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生態(tài)

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盤點(diǎn)那些轉(zhuǎn)基因作物

 

轉(zhuǎn)基因作物自問世以來一直爭(zhēng)議不斷。世界上第一個(gè)獲準(zhǔn)商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因食物作物是西紅柿(商品名FlavrSavr),于1994年在美國(guó)上市,其特點(diǎn)是不易軟化,因此可以等它生長(zhǎng)成熟之后再采摘,而且能在貨架上保留很長(zhǎng)時(shí)間;而一般的西紅柿,為便于運(yùn)輸和讓其能在貨架上待得久,都是在遠(yuǎn)未成熟的情況下就采摘下來,然后再用人工手段催熟。可是該轉(zhuǎn)基因西紅柿因接受度不高,消費(fèi)者普遍反對(duì),很快就退出了市場(chǎng),銷聲匿跡(http://www.gmo-compass.org/eng/grocery_shopping/fruit_vegetables/15.genetically_modified_tomatoes.html)。

轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展到如今已經(jīng)有20年,主要有兩類:抗除草劑草甘膦作物和Bt抗蟲作物,或者兼具這兩種性狀的復(fù)合作物。根據(jù)國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用獲取服務(wù)組織(ISAAA,這是一個(gè)由美國(guó)農(nóng)業(yè)部、美國(guó)國(guó)際開發(fā)署、孟山都、拜爾等資助成立的特別向發(fā)展中國(guó)家推廣農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的機(jī)構(gòu))公布的2015年簡(jiǎn)報(bào),這兩類轉(zhuǎn)基因作物及復(fù)合性狀作物占據(jù)了全世界商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物的99%以上(http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/51/infographic/default.asp),其它種類的轉(zhuǎn)基因作物種植量幾乎可以忽略。本文將詳細(xì)盤點(diǎn)這兩類作物的弊端。
另外,由于2012年美國(guó)華裔科學(xué)家湯光文在《美國(guó)臨床營(yíng)養(yǎng)雜志》發(fā)表轉(zhuǎn)基因黃金大米試驗(yàn)結(jié)果文章,導(dǎo)致其于2008年伙同部分中國(guó)科學(xué)家和機(jī)構(gòu)利用湖南兒童進(jìn)行非法黃金大米試驗(yàn)的惡劣行徑曝光,使得黃金大米進(jìn)入國(guó)人視線并引起廣泛關(guān)注和爭(zhēng)議;同時(shí)由于今年121位諾獎(jiǎng)獲得者聯(lián)名簽署公開信,以黃金大米作為突破口推銷農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用,并譴責(zé)綠色和平組織犯下反人類罪,再次將轉(zhuǎn)基因黃金大米推上風(fēng)口浪尖,故本文也將對(duì)黃金大米作詳細(xì)討論。
最后筆者還將概括介紹一下其它轉(zhuǎn)基因作物,包括應(yīng)用了Crisper/CAS9技術(shù)的基因編輯作物。
筆者希望通過此文,讓朋友們對(duì)各類轉(zhuǎn)基因作物能有個(gè)較為全面的了解。本文篇幅較長(zhǎng),希望讀者能耐心閱讀,也請(qǐng)?zhí)峁┠膶氋F意見,以便筆者修改更新,盡力使本文成為一篇完整全面的反轉(zhuǎn)文章。
一,轉(zhuǎn)基因抗草甘膦作物
本章尚在寫作中,讀者可以先參考筆者以前所寫的《草甘膦與轉(zhuǎn)基因作物》一文(http://weibo.com/1886394372/CCKFKaK5p?type=comment)。
二,轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物
Bt毒素是由蘇云金桿菌分泌的一類毒蛋白,能殺死多種害蟲,因此農(nóng)業(yè)上常把它們用作為生物殺蟲劑。但陽(yáng)光照射、刮風(fēng)下雨都會(huì)讓它迅速失去活性(見:http://finance.sina.com.cn/china/gncj/2016-05-04/doc-ifxrtztc3222928.shtml),使其殺蟲效果降低,必須增加用量或使用其它廣譜殺蟲劑。轉(zhuǎn)基因科學(xué)家提出的解決之道是把蘇云金桿菌產(chǎn)生Bt毒素的基因轉(zhuǎn)入到作物中去,使作物本身表達(dá)Bt毒素蛋白,而標(biāo)靶害蟲吃了作物就會(huì)死亡,這樣就不再需要噴灑Bt農(nóng)藥,據(jù)說這樣既提高了殺蟲效果,又減少了環(huán)境污染。到目前,轉(zhuǎn)入Bt抗蟲作物的基因表達(dá)的Bt毒素主要包括Cry1、Cry2Cry3三大類,以及少量Cry9?http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract?;)。
1,轉(zhuǎn)基因Bt作物的殺蟲機(jī)理不明
試想一下,本來外用Bt農(nóng)藥,噴灑在作物上,經(jīng)過風(fēng)吹日曬雨淋大部分會(huì)洗脫、降解以致于迅速失效、而作物的果實(shí)通常都有外殼包裹,這樣人類吃到Bt毒素的可能性很小?,F(xiàn)在呢,把來自細(xì)菌的Bt基因轉(zhuǎn)入作物,這樣作物本身就成了一個(gè)農(nóng)藥工廠,從發(fā)芽到收獲的過程中通常作物的每一個(gè)部分包括花粉都持續(xù)表達(dá)Bt毒素蛋白(http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract?;),而且這些Bt毒素不能洗脫、不會(huì)降解,還沒法限制殘留量,實(shí)際上美國(guó)對(duì)多種轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲棉、玉米、大豆和其它食品中的Bt毒素蛋白的殘留量就不作限制(http://articles.mercola.com/sites/articles/archive/2014/02/26/bt-toxin-residues.aspx),最后這農(nóng)藥直接就被人類和動(dòng)物食用了。
由此帶給人們的顧慮就是,蟲子吃了會(huì)死的東西,那人還能吃么?對(duì)此,科學(xué)家解釋說:只有目標(biāo)害蟲攝入轉(zhuǎn)基因作物中的Bt蛋白后,在腸道環(huán)境和特定蛋白酶作用下,Bt蛋白溶解成的活性蛋白與害蟲中腸上表皮膜受體結(jié)合,形成特異性穿孔,害蟲中腸麻痹死亡。其他非目標(biāo)昆蟲則沒有這個(gè)過程,不會(huì)被殺死。人體內(nèi)則不存在相應(yīng)受體,不能與Bt蛋白結(jié)合,因此并不會(huì)中招。http://finance.sina.com.cn/china/gncj/2016-05-04/doc-ifxrtztc3222928.shtml
言下之意就是Bt毒素只能殺死特定標(biāo)靶害蟲,而對(duì)益蟲和人畜無害。這說法有沒有道理呢?當(dāng)然有,上述作用模式是目前科學(xué)界對(duì)Bt毒素殺蟲機(jī)理占主流的認(rèn)知??梢蝗缤D(zhuǎn)專家科普時(shí)慣用的手法那樣,這只是事情的一個(gè)方面,他們沒有告訴我們的是,實(shí)際上科學(xué)界對(duì)Bt毒素的作用機(jī)理并沒有完全確定,目前存在至少兩種作用模型(見加拿大科學(xué)家20129月發(fā)表在《無脊椎動(dòng)物病理學(xué)雜志》上的綜述文章:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022201112001358 )。
簡(jiǎn)單介紹一下這篇綜述文章的內(nèi)容。上世紀(jì)八九十年代提出的傳統(tǒng)模型是Bt毒素前體經(jīng)蛋白酶消解活化形成活性蛋白—>與細(xì)胞膜受體結(jié)合—>細(xì)胞膜穿孔—>細(xì)胞溶解,可學(xué)界對(duì)這個(gè)模型的第三步一直不甚明了。本世紀(jì)初針對(duì)這方面作了大量研究,其中最引人矚目的是墨西哥夫妻檔科學(xué)家BravoSoberon,他們主要是利用Bt毒素蛋白中的一種,即Cry1Ab,作用于煙草天蛾,進(jìn)行了大量研究,提出了按序結(jié)合模型,詳細(xì)闡明了上述第三步的每一個(gè)中間過程,該模型是對(duì)上述傳統(tǒng)模型的補(bǔ)充。與此同時(shí),還出現(xiàn)了另一種完全不同的機(jī)理模型,信號(hào)傳遞模型,即Bt毒素蛋白前體經(jīng)蛋白酶消解活化—>與細(xì)胞膜受體結(jié)合—>信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)—>細(xì)胞致死。
