉米、大豆、棉花、甜菜的种植面积都已达到90%以上。美国农民又不傻。
2014.3.10
文献：
1.http://www.sciencemag.org/content/308/5722/688.abstract
2.http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=12804
3.http://gain.fas.usda.gov/Recent%20GAIN%20Publications/Agricultural%20Biotechnology%20Annual_Buenos%20Aires_Argentina_7-22-2013.pdf
4.http://www.pnas.org/content/109/29/11652.long
5.https://www.landesbioscience.com/journals/gmcrops/article/24176/
6.http://ers.usda.gov/ersDownloadHandler.ashx?file=/media/1282246/err162.pdf
