17日,國内外多名專家齊聚武漢研讨“全球轉基因農作物發展現狀和未來展望”。轉基因的話題,社會上一直吵得沸沸揚揚、莫衷一是。轉基因到底怎麼樣?記者專程前往華中農業大學國家植物基因研究中心、中國種子集團生命科學技術中心一探究竟。
在位于華中農業大學基因樓的國家植物基因研究中心,記者首先來到轉基因的第一站——水稻暗培養室,科學家首先從常規的水稻種子中誘導培育出“愈傷組織”。“這些組織細胞具有發育成再生植株的潛力,但不是每個細胞都能發育成植株。轉基因,是要将基因插入未分化的愈傷組織細胞。”華中農業大學生命科學院副教授、轉基因水稻研發團隊成員陳浩告訴記者。
所謂的轉基因,主要采取三種辦法,一種是通過農杆菌介導法,
再有基因槍法和顯微注射法。但受制于效率原因,後兩種辦法基本上是輔助辦法。農杆菌介導法占目前培育的轉基因作物的80%以上。
科學家将農杆菌做成溶液,将水稻細胞和農杆菌溶液泡在一起,泡過的愈傷組織細胞再進行篩選,選擇其中成功接受轉基因的細胞進行培育。
農杆菌是什麼?為什麼水稻細胞要和它泡在一起?
原來,農杆菌是普遍存在于土壤中的一種細菌,是果樹的緻病菌。如果自然條件下,果樹感染它,就會長“瘤子”,使果樹減産。“實質上植物長了‘瘤子’就是農杆菌侵染植物,利用植物生産它所需的營養,和植物共生共長。”陳浩解釋說。
但科學家也發現,農杆菌是一種天然的植物遺傳轉化系統,并把它譽為“自然界最小的遺傳工程師”。“比如,培育轉基因植物需要利用的抗蟲、抗除草劑、抗旱的基因,都是外源基因,都要通過農杆菌進入到植物細胞中,這些基因插入到植物基因組中,然後我們再‘洗’掉農杆菌。”陳浩介紹。
經過農杆菌侵染并培育後得到的水稻愈傷組織,要去光照培養實驗室,在無菌環境下,封口膜密封的三角瓶中,接受近一個半月的光照誘導,從而産生綠色的再生植株,接着再生根培養半個月,這時候就能得到轉基因植株的苗子。
“轉基因育種不是那麼好做,通常需要從1000個轉基因苗子中最後挑選出一個比較優良的轉基因植株。并且為了保證遺傳的穩定性,至少要有三代穩定遺傳的證據,實質上我們中心研發的轉基因水稻已經做了十幾代,但受國家政策所限,還沒有進行産業化。”陳浩說。
據了解,目前全世界應用最多的轉基因作物是大豆、玉米、棉花和油菜。目前,我國大規模商業化種植的轉基因作物主要是棉花,國産轉基因抗蟲棉面積約占棉花總面積的80%以上。同時,市面上有轉基因番木瓜銷售,但轉基因西紅柿、辣椒等都沒有實現産業化,所以沒有進入市場。截至目前,農業部從未批準任何一種轉基因糧食作物進口到境内種植。
為了了解轉基因種子研究的情況,記者同時探訪位于武漢光谷的中國種子集團生命科學技術中心。該中心于2011年7月投入使用,已獲得“農業部玉米水稻等作物遺傳育種重點實驗室”資質,使中種集團成為國内唯一一家同時參與玉米和水稻育種兩個學科群建設的種業企業。該中心還成功研制出全球首張水稻全基因組6k育種芯片,該芯片能準确判斷育種中間材料的背景并對其進行精确控制,可顯著提升水稻育種效率。
“轉基因,是把科學家發現的優良基因轉移到植株中去,從而創造優質的種質資源。很多人聽起來,就覺得轉基因是個跨界的概念,包括目前我們植入的很多基因都是從細菌中提取的,但在DNA層面上,跨界是個相對的概念。”中國種子集團生命科學技術中心轉基因育種部總監章旺根告訴記者。
漫步在1200平米的溫室中,記者看到水稻、玉米、棉花的轉基因第一代植株正在生長中。“這些都是抗蟲、抗除草劑、抗旱、抗病的各種轉基因作物。”
“為什麼隻能研制抗這些的,難道不能研制既增産又高效還抗蟲抗旱的轉基因?”記者問道?
“在現有科學中,功能基因的發現研究是個非常難的工作。科學非常嚴謹,在現有技術條件下,複合型的多價轉基因作物,研究難度相對較高。所以目前全世界推廣規模較大的主要是抗蟲的Bt基因和抗除草劑的基因。”
“這個轉基因抗蟲,人吃了可怎麼辦?”
“基因和害蟲是對應的關系,每一種基因對應的是一類蟲,并不是能抗其他生物。比如,從Bt細菌中提取的Bt基因,隻能對抗鱗翅目類昆蟲産生作用,比如水稻田裡二化螟、三化螟,棉花裡的棉鈴蟲,玉米裡的玉米螟等,但對人體沒有作用。因為,蟲子的胃腸是中性偏堿環境,蟲子身體裡有Bt蛋白受體,而人體環境和蟲子環境不同,而且人體内也沒有Bt的受體。”章旺根解釋道。
“假如蟲子産生變異,成為‘超級蟲子’怎麼辦?抗蟲會不會對産業鍊有影響?”
“可以通過空間管理等多種辦法來克服,比如在轉基因種子中混入一定比例的常規種子,這樣蟲子還可以生活在非轉基因作物裡……”
對轉基因,大家有很多疑問。但記者走訪後發現,科學家們希望要加強科學普及,和公衆加強對話溝通;另一方面呼籲我國對轉基因技術進行嚴格監管,加快制訂相關法律法規進一步規範行業發展。(記者王敏、徐海波)
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