作者綜合了已經(jīng)發(fā)表的研究結(jié)果和文獻(xiàn)資料,對(duì)這兩種模型作了深入細(xì)致的審核并提出了嚴(yán)厲批評(píng)。其中,針對(duì)按序結(jié)合模型,作者質(zhì)疑了該模型的每一個(gè)中間過程,認(rèn)為它們與其他科學(xué)家得到的研究結(jié)果矛盾重重,說白了就是該模型根本解釋不了已有的對(duì)穿孔形成過程的研究數(shù)據(jù)。作者也批評(píng)了信號(hào)傳遞模型,認(rèn)為它比按序結(jié)合模型還要不堪,但是作者同時(shí)強(qiáng)調(diào)它的價(jià)值在于指出了Bt毒素與敏感細(xì)胞之間的相互作用毫無疑問對(duì)細(xì)胞代謝和調(diào)控有重大影響,換句話說,就是Bt毒素除了與細(xì)胞膜作用而形成穿孔并滲透入細(xì)胞之外,還能夠通過信號(hào)傳遞途經(jīng)對(duì)細(xì)胞代謝和調(diào)控產(chǎn)生影響。而實(shí)際上,確實(shí)有人提出了綜合了這兩個(gè)模型的Bt毒素作用機(jī)理。最后,加拿大作者總結(jié)到:很多與昆蟲細(xì)胞如何被Bt毒素殺死的機(jī)理有關(guān)的重要問題都還沒搞清楚,這與這些模型被提出之前的狀況一樣。而八九十年代的那個(gè)傳統(tǒng)的最簡(jiǎn)單的模型仍然是目前最有效的對(duì)Bt毒素作用機(jī)理的闡述,也就是說這二三十年來,對(duì)Bt毒素作用機(jī)理的研究實(shí)際上都是在原地打轉(zhuǎn),還是處于三十年前那種只知其一不知其二的狀況,甚至由于新的研究結(jié)果和證據(jù)的出現(xiàn),使得這種狀況變得更加混亂。
事情還遠(yuǎn)不止這么簡(jiǎn)單,挺轉(zhuǎn)專家同樣沒有告訴我們的是,在上述綜述文章發(fā)表兩個(gè)月后的201211月,這對(duì)墨西哥夫妻檔科學(xué)家被發(fā)現(xiàn)存在科學(xué)舞弊行為(http://retractionwatch.com/2012/11/23/university-disciplines-researchers-who-study-toxins-used-in-gmo-crops-at-least-seven-corrections-to-follow/),他們篡改了十一篇文章中的圖片,并用這些圖片作為他們提出的Bt作用機(jī)理模型的證據(jù),這個(gè)丑聞導(dǎo)致他們從所擔(dān)任的墨西哥全國(guó)自治大學(xué)的主席職位上辭職,三年內(nèi)不得招收新的學(xué)生,并使七家雜志同意發(fā)表更正聲明。還需要對(duì)這個(gè)按序結(jié)合模型多說些什么呢?
前面已經(jīng)給出鏈接的、在后面第五節(jié)中將要著重討論的另外一篇綜述,即瑞士聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院和德國(guó)聯(lián)邦自然保護(hù)機(jī)構(gòu)的科學(xué)家于201511月發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)前沿》雜志上的一篇最新綜述(?http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract?;)也提出了類似的看法:Bt毒素對(duì)非標(biāo)靶昆蟲、動(dòng)物和人類食用者是安全的這個(gè)假說,很大程度上依賴于所宣稱的對(duì)害蟲的特異性,但是這種論斷本身又依賴于針對(duì)單個(gè)類型Bt毒素對(duì)狹小范圍內(nèi)的標(biāo)靶害蟲的作用的研究;而隨著科研和知識(shí)的增加,對(duì)Bt如何發(fā)揮作用的不確定性也在增大,相比于30年前Bt毒素基因首次轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)基因作物時(shí),今天人們對(duì)Bt毒素的作用機(jī)理在科學(xué)上更加不確定。
所有這些可曾有任何一個(gè)挺轉(zhuǎn)專家告訴過我們?沒有!可這并不妨礙他們斬釘截鐵地宣布Bt毒素只殺死標(biāo)靶害蟲,對(duì)益蟲和人畜無害。筆者想要問的是,如果對(duì)轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物的作用機(jī)制都沒能清楚了解,那么科學(xué)家又如何能設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)來證實(shí)其安全性呢?在這樣的情況下,那些科學(xué)家又如何能紅口白牙言之鑿鑿向公眾保證其安全呢?
2,轉(zhuǎn)基因Bt作物的非標(biāo)靶效應(yīng)
如果你以為反轉(zhuǎn)者僅僅是因?yàn)榭茖W(xué)家還搞不清楚Bt毒素的作用機(jī)理而反對(duì)轉(zhuǎn)基因Bt作物,那就錯(cuò)了。實(shí)際上,一直以來都不斷有科學(xué)研究證明Bt毒素對(duì)標(biāo)靶害蟲之外的動(dòng)物(即體內(nèi)沒有針對(duì)Bt毒素的特定受體的動(dòng)物)帶來危害。
最近的一個(gè)例子是20165月《食品與化學(xué)毒理學(xué)》雜志(就是曾發(fā)表法國(guó)塞拉利尼教授團(tuán)隊(duì)的轉(zhuǎn)基因玉米大鼠長(zhǎng)期喂養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果,后又撤回其文章的雜志)發(fā)表了一篇研究文章《長(zhǎng)期接觸CRY毒素的水蚤受到負(fù)面影響》(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722),來自挪威、瑞典和巴西的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)非標(biāo)靶動(dòng)物水蚤長(zhǎng)期接觸純化的單個(gè)Bt毒素蛋白及其混合物時(shí)會(huì)受到傷害。對(duì)這篇文章的中文詳細(xì)介紹見筆者翻譯的文章《Bt毒素能傷害非標(biāo)靶生物,并有更強(qiáng)協(xié)同效應(yīng)》(http://weibo.com/5547628811/Dv9XFqrk3)。
水蚤是最常用于淡水生態(tài)體系中毒理研究的生物,甚至被用來研究某些人類疾病中毒素所起的作用(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15465669)。研究者讓水蚤在整個(gè)一生中接觸純化的Bt毒素Cry1Ab、Cry2Aa、兩者的混合物以及它們與農(nóng)達(dá)的混合物,在Cry1Ab、Cry2Aa或者兩者混合物的劑量分別為4.5ppm的情況下,水蚤表現(xiàn)出比對(duì)照組要高得多的死亡率、較小的體型和非常低的生殖率;在0.75ppm的劑量下,與對(duì)照組相比,死亡率也有增加的傾向,并且有更高的早產(chǎn)率;而如果讓水蚤再同時(shí)接觸農(nóng)達(dá)草甘膦,會(huì)帶來更多的早產(chǎn)并導(dǎo)致以后快速死亡。
筆者特地將文章討論部分中的一段內(nèi)容完整翻譯如下:
既然非標(biāo)靶生物水蚤會(huì)受到Cry毒素的傷害,那么我們可以推測(cè),要么水蚤的腸道上也存在與標(biāo)靶害蟲一樣的能激發(fā)特定毒性反應(yīng)的特定的受體,要么是在受體缺失的情況下存在著另外的作用機(jī)理。后者看起來可能性更大,因?yàn)樵谙到y(tǒng)分類學(xué)上,水蚤與鱗翅目(如飛蛾和蝴蝶)相去甚遠(yuǎn),后者是Cry1Cry2Bt毒素的主要目標(biāo)組。系統(tǒng)分類上親緣關(guān)系很遠(yuǎn)的物種共享生物特性(如對(duì)特定毒素的受體)的可能性很低。因此,我們這里的以及其它研究得到的結(jié)果說明:iCry毒素可能不像以前所相信的那么特異,iiCry毒素對(duì)非標(biāo)靶生物有另外的作用機(jī)理。綜合這些,Cry毒素可能意外地傷害非標(biāo)靶物種和生態(tài)群落。
