转基因常识知多少

问 什么是转基因技术？

答：通常所说的转基因技术是指人为将一种生物的一个或几个已知功能基因转移到另一种生物体内“安家落户”，使该生物获得新功能的一种技术。1973 年基因克隆技术诞生，1982 年科学家利用转基因技术构建了世界上第一个重组大肠杆菌，用于生产胰岛素，同年诞生了全球首例转基因烟草。自1996 年起，转基因作物开始大规模商业化种植。

问 什么是转基因生物？

答：转基因生物是指利用基因工程技术改变基因组构成，用于生产或者产品加工的动植物、微生物及其产品。主要包括三类：第一类是转基因动植物（种子、畜禽、水产苗种）、微生物及其产品，第二类是转基因产品的直接加工品，第三类是含有转基因的动植物、微生物或者其产品成分的种子、种畜禽、水产苗种、农药、兽药、肥料和添加剂等产品。

转基因生物又称为“基因修饰生物”，英文是Genetically Modified Organism，通常用英文缩写GMO 来表示。在国外，转基因生物还被称为基因工程生物（Bioengineering，BE）、现代生物技术生物、遗传改良生物体、遗传工程生物体、具有新性状的生物体、改性活生物体（Living Modified Organism，LMO）等，但在我国用的都是“转基因生物”，以上国外术语和我国的转基因生物是同一概念。

问 基因是怎么转入生物体的？

答：基因转入生物体是一个复杂的过程。以转基因植物为例，人们通过分子生物学技术手段克隆得到我们认为有价值的基因，并将其构建到一种称之为转化载体的工具上，然后通过植物转基因方法（包括农杆菌介导转化法、基因枪法等）转入到我们想改变的作物的染色体上。然后通过筛选和遗传稳定性测试，来鉴定这个基因是否成功转入并可以稳定遗传。再通过对该作物性状的考察和安全性测试，决定这个转基因作物是否具有商业生产价值。每个环节都需要在各种严格的实验条件下操作才能成功实现。

问 自然界中存在基因转移现象吗？

答：基因转移现象在自然界中广泛存在，例如玉米的异花授粉属于种内基因转移，农杆菌侵染植物产生根瘤属于种间基因转移。农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它在自然条件下就能感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导植物产生冠瘿瘤或发状根。这是由于农杆菌的细胞中有一段T-DNA，通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因中。自然界中农杆菌对植物侵染作用的发现，是植物转基因技术快速发展的基础。

问 转基因技术目前主要 应用于哪些领域？

答：目前，转基因技术广泛应用于医药、农业、工业、环保、能源等领域。

转基因技术首先在医药领域得到广泛应用。1982 年，美国食品药品管理局（FDA）批准全球首例利用转基因微生物生产的人胰岛素商业化生产。此后，利用转基因技术生产的药物层出不穷，如乙肝疫苗、丙肝疫苗、干扰素、人生长激素、新冠疫苗等。

其次转基因技术广泛应用的领域是农业，包括转基因动物、植物及微生物的培育，其中转基因农作物发展最快，具有抗虫、抗病、耐除草剂等性状的转基因作物得到大面积推广，全球转基因作物种植面积从1996 年的170 万公顷增至2019 年的1.9 亿公顷。随着品质改良、养分高效利用、抗旱耐盐碱的转基因作物纷纷面世，转基因技术在促进农业可持续发展方面发挥了重要作用。

转基因技术在工业中也应用广泛，如利用转基因工程菌生产食品用酶制剂、添加剂和洗涤酶制剂，将转基因技术及转基因产品用于乳制品发酵、酿酒工业生产等。此外，转基因技术还广泛应用于环境保护和能源领域，如污染物的生物降解以及利用转基因生物生产燃料酒精等。

问 转基因育种技术与传统育种技术有什么区别和联系？

答：转基因育种技术与传统育种技术在本质上一脉相承，两者的本质都是通过改变基因及其组成获得优良性状。伴随着千百年来自然物种的进化与人类科技的进步，世界农业育种经历了原始驯化选育（育种1.0 版）、杂交育种（育种2.0 版）、分子育种（育种3.0 版）、智能设计育种（育种4.0版）四个阶段。原始驯化育种大约始于1 万年前的新石器时代，由于缺乏育种理论与方法，人类根据经验积累和肉眼观察，选择基因自然变异的农业生物，经长期人工驯化获得性状改良的品种。20 世纪以来，遗传理论的突破实现了基因资源的种内转移，以矮秆、杂种优势利用为代表的杂交育种技术掀起了一场“绿色革命”，粮食产量大幅度提高，美国的杂交玉米、墨西哥的矮秆小麦、我国的杂交稻和远缘杂交小麦都取得了划时代的成就。从20 世纪中后期到21世纪，生命科学与生物技术兴起，极大地推动了育种技术的飞跃发展。以转基因育种为代表的分子育种，以分子生物学理论为基础，以重组DNA 技术为核心，将高产、抗逆、抗病虫、提高营养品质等功能基因转入受体生物中，从而获得稳定的新性状，并培育新品种。目前，随着基因组学、合成生物学以及计算生物学等前沿科学交叉融合发展，现代生物育种技术正从分子育种3.0 版跨入智能设计育种4.0 版的时代。

