我國(guó)在生物技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化獲得重大進(jìn)展。記者今天從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院采訪時(shí)了解到:由我國(guó)著名生物技術(shù)專家、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所范云六院士帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì),歷經(jīng)多年完成的轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米研究項(xiàng)目,日前獲得農(nóng)業(yè)部正式頒發(fā)的轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)應(yīng)用安全證書生產(chǎn)應(yīng)用。這是我國(guó)首次為轉(zhuǎn)基因糧食作物頒發(fā)安全證書,標(biāo)志著轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米從此正式跨入產(chǎn)業(yè)化階段。
轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米研究項(xiàng)目是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院近年來(lái)重點(diǎn)跟蹤管理,培育重大科技成果的重大項(xiàng)目之一。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格規(guī)范的安全評(píng)價(jià),轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米從2005到2008年先后完成了農(nóng)業(yè)部規(guī)定的各項(xiàng)安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn),于2008年12月通過(guò)了農(nóng)業(yè)部安全評(píng)價(jià)委員會(huì)評(píng)審。
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所所長(zhǎng)林敏教授接受本報(bào)獨(dú)家專訪時(shí)說(shuō),轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米主要用于飼料加工,在飼料加工原料玉米、大豆、油菜中總磷的50%~80%是以植酸形式存在的,動(dòng)物幾乎不能消化利用,需要額外添加礦物磷滿足動(dòng)物生長(zhǎng)對(duì)磷的需求。而且植酸是抗?fàn)I養(yǎng)因子,和鈣、鐵、錳、鋅、鎂以及蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)元素形成不溶性的螯合物束縛這些物質(zhì),嚴(yán)重影響動(dòng)物對(duì)這些營(yíng)養(yǎng)元素的利用。轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米中的植酸酶可以降解飼料中含量豐富的植酸,釋放可被動(dòng)物利用的無(wú)機(jī)磷,減少動(dòng)物糞、尿中磷的排泄,減輕環(huán)境污染。同時(shí),轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米利用農(nóng)業(yè)種植方式替代原有工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)方式生產(chǎn)植酸酶,可減少?gòu)S房、設(shè)備、能源消耗等投入。因此,以玉米為載體生產(chǎn)的植酸酶直接用于飼料加工,實(shí)現(xiàn)了以環(huán)保、節(jié)能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式生產(chǎn)“綠色磷”的夢(mèng)想,具有巨大的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。
林敏所長(zhǎng)介紹,轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米是我國(guó)首例獲得安全證書的糧食作物,也是國(guó)際上首例研制成功的轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米,這一重大成果的取得歷時(shí)12年,達(dá)到了國(guó)際同類研究的領(lǐng)先水平。轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的產(chǎn)業(yè)化,將是我國(guó)作物生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中具有劃時(shí)代意義的里程碑,是我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)繼轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)業(yè)化之后具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ霓r(nóng)業(yè)高科技新興產(chǎn)業(yè),對(duì)提高我國(guó)玉米種業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和促進(jìn)飼料及養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展將產(chǎn)生重大影響和貢獻(xiàn)。
“農(nóng)民朋友要想種植轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米,還需要等待兩年以上的時(shí)間,因?yàn)檫€需要經(jīng)過(guò)品種區(qū)域試驗(yàn)、品種審定等一系列程序后方能大面積種植”, 林敏所長(zhǎng)這樣說(shuō)道。
轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所培育,通過(guò)基因槍共轉(zhuǎn)化方法導(dǎo)入我國(guó)科學(xué)家自行克隆的植酸酶基因,并經(jīng)多代篩選獲得能夠穩(wěn)定遺傳表達(dá)。轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米前景如何?記者今天采訪了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所所長(zhǎng)林敏教授,請(qǐng)他回答了公眾關(guān)心的幾個(gè)問題。
(一)轉(zhuǎn)基因植酸酶玉有什么作用?
植酸酶可以降解玉米、大豆中大量含有的植酸磷,釋放可被動(dòng)物利用的無(wú)機(jī)磷,減少飼料中磷酸氫鈣的添加量,降低飼養(yǎng)成本,提高飼料利用效率,提高肉、蛋產(chǎn)量和質(zhì)量。其次,可減少動(dòng)物糞、尿中磷的排泄,減輕環(huán)境污染,有利于環(huán)境保護(hù)。第三,利用農(nóng)業(yè)種植方式替代原有工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)方式生產(chǎn)植酸酶,可減少?gòu)S房、設(shè)備、能源消耗等投入,具有節(jié)能、環(huán)保、低成本的優(yōu)勢(shì)。
《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》及配套規(guī)章規(guī)定,我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物實(shí)行分級(jí)分階段安全評(píng)價(jià)制度,農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會(huì)負(fù)責(zé)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)工作。安全評(píng)價(jià)按照實(shí)驗(yàn)研究、中間試驗(yàn)、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗(yàn)和申請(qǐng)領(lǐng)取安全證書五個(gè)階段進(jìn)行。轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米經(jīng)安委會(huì)安全評(píng)價(jià)和農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn),2004~2005年在山東省進(jìn)行了中間試驗(yàn),2006年進(jìn)行了環(huán)境釋放,2007~2008年進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)。2008年11月申請(qǐng)?jiān)谏綎|省生產(chǎn)應(yīng)用的安全證書。
經(jīng)安委會(huì)綜合評(píng)價(jià),并經(jīng)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn),于2009年8月17日發(fā)放了轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米在山東省的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書。
(二)轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米安全嗎?