最后作者得出結(jié)論說:i)高濃度的純化Cry毒素對(duì)水蚤有毒害,說明這些毒素有與以前的描述不一樣的其它作用機(jī)理(筆者注:這再次證明了科學(xué)界對(duì)Bt毒素作用機(jī)理的不確定);iiCry毒素會(huì)協(xié)同作用,說明復(fù)合多抗對(duì)非標(biāo)靶生物可能有更強(qiáng)影響;iii)需要對(duì)環(huán)境中存在的多重Cry毒素和除草劑的協(xié)同效應(yīng)作進(jìn)一步研究。他們還得出結(jié)論,產(chǎn)生多種Cry毒素和/或抗除草劑特性的多抗轉(zhuǎn)基因植物,很可能比單抗植物有更強(qiáng)的潛在負(fù)面影響。
而此前,相關(guān)科學(xué)家也用Bt轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米的玉米粒(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18347840)和葉片(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4566889/)作過同樣的長(zhǎng)期(?。┪桂B(yǎng)研究,也都得出了負(fù)面結(jié)論。需要指出的是,前述用純化的Bt毒素所作的試驗(yàn)中使用的是接觸劑量,即讓水蚤在水環(huán)境中接觸一定濃度的Bt毒素,而在全作物喂養(yǎng)試驗(yàn)中,由于Bt毒素蛋白是直接而長(zhǎng)期地?cái)z入體內(nèi),所以在比接觸劑量低了4-5個(gè)數(shù)量級(jí)的濃度下,就給水蚤帶來了傷害。試驗(yàn)中,科學(xué)家所用Bt玉米粒中Bt毒素蛋白濃度為0.067ppm,玉米葉子中濃度為1.88-2.53ppm,但實(shí)際喂養(yǎng)試驗(yàn)中還要把相當(dāng)于0.4毫克左右的磨碎的玉米?;蛉~溶于60-100毫升的媒介中,所以喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中實(shí)際所使用的Bt毒素蛋白的濃度最高只有0.0000366ppm,結(jié)果這就已經(jīng)足以傷害水蚤。這些科學(xué)家認(rèn)為該轉(zhuǎn)基因玉米與其對(duì)應(yīng)的非轉(zhuǎn)基因玉米,作為水蚤的食物來說品質(zhì)不等同(筆者注:即實(shí)質(zhì)不同)。水蚤受到的各種負(fù)面影響來自于毒性效應(yīng),而不是由于轉(zhuǎn)基因玉米較低的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
3,關(guān)于非標(biāo)靶效應(yīng)的繼續(xù)討論
當(dāng)筆者在微博上發(fā)貼介紹這個(gè)研究之時(shí),轉(zhuǎn)基因推銷者又是如何為此洗地的呢?來看看果殼網(wǎng)科普達(dá)人飛雪之靈之流的無恥言論:水蚤和昆蟲同屬節(jié)肢動(dòng)物,共享相似的生理過程,一些BT蛋白對(duì)水蚤也有生理作用毫不意外,而這也是科研工作者繼續(xù)研發(fā)更特異、更有針對(duì)性的新BT蛋白的動(dòng)力。不過可憐右邊和原po一串反轉(zhuǎn)控非要把自己堂堂脊椎動(dòng)物的身份拉低到蟲子一般,可嘆可嘆。http://weibo.com/5173399462/DukHJ64hj?type=comment
可實(shí)際上,正如第一節(jié)開頭引用的那段經(jīng)典科普言論那樣,他們向大眾宣傳Bt轉(zhuǎn)基因作物的安全性時(shí),從來沒有告訴過我們Bt毒蛋白的作用對(duì)象原來根本不止那些鱗翅目、鞘翅目、雙翅目等等的標(biāo)靶昆蟲。當(dāng)有科學(xué)研究證明Bt作物對(duì)非標(biāo)靶動(dòng)物水蚤產(chǎn)生危害,謊言再也掩蓋不住的時(shí)候,在他們的口中卻又成了毫不意外,這倒真是出乎筆者的意料之外,本來還以為他們僅僅是人云亦云,不了解真相而已;可原來在他們的意識(shí)里,這早就是意料之中的事情,那為什么當(dāng)初他們還要信誓旦旦地一再保證Bt毒蛋白只殺滅目標(biāo)昆蟲,對(duì)非標(biāo)靶昆蟲以及人畜無害呢?看來這些科普專家的話要是可信,老母豬都能上樹。
飛雪之靈接著洗地說:此外提醒你下,文中用的Cry1AbCry2Aa是兩個(gè)使用歷史長(zhǎng)而特異性低的BT蛋白?,F(xiàn)在多用人工修飾Cry增加特異性了,與時(shí)俱進(jìn)點(diǎn)吧。
http://weibo.com/5173399462/DukYRo1he?type=comment
言下之意,他們?cè)缇椭?font face="Calibri">Cry1AbCry2Aa的特異性不高,因此給非標(biāo)靶動(dòng)物造成危害是毫不意外的,可問題是不僅他們從來沒有告訴過我們這點(diǎn),而且實(shí)際上這兩個(gè)Bt毒素蛋白目前仍然大量使用在Bt抗蟲轉(zhuǎn)基因作物上,例如前面提到的全作物喂養(yǎng)試驗(yàn)中使用的Bt玉米就是孟山都的MON810或其雜交后代,其所表達(dá)的就是Cry1Ab,而MON810則是目前歐盟批準(zhǔn)種植的唯一的轉(zhuǎn)基因作物(見筆者文章《世界各國(guó)轉(zhuǎn)基因作物現(xiàn)狀》http://weibo.com/5547628811/DrT4ifLbn);而華中農(nóng)業(yè)大學(xué)張啟發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)并在國(guó)內(nèi)濫種的華恢1號(hào)“Bt汕優(yōu)63”,表達(dá)的則是融合型Cry1Ab/Ac毒素蛋白,其在稻米中的表達(dá)量達(dá)到約2.3-2.5ug/g,即2.3-2.5ppmhttp://wap.agrogene.cn/info-1415.shtml),接近前述純Bt蛋白接觸試驗(yàn)中所用4.5ppm的濃度,遠(yuǎn)超全作物水蚤喂養(yǎng)試驗(yàn)中所用濃度幾個(gè)數(shù)量級(jí),記住,這些都是要直接吃進(jìn)動(dòng)物和人的體內(nèi)的。

筆者特地給出這條微博的截圖,是因?yàn)樵谄湎旅娴脑u(píng)論中,有我給一個(gè)網(wǎng)友的回復(fù):“jrry87:回復(fù)@TTTTTTTT___不在家:夠了不?還要不要?實(shí)際上在我說這句話之前,我給這位網(wǎng)友貼了七八個(gè)證明Bt毒素和Bt作物對(duì)包括哺乳動(dòng)物在內(nèi)的非標(biāo)靶動(dòng)物有害的學(xué)術(shù)文章的鏈接,所以我才會(huì)問他夠了不,可后來所有這些鏈接都被飛雪之靈悄悄刪除了。他們就是要用這種賊頭賊腦見不得人的方式、用這種隱瞞欺騙加忽悠的方式來推銷轉(zhuǎn)基因,人們難道能指望從這樣的挺轉(zhuǎn)科普網(wǎng)紅那里了解轉(zhuǎn)基因的事實(shí)和真相?
飛雪之靈再次洗地道:技術(shù)與時(shí)俱進(jìn),新的好用的替代舊的不好用的非常正常,抱著老黃歷談問題是反轉(zhuǎn)控的一項(xiàng)方式吧。此外,按照你的邏輯,應(yīng)該退回有機(jī)磷時(shí)代?嘖嘖。http://weibo.com/5173399462/Dul30sg1m?type=comment
這句話說的多么冠冕堂皇,單獨(dú)拿出來看那絕對(duì)是科學(xué)道義高大上,可不么,科學(xué)技術(shù)的確是在不斷改進(jìn)和完善中而發(fā)展的,可筆者想問一句,作為人類和動(dòng)物每天都必須消費(fèi)的食物,安全性始終是第一位的,那么能不能等科學(xué)家真正拿出了新的好用的特異的沒有非標(biāo)靶效應(yīng)的經(jīng)過長(zhǎng)期嚴(yán)格檢驗(yàn)證明安全的Bt作物(當(dāng)然筆者嚴(yán)重懷疑他們能做到這些,因?yàn)槟壳暗霓D(zhuǎn)基因技術(shù)伴有與生俱來的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性),再加以謹(jǐn)慎推廣呢?而像現(xiàn)在這樣迫不及待地推出不成熟的技術(shù),拿環(huán)境、動(dòng)物和人類來做試驗(yàn)、拿健康來做代價(jià),難道就為了包括某些所謂科學(xué)家在內(nèi)的轉(zhuǎn)基因利益集團(tuán)的利益?這見利忘義唯利是圖的吃相也太猴急了吧?
可即使到了今天,他們還是在欺人也自欺,比如中國(guó)973首席科學(xué)家、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士生導(dǎo)師、國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用獲取服務(wù)組織(ISAAA)中國(guó)代理人黃大昉研究員最新的一篇科普文章《也說說Bt那些事》(http://wap.agrogene.cn/info-1703.shtml),就差把Bt作物吹噓成天上有人間無,好不容易才跌落凡間的了,可有一個(gè)字提到其負(fù)面影響和潛在危害?