转基因育种技术与传统育种技术也有区别。传统育种一般只能在个体生物物种内实现基因转移，操作对象是整个基因组，不能准确地对某个基因进行选择，选育周期长、工作量大、杂交后代的表型不可预测。转基因育种的优势在于可以打破物种界限，拓宽遗传资源的利用范围，实现已知功能基因的定向高效转移，使生物获得人类需要的特定性状，为高产、优质、抗逆农业生物新品种培育提供了新的技术途径。这种基于对基因进行精确定向操作的育种方法，效率更高、针对性更强。例如，转基因抗虫棉就是将苏云金芽孢杆菌（简称“Bt”）中的杀虫蛋白基因转移到棉花中，使棉花获得抗棉铃虫特性，减少农药使用，实现稳产增产、提质增效；耐草甘膦大豆就是将自然界中分离的耐草甘膦的基因转入大豆，从而在使用灭生性除草剂草甘膦除草时，就能做到只除草而不危及大豆生长，既增加了种植密度、有效去除杂草，又能降低劳动强度和除草成本，从而提高大豆种植效益。

问 现在种植的农作物都是天然产生的吗？

答：现在种植的农作物大多不是天然产生的，主要农作物品种几乎都是由野生植物经栽培、驯化而来的，大约是从中石器时代晚期或新石器时代早期开始，人类开始驯化植物的历史距今约有一万年。在我国南方，水稻是最早被驯化的，在浙江余姚河姆渡遗址发现距今近7 000 年的稻作遗存。汉朝的《氾胜之书》和北魏的《齐民要术》均对利用单株选择和混合选择进行留种、选种有过详细的记载。我国种植大豆已有5 000 年历史，文字记载最早见于《诗经》“七月烹葵及菽”。人们在长期的生产活动中将野生大豆驯化为栽培大豆，通过自然选择和人工选择，野生大豆进化过程表现为豆荚和籽粒变大，由易裂荚变为不裂荚，植株变矮、茎增粗，由蔓生向直立方向发展，产量更高、更适于栽培管理，以满足农业生产和消费者的需要。

现在种植的水稻、小麦和玉米都是经过长期选育得到的品种，其野生种往往不能满足农业生产和消费者的需要，因为野生种落粒性强、产量低等，但野生品种所蕴含的许多优异基因，是育种所需的宝贵材料，对保障粮食安全、维护人类生存发展具有重大意义。

问 国际转基因产业应用现状如何？

答：转基因育种是生物育种的重要方面，也是迄今为止全球发展速度最快、应用范围最广、产业影响最大的现代生物育种技术。根据国际农业生物技术应用服务组织发布的《2019年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势》，从作物种类来看，商业化种植的转基因作物有大豆、玉米、棉花、油菜、苜蓿、甜菜等32 种，其中批准数量较多的依次是玉米（35 个国家/地区）、大豆（31 个国家/地区）、棉花（27 个国家/地区）、油菜（15 个国家/地区）。从种植面积和国家来看，1996-2019 年全球转基因作物的累计种植面积达27 亿公顷，种植转基因作物的国家发展到29 个，种植面积位列前10 位的国家依次是美国（7150 万公顷，占比38%）、巴西（5280 万公顷，占比28%）、阿根廷（2400 万公顷，占比13%）、加拿大（1250万公顷，占比7%）、印度（1190万公顷，占比6%）、巴拉圭（410 万公顷，占比2%）、中国（320 万公顷，占比2%）、南非（270 万公顷，占比1%）、巴基斯坦（250 万公顷，占比1%）以及玻利维亚（140万公顷，占比1%）。从种植比例来看，在已批准商业化种植的主要国家中，转基因作物种植比例已接近饱和。全球范围内主要转基因农作物的种植比例为：棉花79%，大豆74%，玉米31%，油菜27%。从性状种类来看，转基因性状以耐除草剂和抗虫为主，商业化的性状有单一耐除草剂、单一抗虫和既耐除草剂又抗虫（复合性状）3 种。这表明，转基因作物正以非常快的速度在越来越多的国家和地区被投入应用，为全球发展和环境保护做出了贡献。