植酸酶在玉米、小麥、水稻、大豆等許多糧油作物和植物中廣泛存在,因此,人類或動(dòng)物對(duì)植酸酶有長(zhǎng)期安全食用或飼用的歷史。盡管轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米主要用于動(dòng)物飼料,但安委會(huì)按照食品的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了安全評(píng)價(jià)。食用安全性分析表明,轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩淄瑯影踩?
在營(yíng)養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)方面,轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩紫啾?,在主要成分(蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、水分、灰分等,包括氨基酸和脂肪酸構(gòu)成分析)、微量營(yíng)養(yǎng)成分(礦物質(zhì)、維生素)等方面,沒有生物學(xué)意義上的差異。
在毒理學(xué)評(píng)價(jià)方面,植酸酶急性毒性試驗(yàn)表明,該蛋白無(wú)毒。轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米的大鼠90天喂養(yǎng)試驗(yàn),以及植酸酶的遺傳毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物未見不良影響。
在致敏性評(píng)價(jià)方面,植酸酶基因的來(lái)源黑曲霉是重要的發(fā)酵工業(yè)菌種,在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用。微生物和轉(zhuǎn)基因微生物發(fā)酵生產(chǎn)的植酸酶作為飼料添加劑也已有多年安全應(yīng)用的記錄。植酸酶與已知致敏原蛋白的氨基酸序列同源性比較結(jié)果顯示,植酸酶與已知致敏原蛋白無(wú)序列相似性。體外模擬胃腸道消化試驗(yàn)結(jié)果表明,該蛋白不具消化穩(wěn)定性。與過(guò)敏人群血清無(wú)交叉反應(yīng)。
轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米食用安全性評(píng)價(jià),是按照我國(guó)《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》等有關(guān)法規(guī)的要求,參照國(guó)際食品法典委員會(huì)《轉(zhuǎn)基因植物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》等國(guó)際通用的準(zhǔn)則開展的。
植酸酶廣泛存在于玉米、小麥、水稻、大豆等許多糧油作物中,人類或動(dòng)物對(duì)植酸酶有長(zhǎng)期安全食用或飼用的歷史。微生物和轉(zhuǎn)基因微生物發(fā)酵生產(chǎn)的植酸酶作為飼料添加劑也已有多年安全應(yīng)用的記錄。這些都是我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米進(jìn)行食用安全性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。
在此基礎(chǔ)上,按照我國(guó)法規(guī),并參照國(guó)際食品法典委員會(huì)等國(guó)際通用的準(zhǔn)則,對(duì)轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米從營(yíng)養(yǎng)、毒性和過(guò)敏性等方面進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米的急性毒性、大鼠90天喂養(yǎng)、植酸酶蛋白質(zhì)毒性和致敏性的生物信息學(xué)分析、體外模擬胃腸液消化穩(wěn)定性、與過(guò)敏人群的血清交叉反應(yīng)試驗(yàn)、關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)成分等檢測(cè),結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米對(duì)哺乳動(dòng)物無(wú)不良影響。國(guó)家轉(zhuǎn)基因生物安全委員會(huì)評(píng)價(jià)認(rèn)為,現(xiàn)有的食用安全試驗(yàn)已充分證實(shí)轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩淄瑯影踩?。因此,按照法?guī)和安全性評(píng)價(jià)的角度講,不需要做更多的食用安全試驗(yàn)。
實(shí)質(zhì)等同是國(guó)際食品法典委員會(huì)和各國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)原則之一。實(shí)質(zhì)等同性的概念是安全性評(píng)價(jià)中運(yùn)用的重要比較方法。但是,實(shí)質(zhì)等同性原則就其本身來(lái)說(shuō)并不是安全性評(píng)價(jià),它是構(gòu)建新食品與傳統(tǒng)對(duì)照物這一安全性評(píng)價(jià)體系的起點(diǎn)和框架。該原則是用來(lái)鑒別新食品和其傳統(tǒng)對(duì)照物的異同點(diǎn),幫助發(fā)現(xiàn)潛在的安全和營(yíng)養(yǎng)問題。