如上所述,在事實(shí)面前,為了給Bt毒蛋白洗地,他們不得不退守到節(jié)肢動(dòng)物這個(gè)防線了,并惡意嘲笑筆者將自己等同于節(jié)肢動(dòng)物,可他們會(huì)承認(rèn)當(dāng)初他們用所謂特異性的謊言進(jìn)行了欺騙么?他們還要用多少謊言來掩蓋謊言?而節(jié)肢動(dòng)物真的就是Bt毒蛋白危害性的底線么?這里有篇2015年的綜述,認(rèn)為Bt毒蛋白對(duì)哺乳動(dòng)物也會(huì)有生理影響并可能導(dǎo)致病理變化(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26537666),作者認(rèn)為需要進(jìn)行更徹底的研究來確定Bt毒素對(duì)哺乳動(dòng)物的影響;法國(guó)塞拉利尼團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)世界上第一個(gè)抗蟲玉米先正達(dá)公司開發(fā)的Bt176給農(nóng)場(chǎng)奶牛帶來極大危害(http://scholarly-journals.com/sjas/archive/2016/January/pdf/Glö;ckner and Séralini.pdf http://scholarly-journals.com/sjas/archive/2016/January/pdf/Séralini.pdf),需要指出的是Bt176玉米表達(dá)的就是Cry1Ab,而歐盟于2007年正式取消了對(duì)Bt176的許可;加拿大魁北克的科學(xué)家則發(fā)現(xiàn)非孕婦、孕婦及胎兒血液內(nèi)檢測(cè)到Bt毒蛋白Cry1Abhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0890623811000566),而并不是如工業(yè)界一再宣稱的那樣Bt毒蛋白在人體內(nèi)會(huì)完全降解,這項(xiàng)研究發(fā)表在《生殖毒理學(xué)》雜志上;又是塞拉利尼的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)Cry1Ab在體外實(shí)驗(yàn)中當(dāng)濃度達(dá)到100ppm時(shí)可以殺死人類胚胎腎細(xì)胞(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jat.2712/abstract),雖然體外實(shí)驗(yàn)并不能代表人或動(dòng)物體內(nèi)的實(shí)際情況,但它確立了進(jìn)行動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)然后是人體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的必要性;就在筆者寫作這篇文章之時(shí),《實(shí)驗(yàn)和毒理病理學(xué)》雜志發(fā)表埃及科學(xué)家最新90天大鼠喂養(yǎng)研究,證明孟山都轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲玉米MON810對(duì)大鼠腸道造成傷害,作者認(rèn)為原因要么是Bt毒素蛋白(Cry1Ab)對(duì)老鼠空腸粘膜造成直接傷害,即類似于在標(biāo)靶害蟲腸內(nèi)發(fā)生的情況,要么是Cry1Ab破壞了大鼠腸道菌群而對(duì)腸道產(chǎn)生間接危害效應(yīng)(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27769625);華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲棉會(huì)傷害一種重要的有益的土壤真菌---菌根真菌,而這又反過來影響棉花的新芽生長(zhǎng),這一研究結(jié)果發(fā)表在《農(nóng)業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境》雜志上( http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167880916302547);而在那本讓轉(zhuǎn)基因集團(tuán)恨之入骨的揭露轉(zhuǎn)基因真相的著作《轉(zhuǎn)基因神話和真相》第二版第三章第8節(jié)中,作者列出了二十幾篇證明Bt毒素有害的科學(xué)文獻(xiàn)(http://earthopensource.org/gmomythsandtruths/sample-page/3-health-hazards-gm-foods/3-8-myth-gm-bt-insecticidal-crops-harm-insects-harmless-animals-people/,見文獻(xiàn)編號(hào)1438),研究對(duì)象包括了從非標(biāo)靶益蟲到哺乳動(dòng)物廣大范圍內(nèi)的生物。有鑒于此,我們要問,在節(jié)肢動(dòng)物以外,挺轉(zhuǎn)專家們將要退守的防線到底可以有多遠(yuǎn)?
這里要特別提一下加拿大科學(xué)家的研究,他們?cè)谠袐D和胎兒體內(nèi)檢測(cè)到Cry1Ab毒素,這對(duì)孟山都等轉(zhuǎn)基因公司一貫宣傳的Bt毒素蛋白會(huì)在呈酸性條件的人類消化道中徹底降解的說辭構(gòu)成嚴(yán)重威脅,因此遭到孟山都及其聯(lián)盟科學(xué)家的極力詆毀,一如塞拉利尼的轉(zhuǎn)基因玉米大鼠長(zhǎng)期喂養(yǎng)研究結(jié)果發(fā)表后所遭遇的那樣,甚至連孟山都的全職御用科學(xué)家Goldstein博士都親自出馬,在《生殖毒理學(xué)》上發(fā)表了他的質(zhì)疑評(píng)論,而該加拿大研究團(tuán)隊(duì)隨后也在該雜志上全面回應(yīng)了受到的質(zhì)疑甚至詆毀(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0890623811003911)。固然,他們的研究只涉及檢測(cè)而不是確定Cry1Ab毒素的來源,并不能在人類血液中檢測(cè)到Bt毒素蛋白種植和食用轉(zhuǎn)基因Bt作物之間建立起必然的聯(lián)系,但至少動(dòng)搖了所謂Bt毒素會(huì)在人類消化系統(tǒng)中完全消解因而Bt作物可以安全食用這一論調(diào)的基礎(chǔ)。實(shí)際上,也有其它研究得到了類似結(jié)果:一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)孟山都MON810玉米中的Cry1Ab毒素在奶牛體內(nèi)未能完全分解,而是被降解成分子量為34 kDa的片斷(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19888668);另一項(xiàng)模仿人類胃液的體外消化實(shí)驗(yàn)則發(fā)現(xiàn)Cry1Ab即使在胃液的酸性條件下也能穩(wěn)定存在并引發(fā)免疫反應(yīng)(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20136083)。
4,害蟲對(duì)Bt作物抗性增加以及次生害蟲泛濫
那么,轉(zhuǎn)基因利益集團(tuán)以動(dòng)物和人類健康為代價(jià)急不可耐地推出的轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物究竟是否起到了預(yù)期的抗蟲作用呢?應(yīng)該說早期剛推出Bt作物之時(shí),其防治蟲害的效果確實(shí)明顯,但正如轉(zhuǎn)基因抗除草劑作物的大量種植和由此帶來的草甘膦除草劑的大量使用很快導(dǎo)致出現(xiàn)抗草甘膦的超級(jí)雜草一樣,害蟲也很快對(duì)Bt作物發(fā)展出抗性,甚至出現(xiàn)超級(jí)害蟲,也因此大大降低了Bt作物的抗蟲效果。我們來看一些現(xiàn)實(shí)的例子。
2002年印度引進(jìn)孟山都轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲棉以對(duì)抗棉鈴蟲,很快就占據(jù)了全國(guó)90%的棉花種植面積。后來棉鈴蟲開始產(chǎn)生抗性,也就是說該抗蟲棉已經(jīng)不再能有效殺死棉鈴蟲,于是又引入了新一代抗蟲棉Bt2,可是依然未能達(dá)到所宣稱的抗蟲效果,反而致使農(nóng)民遭受了極大損失。由于Bt抗蟲棉的低劣表現(xiàn),印度中央政府要求孟山都削減70%的專利費(fèi)用,而安德拉邦則要求完全拒付專利費(fèi)(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/16836-andhra-pradesh-government-wants-zero-royalties-paid-to-gmo-cotton-firms-after-crop-failure)。
孟山都印度公司因此將印度政府告上法庭,政府代表在應(yīng)訴陳述中說:過去2-3年中,棉花作物的主要害蟲棉鈴蟲已經(jīng)發(fā)展出抗性。。。作物正受到棉鈴蟲的危害。技術(shù)的有效性隨時(shí)間而逐步下降是個(gè)自然現(xiàn)象,因此該技術(shù)的專利費(fèi)應(yīng)該相應(yīng)減少。http://www.livemint.com/Politics/oZHYGceXXVZB3lit9PytEN/Centre-tells-Delhi-high-court-Bt-cottons-resistance-to-pest.html
在種植面積連續(xù)多年增加之后,2015-2016種植季印度轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種植首次下降8%,原因是低產(chǎn)、種植成本高、bt棉花對(duì)昆蟲抗性逐步降低、以及國(guó)際市場(chǎng)不景氣價(jià)格扭曲,棉農(nóng)因破產(chǎn)而自殺。當(dāng)種植棉花已經(jīng)不再有利可圖之時(shí),許多農(nóng)民改種糧食作物,專家說農(nóng)民自殺數(shù)量會(huì)下降(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17120-after-years-of-rise-cotton-cultivation-declines-in-india)。
