罗云波中国农业大学食品科学与营养工程学院
世界卫生组织对转基因食品的定义是:生物体里的基因被以非自然的方法加以改变,使基因由一个生物体移至另一个生物体或在两个没有关系的生物体之间转移。转基因食品是指利用以生物技术改良的动、植物和微生物所制造或生产的食品、食品原料及食品添加剂等。
要更好的了解转基因技术,就要先从基因说起。
基因是一段带有遗传信息的DNA片段。
生物的性状都是由生物的基因通过编码的蛋白质来决定的,生物体包含了成千上万的基因,它们决定了生物体的各种功能与性状。生物的进化、遗传、变异、发展都是经基因变异、重组、交换来实现的。在自然界充满了各种基因的变异与交流,这使得今天的物种丰富多彩。
今天我们种植的绝大部分作物已经不是自然进化而生的野生种,而是经过千百年人工选育,即转移基因或通过基因变化而创造的新物种和新品种。比如说杂交育种,这是我们能接受的,它是一组一组的基因在交流,另外还有太空育种,大家也能够接受。
而育种、品种改良都是基于对基因的变化与交流。
转基因育种与常规杂交育种方法不一、本质相同,都是在原有品种基础上对遗传基因进行改造,只不过是基因工程使这种改造更为精确、更有预见性、效率更高而已。
图1、图2是一个比较经典的演示基因工程与杂交育种区别的图片。
图1中黄色代表需要被改造的生物,蓝色的这个生物条中有一个白色的基因是我们所需要的,通常我们是通过杂交育种来实现,杂交以后,被改造的生物得到了我们需要的白色的基因,但是与此同时,我们也得到了很多不相关的基因,这是我们不需要的。我们假定这个黄色的生物是高产,但是不优质,通过杂交育种改造以后,我们获得了确定优质的优良基因,但是我们的高产性状很可能被影响,因为其他的一些你不需要的东西也进来了。被改造生物在获得良好基因的同时,也继承了许多不需要的可能是不良的基因。
这种常规杂交育种方法,导致有的育种专家,穷其一生,也就出来一到两个品种,有的甚至一个品种也出不来,因为他要在以后的工作当中不断的把那些不要的基因筛选掉。
而转基因工程不一样,它是把需要的基因找出来,直接放在需要被改造的生物体上,比较精确,大大缩短了时间。
如图2显示,基因工程育种能够精确地获得所需要的基因,从而大大缩短育种年限和成本。
转基因技术是在严格管理的前提下,被允许转移“好”的、有用的基因。在这个过程中,被转移的“好”的、有用的基因与被删除的“坏”的、无用的基因来源清楚,结构明确,数量有限,这种操作一般可以监控,去除无关片段,更能确保安全。
对于转基因食品的发展历史来说,转基因食品的发展可以分为三代:第一代转基因食品是改变一些农艺性状。如增加农作物抗逆性,包括抗虫、抗病、抗旱、抗盐和耐贮性的转基因植物源食品,这一代转基因食品的直接健康获益者是田间操作的农民,因农药使用量减少而减少了健康损害。而减少了农作物农药使用量对于消费者也是有益的,因为农药残留和对环境的污染一直危害着消费者。
第二代转基因食品是以改善食品的品质、增加食品的营养为主要特征。例如,联合国与世界银行的“金色大米”计划,就将胡萝卜素转基因大米运往非洲维生素A缺乏地区,以改变当前每年因维生素A缺乏而导致300万名儿童失明的问题。再如,高油酸转基因大豆的试验成功,会改变人们对饱和油脂摄入过高,对于人们预防心血管病非常有利。
第三代转基因食品以研究增加食品中的功能因子和增加食品的免疫功能为目标。例如胰岛素转基因番茄研究,为提高糖尿病人生活质量带来了新曙光。正在进行的多种转基因疫苗研究,也都为特异性预防措施而省却注射手段呈现了光明的前景。
2009年8月17日,我国农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米“BVLA430101”、转基因抗虫水稻“华恢1号”及杂交种“Bt汕优63”的生产应用安全证书。目前我国批准的商业化转基因农作物有19种,作为食品加工原料的有12种,大豆、玉米、棉花、油菜、番茄、西葫芦、甜瓜、番木瓜、甜菜、亚麻、马铃薯、甜椒等都在列。不过,其中多数并未出现在市场上,直接食用的农产品中最常见是木瓜,现在市面上多数木瓜都是转基因产品,超市中也到处可见以转基因生物加工而成的食品。
转基因食品已经早已走进我们的生活,在国际市场,像奶酪、卵磷脂、棉籽精油、玉米蛋白粉、饼干、大豆蛋白粉、金宝汤、番茄酱、饲料、膳食纤维等这些食品都有了转基因的身影。而在我国,一些酱油、食用油等食品的加工原料也包括转基因。
发展以基因工程为代表的生物技术已成为国家战略,这在我国更加重要,虽然我国是一个资源大国,但是人均资源占有量很少,另外我们的生活水平,对食品的营养、身体健康、疾病的治疗等等都要求越来越高,农业生物技术不仅能在解决“三农”问题,实现传统农业向现代农业的跨越中发挥重大作用,而且将成为解决21世纪食物安全、人民健康、环境保护、能源短缺等重大社会与经济问题的有效手段。
国家十一五设立了国家转基因重大专项,中央一号文件连续三年都强调了发展生物技术的重要性。其中2008年文件强调“推动现代农业产业体系建设,提升农业区域创新能力,启动转基因生物新品种培育科技重大专项,加快实施种子工程和畜禽水产工程”,2009年强调“加快推进转基因生物新品种培育科技重大专项,整合科研资源,加大研发力度,尽快培育一批抗病虫、抗逆、高产、优质、高效的转基因新品种,并促进产业化”,2010年则要求“抓紧开发具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因和生物新品种,在科学评估、依法管理基础上,推进转基因新品种产业化。”
目前,我国转基因食品原料来源更加丰富,已有200多种植物实现了基因的转移,包括粮食作物(水稻、小麦等)、经济作物(亚麻、向日葵等)、蔬菜(生菜、芹菜等)、瓜果(草莓、香蕉等)、食品级工程菌株。转基因食品的营养功能特性也在持续增多,包括抗病、改良品质、生产药物、生产功能食品成分、生产可食性疫苗成分等。