如果分析認(rèn)為是實(shí)質(zhì)等同,則可認(rèn)為具有同樣的安全性。但是,實(shí)質(zhì)不等同不等于不安全。目前許多新的品質(zhì)改良轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,就是要改變或增加認(rèn)為有益的成分,如高賴氨酸玉米,可以提高其蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。與非轉(zhuǎn)基因玉米相比,轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米可高表達(dá)植酸酶,以提高機(jī)體對(duì)玉米中磷的生物利用率。針對(duì)這一差異,按照我國(guó)法規(guī),并參照國(guó)際食品法典委員會(huì)等國(guó)際通用的準(zhǔn)則,對(duì)轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米從營(yíng)養(yǎng)、毒性和過(guò)敏性等方面進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米的急性毒性、大鼠90天喂養(yǎng)、植酸酶蛋白質(zhì)毒性和致敏性的生物信息學(xué)分析、體外模擬胃腸液消化穩(wěn)定性、與過(guò)敏人群的血清交叉反應(yīng)試驗(yàn)、關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)成分等檢測(cè),結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米對(duì)哺乳動(dòng)物無(wú)不良影響。此外,人類或動(dòng)物對(duì)植酸酶有長(zhǎng)期安全食用或飼用的歷史。微生物和轉(zhuǎn)基因微生物發(fā)酵生產(chǎn)的植酸酶作為飼料添加劑也已有多年安全應(yīng)用的記錄。國(guó)家轉(zhuǎn)基因生物安全委員會(huì)評(píng)價(jià)認(rèn)為,轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩淄瑯影踩?
(三)吃了轉(zhuǎn)基因生物,會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生影響嗎?
基因是生物遺傳信息的基本單元。在動(dòng)植物和微生物產(chǎn)品中含有大量基因,如水稻大約含3萬(wàn)個(gè)基因。因此,我們每天都在食用含有大量基因的食品。
人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化,已經(jīng)形成了可以消化動(dòng)植物和微生物產(chǎn)品的消化系統(tǒng),其作用就是消化這些食物,提供我們必需的營(yíng)養(yǎng)成分。當(dāng)這些富含基因的食品進(jìn)入我們的消化系統(tǒng)后,這些基因可以被我們的消化液和腸道微生物分解成需要的營(yíng)養(yǎng)成分,參與新陳代謝,而這些基因并沒有被完整地吸收到我們基因組中。這就是為什么我們吃了動(dòng)植物或微生物產(chǎn)品,沒有變成動(dòng)植物或微生物的原因。
轉(zhuǎn)基因生物是利用基因工程技術(shù)將目的基因轉(zhuǎn)入受體生物中達(dá)到我們期望的目標(biāo)。轉(zhuǎn)入的目的基因在我們消化系統(tǒng)中的命運(yùn)與其他基因一樣。因此,我們食在用了轉(zhuǎn)基因生物后,不會(huì)變成轉(zhuǎn)基因生物。
實(shí)驗(yàn)室和田間試驗(yàn)分析結(jié)果表明,帶有植酸酶基因的轉(zhuǎn)基因玉米在國(guó)內(nèi)種植,對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響是安全的。
室內(nèi)外多點(diǎn)、多代遺傳分析結(jié)果顯示,該轉(zhuǎn)基因玉米籽粒中植酸酶基因能夠穩(wěn)定遺傳表達(dá)。根、莖、葉中檢測(cè)不到植酸酶蛋白,說(shuō)明植酸酶基因主要在種子中特異性表達(dá)。在生存競(jìng)爭(zhēng)能力方面,該轉(zhuǎn)基因玉米與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ沼衩紫啾?,在有性生殖特性和生殖率、花粉傳播方式和傳播能力、有性可交配種類和異交結(jié)實(shí)率、花粉離體生存與傳播能力、落粒性和落粒率、休眠性和越冬能力、生態(tài)適應(yīng)性和生物量等方面,均未發(fā)現(xiàn)明顯的差異,在雜草性和入侵性方面也未發(fā)現(xiàn)變化。
在基因漂移對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響方面,根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和對(duì)該轉(zhuǎn)基因玉米的觀察,轉(zhuǎn)基因玉米能夠向其他栽培玉米發(fā)生基因漂移,其基因漂移的可能性與基本規(guī)律與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ掌贩N是一致的,沒有發(fā)現(xiàn)植酸酶基因漂移對(duì)農(nóng)田生態(tài)和自然環(huán)境有不良影響。
在對(duì)植物病蟲害和生物多樣性影響方面,室內(nèi)和田間試驗(yàn)分析結(jié)果,該轉(zhuǎn)基因玉米對(duì)玉米螟和棉鈴蟲等農(nóng)田害蟲的生長(zhǎng)發(fā)育以及玉米病害的發(fā)生危害、對(duì)玉米田蜘蛛/草蛉/寄生蜂等天敵和有益昆蟲沒有發(fā)現(xiàn)不利的影響;對(duì)玉米田節(jié)肢動(dòng)物多樣性也沒有發(fā)現(xiàn)不良的影響。
此外,用該植酸酶基因構(gòu)建的轉(zhuǎn)基因酵母菌生產(chǎn)的植酸酶產(chǎn)品作為飼料添加劑在我國(guó)已有10多年安全應(yīng)用的歷史。
?。ㄋ模┺D(zhuǎn)基因植酸酶玉米出口貿(mào)易會(huì)遇到知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題嗎?
轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米所用的植酸酶基因來(lái)自黑曲霉,由我國(guó)科學(xué)家自行克隆,并獲得中國(guó)發(fā)明專利。轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米是由我國(guó)科學(xué)家獨(dú)立研發(fā),涉及的其它技術(shù)均有授權(quán),不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題。
目前,世界各國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的法規(guī)、政策存在差異。我國(guó)批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因玉米生產(chǎn)應(yīng)用后,將存在轉(zhuǎn)基因玉米和非轉(zhuǎn)基因玉米共存的狀況。為保障農(nóng)產(chǎn)品出口貿(mào)易秩序,可以采取以下措施:一是國(guó)家口岸檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)對(duì)出口產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè),保障產(chǎn)品符合進(jìn)口國(guó)要求。二是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)單位和出口企業(yè)要加強(qiáng)管理,按照進(jìn)口國(guó)要求生產(chǎn)和出口產(chǎn)品。三是國(guó)內(nèi)研發(fā)單位依法向相關(guān)國(guó)家申請(qǐng)進(jìn)口許可。
根據(jù)《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》及《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識(shí)管理辦法》的規(guī)定,我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因生物實(shí)行標(biāo)識(shí)目錄內(nèi)的標(biāo)識(shí)制度。目前玉米種子、玉米、玉米油、玉米粉列入了標(biāo)識(shí)目錄,這些產(chǎn)品需要標(biāo)識(shí)。
根據(jù)《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》、《中華人民共和國(guó)種子法》及《主要農(nóng)作物品種審定辦法》等法律法規(guī)的規(guī)定,該轉(zhuǎn)基因玉米獲得安全證書后,還要通過(guò)品種審定,并獲得種子生產(chǎn)許可證和種子經(jīng)營(yíng)許可證后,方可進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)。
第一例轉(zhuǎn)基因玉米于1996年商業(yè)化種植,截止到2008年,全球有17個(gè)國(guó)家(地區(qū))種植轉(zhuǎn)基因玉米,轉(zhuǎn)基因玉米種植面積為3730萬(wàn)公頃,占全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的30%。23個(gè)國(guó)家(地區(qū))批準(zhǔn)進(jìn)口轉(zhuǎn)基因玉米。已商業(yè)化應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)化體有52個(gè),涉及抗除草劑、抗蟲性狀、品質(zhì)改良(增加賴氨酸含量)等性狀。
(五)、什么是植酸和植酸酶?
植酸是一種廣泛存在于植物中的有機(jī)磷酸化合物,在谷類和植物種子中含量較高。在植物中一般都以復(fù)鹽(與若干金屬離子結(jié)合)或單鹽(與一個(gè)金屬離子結(jié)合)形式存在,稱為植酸鹽或肌醇六磷酸鹽。這些與鈣、鎂、鋅、銅、鐵等二價(jià)的或三價(jià)的離子螯合后的復(fù)合物,即使在pH3~4的條件下也極難溶解,從而降低其在腸道中的吸收,是一種抗?fàn)I養(yǎng)因子。
植酸酶是一種磷酸酯酶,可將植酸分解為肌醇和可被動(dòng)物利用的磷,并且打破其對(duì)鈣、鐵、鋅、鎂或與氨基酸的束縛,轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀焕玫臓顟B(tài)。也就是說(shuō)植酸酶可以減輕植酸的抗?fàn)I養(yǎng)作用,從而提高動(dòng)物對(duì)磷和鈣、鎂、錳、鐵或與氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用效率,減少高磷糞便的排放,利于環(huán)境保護(hù)。
這種特異性分解植酸的植酸酶,廣泛存在于多種微生物和植物體內(nèi),如黑小麥、小麥、玉米、大麥、稻、菜豆、綠豆、豌豆、番茄、麩皮以及白芥菜、馬鈴薯、蘿卜、萵苣、菠菜、百合花粉等。(來(lái)源: 人民網(wǎng))