而由于轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲棉未能抵抗棉蛉蟲和粉虱的破壞,今年印度政府決定采取措施推動(dòng)本地傳統(tǒng)棉花種子,但后者在種子市場(chǎng)上已經(jīng)很難找到(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/16855-indian-government-to-promote-native-cotton-seeds),傳統(tǒng)種子的供應(yīng)已經(jīng)難以跟上需求(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17063-india-demand-for-bt-cotton-seeds-sharply-down),我們可以看到這就是轉(zhuǎn)基因巨頭壟斷種子帶來的后果之一。與此同時(shí),孟山都于今年8月決定撤回其于2007年就已經(jīng)向印度政府提交的新一代抗蟲棉的申請(qǐng)(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17169-monsanto-pulls-new-gm-cotton-seed-from-india-in-protest)。
來看看歐盟,目前批準(zhǔn)商業(yè)化種植的只有孟山都的轉(zhuǎn)基因玉米MON810,只在西班牙、葡萄牙、斯洛伐克、羅馬尼亞和捷克五國(guó)有少量種植,其中西班牙是最主要種植國(guó),而阿拉貢地區(qū)則是西班牙的主要種植區(qū)域,2015年底,阿拉貢地方政府發(fā)布報(bào)告稱,與常規(guī)玉米相比,抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米MON810并不能提高產(chǎn)量也不能減少蟲害,并質(zhì)疑繼續(xù)種植轉(zhuǎn)基因作物的意義(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/16589-gm-maize-mon810-doesn-t-give-higher-yields-or-reduce-pest-damage)。
實(shí)際上,對(duì)于害蟲遲早會(huì)發(fā)展出抗性,科學(xué)家是有預(yù)見的,也因此在美國(guó),為推遲害蟲抗性的出現(xiàn),環(huán)保署科學(xué)顧問小組建議種植Bt抗蟲作物的農(nóng)田必須留出50%的面積作為害蟲的避難區(qū)http://www.wired.com/wiredscience/2014/03/rootworm-resistance-bt-corn/)。在避難區(qū)內(nèi)種植非轉(zhuǎn)基因作物,這樣害蟲可以在其中安全地享受美食,因此沒有必須快速進(jìn)化出抗性的生存壓力,從而延遲抗性的出現(xiàn)。但是這個(gè)建議受到種子公司的強(qiáng)烈反對(duì),最后環(huán)保署決定農(nóng)民可按5-20%的比例自愿設(shè)立避難區(qū),而實(shí)際上很多農(nóng)民并沒有這樣做。
可即使采取了這種預(yù)先防范措施,在美國(guó)也還是出現(xiàn)了具有抗性的害蟲。20139月,《美國(guó)科學(xué)院院刊》發(fā)表了愛荷華州立大學(xué)科學(xué)家的研究,他們發(fā)現(xiàn)在全美多個(gè)州出現(xiàn)對(duì)Bt玉米產(chǎn)生抗性的玉米根蟲,有些根蟲甚至對(duì)兩個(gè)表達(dá)不同Bt毒素的玉米品種產(chǎn)生交叉抗性。2009年,環(huán)保署批準(zhǔn)了新的能表達(dá)兩種Bt毒素的雙抗Bt玉米(也有稱為雙價(jià)Bt玉米,以區(qū)別于同時(shí)具備抗除草劑和抗蟲特性的雙抗轉(zhuǎn)基因作物),預(yù)期可以大大延緩害蟲出現(xiàn)抗性,因?yàn)楹οx即使對(duì)一種毒素有了抗性,也會(huì)被另一種毒素殺死,也因此環(huán)保署把對(duì)避難區(qū)的比例要求降至5%。但是文章作者認(rèn)為,如果已經(jīng)對(duì)雙抗Bt作物中的一個(gè)毒素存在抗性的話,就會(huì)降低雙抗作物延緩害蟲產(chǎn)生抗性的有效性,再加上避難區(qū)減小,反而將會(huì)加速害蟲產(chǎn)生抗性(http://www.pnas.org/content/111/14/5141.abstract)。也就是說采用雙抗甚至多抗Bt作物來對(duì)抗害蟲抗性的效果可能并不如設(shè)想的那么美好。
而在世界其它地方,受到耕地面積的限制,人們負(fù)擔(dān)不起專門劃出避難區(qū)的奢侈,所以害蟲的抗性更是早早就出現(xiàn)了。至于為什么過去長(zhǎng)期使用Bt生物殺蟲劑并沒有帶來害蟲抗性、而轉(zhuǎn)基因Bt作物則在有限年數(shù)之內(nèi)就導(dǎo)致超級(jí)害蟲出現(xiàn),前面提到的文章《長(zhǎng)期接觸CRY毒素的水蚤受到負(fù)面影響》(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722)中分析了一個(gè)可能因素:作物內(nèi)部不斷產(chǎn)生的農(nóng)藥導(dǎo)致標(biāo)靶害蟲長(zhǎng)期持續(xù)地接觸Bt毒素,促使害蟲快速進(jìn)化出抗性。而外用Bt殺蟲劑則會(huì)快速降解,害蟲能接觸Bt毒蛋白的時(shí)間很短。
除了主要害蟲對(duì)Bt作物產(chǎn)生抗性導(dǎo)致其抗蟲效果下降、農(nóng)民不得不額外使用其它廣譜殺蟲劑之外,次生害蟲的泛濫也是Bt抗蟲作物帶來的一個(gè)大問題。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士、第五屆農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會(huì)委員、農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)大力倡導(dǎo)者、以拒絕讓轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)者試吃轉(zhuǎn)基因的言論而名聞遐邇的吳孔明對(duì)此有著深入的研究。
他通過對(duì)中國(guó)北方作物的一項(xiàng)為期10年的研究發(fā)現(xiàn),自1997年在我國(guó)河北省開始種植來自美國(guó)的轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲棉、以及1999年開始商業(yè)化種植本土培育的抗蟲棉以來,Bt棉所到之處棉鈴蟲銷聲匿跡,可是Bt棉花種植地原本處于次要地位的害蟲盲蝽蟓急劇增加,取代棉鈴蟲成為主要害蟲,帶來了棉花蟲害控制的新問題,并在棗、葡萄等多種作物上為害猖獗。2008年全國(guó)棉花盲蝽發(fā)生面積390萬(wàn)公頃,產(chǎn)量損失5萬(wàn)噸,分別是2000年的3.9倍和6.2倍,兩者均創(chuàng)20年來的新高。盲蝽蟲害的加重直接導(dǎo)致了化學(xué)農(nóng)藥使用量的大幅度增加,2000年棉田防治盲蝽施藥不足1次,而近年來上升到67次,嚴(yán)重地區(qū)達(dá)1520次。這項(xiàng)研究結(jié)果于20105月由美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)表(http://science.sciencemag.org/content/328/5982/1151),而美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)在報(bào)道吳孔明等人的最新研究結(jié)果時(shí)稱之為“Bt棉花的非計(jì)劃性后果。也是吳孔明于2007年就在論文中高瞻遠(yuǎn)矚地指出:就像任何其他的新技術(shù),轉(zhuǎn)基因Bt棉在害蟲控制上發(fā)揮重要作用的同時(shí),可能引起無法預(yù)計(jì)的后果或風(fēng)險(xiǎn)。我們對(duì)大規(guī)模種植Bt轉(zhuǎn)基因作物對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來的潛在影響缺乏經(jīng)驗(yàn)。(本段內(nèi)容來自《南方周末》報(bào)道 http://www.infzm.com/content/45894 ,特別請(qǐng)注意挺轉(zhuǎn)專家吳孔明的研究不僅發(fā)現(xiàn)Bt抗蟲作物導(dǎo)致次生害蟲泛濫,而且化學(xué)農(nóng)藥使用量也隨之大幅度增加,而那還是8年前的情況)
次生害蟲的泛濫不是中國(guó)獨(dú)有,前面提到印度的轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲棉未能抵御棉鈴蟲和粉虱的危害,其中粉虱就是一種次生害蟲。國(guó)內(nèi)媒體對(duì)2015年發(fā)生在印度的這場(chǎng)災(zāi)難也有報(bào)道:印度農(nóng)業(yè)大省旁遮普邦三分之二的棉田今年遭害蟲粉虱血洗,估計(jì)損失達(dá)到420億盧比。。。導(dǎo)致全省邦約三分之二棉花種植受損。已經(jīng)有至少15名棉農(nóng)因?yàn)?zāi)損嚴(yán)重而自殺。。。旁遮普邦今年種植的約120萬(wàn)英畝棉花幾乎全為抗蟲基改作物,例如可抗棉鈴蟲。但多年下來,棉農(nóng)都得靠加強(qiáng)噴藥來控制粉虱侵襲棉田。。。農(nóng)民現(xiàn)在更擔(dān)心,繼棉田之后,當(dāng)?shù)胤N植的辣椒和蔬菜等作物恐遭粉虱毒手(http://www.tbs-china.com/News/192218.html)。這與發(fā)生在中國(guó)棉田里的次生害蟲災(zāi)害何其相似?
綜上所述,不僅轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物遲早會(huì)促使害蟲產(chǎn)生抗性而導(dǎo)致Bt作物逐步失效,出現(xiàn)超級(jí)害蟲,而且與環(huán)境強(qiáng)力對(duì)抗的結(jié)果是導(dǎo)致生態(tài)鏈?zhǔn)Ш?,往往是按下葫蘆浮起瓢,抑制了一種害蟲卻帶來了另一種害蟲的泛濫,而研發(fā)能表達(dá)新抗蟲Bt毒素的作物的周期長(zhǎng),有效殺蟲時(shí)間短,根本趕不上害蟲進(jìn)化出抗性的速度,反而帶來越來越大的環(huán)境污染和潛在健康危害(見下面段落),這從根本上說明了Bt抗蟲轉(zhuǎn)基因技術(shù)是一個(gè)不可持續(xù)的技術(shù),這與可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的愿景是背道而馳的。
5,再論非標(biāo)靶效應(yīng)以及多抗Bt作物中多種Bt毒素的協(xié)同效應(yīng)
(本節(jié)主要內(nèi)容改寫自筆者翻譯的《科學(xué)家警告多抗Bt作物存在風(fēng)險(xiǎn)》 http://weibo.com/1886394372/Dc0gaDTgO )
針對(duì)害蟲對(duì)轉(zhuǎn)基因Bt作物產(chǎn)生抗性,科學(xué)家采取的應(yīng)對(duì)策略是開發(fā)多抗Bt作物,也就是把多種Bt毒素整合進(jìn)同一個(gè)作物品種,比如將單抗或雙抗Bt轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)行雜交就可以產(chǎn)生多抗轉(zhuǎn)基因作物。我們被告知它們是安全的,根據(jù)工業(yè)界及其聯(lián)盟科學(xué)家的說法,如果多抗作物中引入的Bt毒素在單獨(dú)存在時(shí)是安全的,則把多個(gè)這樣的Bt毒素以及其它轉(zhuǎn)基因特性(如抗除草劑特性)組合在一起,得到的多抗轉(zhuǎn)基因Bt作物也一樣安全。
但是瑞士聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院的Angelika Hilbeck和德國(guó)聯(lián)邦自然保護(hù)機(jī)構(gòu)的Mathias Otto發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)前沿》雜志上的一篇最新綜述《Bt Cry毒素在轉(zhuǎn)基因環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的特異性和協(xié)同效應(yīng)》(?http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract?;)對(duì)此表示了質(zhì)疑。
他們綜合分析了科學(xué)文獻(xiàn)中的Bt毒素對(duì)非標(biāo)靶生物的影響以及多種Bt毒素同時(shí)作用的協(xié)同效應(yīng),還將研究結(jié)果與工業(yè)界為向監(jiān)管部門申請(qǐng)批準(zhǔn)多抗轉(zhuǎn)基因作物而提交的材料檔案作了比較。首先,他們發(fā)現(xiàn)Bt毒素并不僅僅影響某些害蟲,研究結(jié)果顯示單個(gè)Bt毒素也會(huì)對(duì)有益的非標(biāo)靶昆蟲產(chǎn)生毒害效應(yīng)。但是業(yè)界提交給監(jiān)管機(jī)構(gòu)的申請(qǐng)材料卻忽略了這些研究,以便維護(hù)Bt毒素只傷害標(biāo)靶害蟲的神話。
他們說:“Bt毒素并非快速作用毒素,即使對(duì)標(biāo)靶害蟲,Bt毒素也不能快速殺滅,最易受到攻擊的昆蟲也需要一天或更多天才會(huì)死亡。轉(zhuǎn)基因作物中的Bt毒素在作物中會(huì)一次性持續(xù)表達(dá)數(shù)月。其殘留則長(zhǎng)期存在于土壤和水系中。(筆者注:請(qǐng)注意Bt作物中的Bt毒素會(huì)長(zhǎng)期殘留在土壤和水系中)
監(jiān)管檢測(cè)需要審視長(zhǎng)期和亞致死作用,因?yàn)檫@才是非標(biāo)靶生物可能遭遇到的情況。而我們?cè)诳茖W(xué)文獻(xiàn)中可以找到許多證據(jù)證明諸如瓢蟲、水蚤、草蛉、甚至鼻涕蟲這些非標(biāo)靶生物,都會(huì)受到Bt毒素的不利影響。事實(shí)上,這些研究也成為2009年德國(guó)根據(jù)預(yù)先防范原則而宣布暫停種植MON810的證據(jù)基礎(chǔ)(http://www.bvl.bund.de/SharedDocs/Downloads/08_PresseInfothek/mon_810_bescheid.pdf?__blob=publicationFile&v=2)。他們還警告說哺乳動(dòng)物也會(huì)受到影響,他們相信上市前的安全性檢驗(yàn)應(yīng)該包括使用完整的多抗作物來進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)物喂養(yǎng)研究,目前世界上還沒有任何監(jiān)管機(jī)構(gòu)作此要求。也就是說,除了要考慮Bt毒素狹隘的對(duì)標(biāo)靶害蟲的特定而較快速的致死作用之外,作者強(qiáng)調(diào)更應(yīng)關(guān)注Bt毒素對(duì)非標(biāo)靶動(dòng)物的長(zhǎng)期不利影響。
當(dāng)然并不是所有非標(biāo)靶生物都會(huì)受到Bt毒素的不利影響,但是目前對(duì)Bt毒素作用機(jī)理的知識(shí)明顯還不完整,根本還不能預(yù)測(cè)哪些物種會(huì)受影響、哪些不會(huì),所以迫切需要針對(duì)Bt毒素對(duì)傳統(tǒng)狹窄殺蟲范圍之外的非標(biāo)靶生物產(chǎn)生負(fù)面作用的可能機(jī)制做更多研究,才能更好理解非標(biāo)靶效應(yīng)的可能性和強(qiáng)度。
其次,HilbeckOtto在綜述中強(qiáng)調(diào)的另一個(gè)問題,就是多抗Bt作物中不同的Bt毒素及其它轉(zhuǎn)基因性狀之間是否會(huì)相互作用并產(chǎn)生協(xié)同毒性,從而損害消費(fèi)者和非標(biāo)靶昆蟲。他們說,大多數(shù)監(jiān)管機(jī)構(gòu),包括歐洲食品安全局(EFSA),對(duì)多抗Bt作物仍然僅僅進(jìn)行有限的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,一次只獨(dú)立評(píng)估一種Bt毒素(筆者注:即不考慮它們共存時(shí)的疊加協(xié)同毒性效應(yīng))。并且對(duì)每種單獨(dú)的Bt毒素,也不是檢測(cè)其在轉(zhuǎn)基因Bt作物中表達(dá)時(shí)的毒性,而是檢測(cè)經(jīng)細(xì)菌表達(dá)并提純后的單個(gè)蛋白的毒性,這種檢測(cè)體系本來是為監(jiān)管和批準(zhǔn)急性毒素(例如合成殺蟲劑)而開發(fā)的。實(shí)際上獨(dú)立研究小組Testbiotech以前就曾警告說監(jiān)管機(jī)構(gòu)忽視了多抗作物中各因素的疊加和協(xié)同效應(yīng)(?http://www.testbiotech.org/sites/default/files/SmartStax_Bt_Synergies_Testbiotech.pdf?;)。(筆者注:所謂協(xié)同效應(yīng),就是指當(dāng)多種毒素同時(shí)作用時(shí),產(chǎn)生的總效應(yīng)并不是各種毒性效應(yīng)中最大的那個(gè),也不是每種毒素效應(yīng)的簡(jiǎn)單加和,實(shí)際的總效應(yīng)要比簡(jiǎn)單加和要放大很多倍)
HilbeckOtto搜索了科學(xué)文獻(xiàn)中有關(guān)多個(gè)Bt毒素,或者Bt毒素和其它種類蛋白、化學(xué)試劑或植物組分共存時(shí),對(duì)益蟲和非標(biāo)靶生物的疊加和協(xié)同效應(yīng)的研究。他們發(fā)現(xiàn)好些研究顯示出組分之間相互作用和協(xié)同效應(yīng)的存在,而對(duì)其機(jī)理卻并不完全了解。特別是,在一個(gè)直接質(zhì)疑EFSA對(duì)多抗作物采用簡(jiǎn)單化的一次一個(gè)策略的研究中,HilbeckOtto發(fā)現(xiàn),在標(biāo)靶生物中出現(xiàn)的許多協(xié)同相互作用,并不能通過單個(gè)性狀效應(yīng)而預(yù)測(cè)出來,單個(gè)組分在獨(dú)立試驗(yàn)中從來沒有誘發(fā)任何反應(yīng),或者即使有反應(yīng),也是亞致死的,可在多抗作物中,這些效應(yīng)卻出現(xiàn)了。
然而多抗Bt作物的協(xié)同毒性效應(yīng)卻完全被監(jiān)管機(jī)構(gòu)忽視了,至今還沒有一個(gè)針對(duì)協(xié)同效應(yīng)的檢驗(yàn)策略或檢驗(yàn)程序的可操作性指南。例如孟山都和陶氏合作開發(fā)的SmartStax轉(zhuǎn)基因玉米含有六種(?http://www.testbiotech.org/sites/default/files/Background_TBT_ Imports_SmartStax.pdf?)不同的Bt毒素(另外還具有兩種抗除草劑特性)。可是歐盟在沒有徹底評(píng)估完整的含有全套Bt毒素的多抗SmartStax轉(zhuǎn)基因玉米對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和非標(biāo)靶生物的安全性的情況下,仍然批準(zhǔn)了其進(jìn)口(?http://www.testbiotech.org/en/node/940?;),用作食品和飼料。在采訪中,Hilbeck評(píng)論道,組成多抗作物的多種Bt毒素,只有單個(gè)獨(dú)立的毒素可能經(jīng)由業(yè)界作了少量短期昆蟲喂養(yǎng)安全試驗(yàn)。而這種玉米表達(dá)了極大量的Bt毒素(下節(jié)詳),含有如此高濃度生物活性細(xì)菌毒素的食物是前所未有的,再加上大量除草劑殘留,極有可能對(duì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)體系聯(lián)系在一起的生物群落帶來負(fù)面影響。
試想一下,單抗Bt作物已經(jīng)帶來非標(biāo)靶毒性效應(yīng),而多抗作物因各毒素之間的協(xié)同作用,將大大放大這種非標(biāo)靶效應(yīng),其危害將會(huì)更加巨大。作者總結(jié)說,多抗轉(zhuǎn)基因作物也許給某些農(nóng)民帶來益處,但這些益處伴隨著嚴(yán)重的健康和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)該在批準(zhǔn)上市前加以研究。他們推薦對(duì)非標(biāo)靶生物、動(dòng)物和人類食用者進(jìn)行徹底的系統(tǒng)、器官、組織和細(xì)胞檢測(cè),特別是胃腸道、免疫系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)、呼吸和神經(jīng)系統(tǒng)。他們還建議對(duì)Bt毒素進(jìn)行亞慢性、慢性和免疫毒性效應(yīng)研究,特別是針對(duì)人類。
可目前各國(guó)政府對(duì)Bt抗蟲作物的監(jiān)管卻存在著眾多缺陷,完全忽視了上述方面。以下內(nèi)容翻譯自《轉(zhuǎn)基因神話和真相》一書(見http://earthopensource.org/gmomythsandtruths/sample-page/3-health-hazards-gm-foods/3-8-myth-gm-bt-insecticidal-crops-harm-insects-harmless-animals-people/ 及其中所引文獻(xiàn)):
一些為提交審批而作的安全性實(shí)驗(yàn),諸如對(duì)過敏性、營(yíng)養(yǎng)性和免疫性質(zhì)的研究,都不是用轉(zhuǎn)基因作物中表達(dá)的Bt毒素蛋白進(jìn)行的,而是用轉(zhuǎn)基因大腸桿菌表達(dá)的Bt毒素進(jìn)行的,因?yàn)檗D(zhuǎn)基因公司認(rèn)為從轉(zhuǎn)基因作物本身提取足夠的Bt毒素既困難又昂貴。問題是這兩種毒素蛋白即使是由同樣的基因編碼,它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)、構(gòu)象和穩(wěn)定性上都可能不同,所以用后者所作的實(shí)驗(yàn),來得出前者安全的結(jié)論,在科學(xué)上是無效的。這個(gè)監(jiān)管上的根本缺陷可以通過利用完整的轉(zhuǎn)基因作物(含有人和動(dòng)物將會(huì)攝入的實(shí)際的Bt毒素蛋白)進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)物喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)來部分彌補(bǔ),可轉(zhuǎn)基因開發(fā)公司慣常所作的是90天的動(dòng)物喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn),時(shí)間長(zhǎng)度不足以確定轉(zhuǎn)基因作物所有的潛在毒性效應(yīng),而即使這些由工業(yè)界和獨(dú)立科學(xué)家所作的短期甚至更短的實(shí)驗(yàn),都已經(jīng)顯示出令人擔(dān)憂的健康影響。遺憾的是,這些影響都被忽視了。
另一個(gè)問題是歐洲要求的90天動(dòng)物喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)只針對(duì)單抗轉(zhuǎn)基因作物,而不適用于多抗轉(zhuǎn)基因作物,后者常納入了多種Bt殺蟲性狀。管理機(jī)構(gòu)評(píng)估多抗作物的安全性時(shí),只是基于轉(zhuǎn)基因公司用其父本單抗作物所作的動(dòng)物喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這在科學(xué)上是無效的。因?yàn)樵诎褑慰剐誀钫线M(jìn)多抗作物的過程中可能會(huì)出現(xiàn)非預(yù)期變化(筆者注:比如本節(jié)討論的協(xié)同毒性效應(yīng)),而且Bt毒素總量也會(huì)比單抗作物中高。
6,轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物究竟是否降低了殺蟲劑使用量?
Bt作物的一個(gè)承諾就是降低農(nóng)藥殺蟲劑用量,減少環(huán)境污染。讓我們來仔細(xì)審視一下實(shí)際情況。
今年以來出現(xiàn)了三個(gè)關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物的報(bào)告,第一個(gè)是美國(guó)科學(xué)院(NAS)于517日發(fā)布了報(bào)告《轉(zhuǎn)基因作物:經(jīng)驗(yàn)與展望》(Genetically Engineered CropsExperiences and Prospects),回顧了20年來轉(zhuǎn)基因作物的方方面面(共四百多頁(yè),其縮寫版簡(jiǎn)報(bào)可從下述鏈接下載 https://www.nap.edu/html/23395/GE-crops-report-brief.pdf),關(guān)于殺蟲劑使用,它是這樣說的:自從種植Bt品種以來,玉米和棉花上的合成殺蟲劑使用量下降,某些情況下,同地區(qū)的非Bt品種甚至其它作物殺蟲劑用量也減少,這被認(rèn)為與Bt作物有關(guān)。
第二個(gè)是831日發(fā)表在《科學(xué)》雜志旗下的《科學(xué)進(jìn)展》上號(hào)稱歷史上最大的轉(zhuǎn)基因作物和農(nóng)藥研究文章《轉(zhuǎn)基因作物和美國(guó)玉米大豆中的農(nóng)藥使用》(http://advances.sciencemag.org/content/2/8/e1600850),來自弗吉利亞大學(xué)、堪薩斯州立大學(xué)、密歇根州立大學(xué)和愛荷華州立大學(xué)的科學(xué)家研究了從1998年到2011年全美五千個(gè)玉米農(nóng)場(chǎng)和五千個(gè)大豆農(nóng)場(chǎng)的數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn)種植Bt玉米的農(nóng)民比種植常規(guī)玉米的農(nóng)民少用11.2%的化學(xué)殺蟲劑,但2011年數(shù)據(jù)已經(jīng)顯示上升趨勢(shì)。
第三個(gè)是1029日《紐約時(shí)報(bào)》頭版頭條重磅調(diào)查文章《對(duì)轉(zhuǎn)基因作物美麗承諾的質(zhì)疑》(http://www.nytimes.com/2016/10/30/business/gmo-promise-falls-short.html),作者分析了來自聯(lián)合國(guó)的近20年的數(shù)據(jù),比較了美國(guó)與西歐農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)藥用量,其中關(guān)于殺蟲劑部分,作者發(fā)現(xiàn)自大量種植轉(zhuǎn)基因玉米、大豆和棉花以來,美國(guó)殺蟲劑和殺菌劑的用量下降約三分之一,與此形成對(duì)比的是,未種植轉(zhuǎn)基因作物的法國(guó),殺蟲劑和殺菌劑用量則下降65%。
可以看到的是,關(guān)于殺蟲劑用量,這三個(gè)報(bào)告給出的結(jié)論基本是一致的,即轉(zhuǎn)基因作物種植以來,殺蟲劑使用量總體是下降的。還可以看到,雖然Bt作物的出現(xiàn)使得殺蟲劑用量在早期明顯減少,但是到后期,殺蟲劑用量下降趨緩甚至轉(zhuǎn)而呈增長(zhǎng)趨勢(shì),假以時(shí)日,不排除殺蟲劑用量反而會(huì)增加的可能性。筆者分析有如下三個(gè)原因:Bt抗蟲作物本身只針對(duì)狹小范圍的害蟲(雖然長(zhǎng)期來說它對(duì)不少非標(biāo)靶動(dòng)物也有害),所以對(duì)其它害蟲還是要使用殺蟲劑;其次隨著標(biāo)靶害蟲抗性的增加,Bt作物抗蟲效果逐年下降,農(nóng)民還是得使用其它殺蟲劑,用量也逐年增加,比如印度自2006年引入孟山都第二代針對(duì)棉鈴蟲的抗蟲棉以來,隨著棉鈴蟲危害越來越大,殺蟲劑用量從2006年的每公頃0.5公斤,增加到了2015年的1.2公斤(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17135-indian-farmers-turn-to-non-gmo-indigenous-seed-in-blow-to-monsanto),又比如根據(jù)最新報(bào)道,由于棉鈴蟲對(duì)Bt棉花的抗性增加,美國(guó)中南部的農(nóng)民不得不逐年噴灑越來越多的殺蟲劑(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17351-us-mid-south-cotton-growers-are-spraying-bt-cotton-with-pesticides-more-and-more-every-year);第三由于次生害蟲逐漸泛濫,農(nóng)民不得不使用更大量殺蟲劑來殺滅次生害蟲,這有吳孔明的研究數(shù)據(jù)為證。
而筆者這里特別要強(qiáng)調(diào)的是上述三個(gè)報(bào)告都忽視掉的一點(diǎn),即它們得出的所謂殺蟲劑用量減少,實(shí)際上指的都是外用噴灑的殺蟲劑總量減少了,但是別忘了,那些Bt作物本身就是農(nóng)藥工廠,還表達(dá)了大量Bt毒素蛋白,所有這類研究報(bào)告都沒有把這部分殺蟲劑的量計(jì)算在內(nèi)。而事實(shí)上美國(guó)環(huán)保署是把Bt作物中的Bt毒素蛋白當(dāng)作農(nóng)藥來管理并登記在案的(https://www.epa.gov/regulation-biotechnology-under-tsca-and-fifra/epas-regulation-biotechnology-use-pest-management)。
那么Bt作物種植以來,究竟由作物自身表達(dá)了多少Bt毒素蛋白呢?筆者找不到全局?jǐn)?shù)據(jù),不過第五節(jié)提到的關(guān)于多抗Bt作物非標(biāo)靶和協(xié)同效應(yīng)的綜述文章(?http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract?中有一些相關(guān)內(nèi)容:另一個(gè)在多抗Bt作物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中常常被忽視的方面是,多抗作物中表達(dá)了大量Bt毒素,遠(yuǎn)比單抗Bt作物多得多。。。而且,盡管頻繁宣傳Bt作物可以減少甚至消除農(nóng)藥的使用,多抗Bt作物中所含有的殺蟲劑遠(yuǎn)比理論上它們所能取代的化學(xué)殺蟲劑多得多。例如,SmartStax轉(zhuǎn)基因玉米含有六種不同的Bt毒素,在新鮮葉子中最高含量大于250ppm,在新鮮根塊中大于90ppm,在新鮮玉米胚乳中大于130ppm,在花粉中大于150ppm,在整個(gè)作物中平均含量為90ppm。
另一篇發(fā)表在《歐洲環(huán)境科學(xué)》雜志上的文章《轉(zhuǎn)基因作物對(duì)美國(guó)農(nóng)藥應(yīng)用的影響---前十六年》(https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/2190-4715-24-24)中則給出這樣的數(shù)據(jù):近年來每公頃Bt玉米所表達(dá)的針對(duì)玉米根蟲的Bt毒素總量,遠(yuǎn)比為控制根蟲所需要的每公頃約0.2公斤的殺蟲劑用量要多得多;MON88017每公頃表達(dá)了0.62公斤Cry3Bb1,而DAS59122-7則表達(dá)了兩種Cry毒素,總量達(dá)每公頃2.8公斤,超出其取代的外用殺蟲劑量的14倍;SmartStax表達(dá)的六種Cry毒素,三種是針對(duì)玉米根蟲,三種針對(duì)歐洲玉米螟蟲,據(jù)估計(jì)每公頃該作物表達(dá)的Bt殺蟲劑總量為4.2公斤,是2010年常規(guī)殺蟲劑平均使用量的19倍。
而另一方面,多年來,多抗作物的種植比例一直在擴(kuò)大,根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù),到2014年,多抗轉(zhuǎn)基因棉花種植面積占了80%,10年前這一比例是25%,而多抗玉米種植則是從10年前的少于10%增加到了76% http://www.ers.usda.gov/webdocs/publications/err162/43667_err162_summary.pdf)。如果說單抗Bt作物的Bt毒素表達(dá)量還有限的話,多抗作物的大量種植則極大增加了作物內(nèi)部表達(dá)的毒素總量。而且數(shù)據(jù)顯示多抗Bt作物中單個(gè)毒素的表達(dá)量也會(huì)比其單抗父本中要高得多(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722),也就是說,一如Bt毒素之間會(huì)產(chǎn)生協(xié)同毒性效應(yīng)一樣,多抗Bt作物內(nèi)的Bt毒素也會(huì)促進(jìn)彼此的表達(dá)量,使得毒素表達(dá)總量遠(yuǎn)大于父本表達(dá)量的簡(jiǎn)單加和。
所以,如果計(jì)入Bt作物本身所表達(dá)的毒素蛋白,那么是否還能得出Bt作物減少殺蟲劑用量的結(jié)論,將是個(gè)大大的問號(hào)。而最為可笑的是,這作物內(nèi)部產(chǎn)生的大量殺蟲農(nóng)藥,除了少部分存在于果實(shí)中的、以及用來作為飼料的少部分莖葉中的、被人畜食用攝入體內(nèi)并可能帶來健康危害之外,絕大部分存在于根莖葉以及花粉中的Bt毒素卻還是都留存在了環(huán)境中,根本就起不到所宣稱的保護(hù)環(huán)境的作用!而且相比于外用Bt殺蟲劑在風(fēng)吹雨打日曬下易被降解,這些存在于作物內(nèi)部的Bt毒素則更加難以降解,并泄漏到土壤和水系中,污染環(huán)境。
例如有研究發(fā)現(xiàn)花粉中的Bt毒素就不能被紫外線降解,能保持活性,并沉積到其它宿主植物上(https://www.jstor.org/stable/25086039?seq=1#page_scan_tab_contents);還有研究發(fā)現(xiàn)來自含Bt的作物碎片會(huì)導(dǎo)致Bt毒素在水體系中富集http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653515002039);而美國(guó)環(huán)保署則設(shè)想了一個(gè)最壞情況,即假定一塊10公頃的Bt作物田地上有10%Bt毒素泄漏入一個(gè)面積1公頃、深2米的池塘,科學(xué)家據(jù)此計(jì)算出如果這塊田地種植的是產(chǎn)生Cry毒素Vip3AMIR162轉(zhuǎn)基因玉米,則該池塘里Bt毒素的濃度將達(dá)到0.75ppmhttp://link.springer.com/article/10.1007/s11248-010-9442-1);而前述水蚤非標(biāo)靶效應(yīng)試驗(yàn)文章作者則認(rèn)為實(shí)際濃度可能比這要高,因?yàn)槭芪廴镜耐潜?font face="Calibri">1公頃x2米要小的溪流或池塘(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722),而且也已經(jīng)有科學(xué)家用Vip3A毒素在0.75ppm的濃度下做過同樣的水蚤試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在僅接觸10天的情況下,水蚤的生長(zhǎng)速率就大大下降(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20839052);還有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)Bt作物在整個(gè)生長(zhǎng)期通過滲透液向土壤釋放Cry1Ab毒素(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071707004439),而這些毒素居然又會(huì)被隨后在這塊田地上種植的作物吸收(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19444360)。
所有這些都證明Bt作物中的Bt毒素會(huì)大量流失到環(huán)境中,并且難以降解,所謂Bt作物能減少環(huán)境污染,又是一個(gè)神話傳說。
也許有人會(huì)爭(zhēng)辯說不種植Bt作物就要用其它毒性更大的殺蟲劑,后者的污染更大。可是Bt作物能防治的害蟲種類是有限的,對(duì)于Bt毒素不能殺滅的害蟲,本來就仍然需要使用廣譜殺蟲劑,Bt作物并不能代替這部分殺蟲劑的使用。相反Bt作物的殺蟲作用,倒是可以用外用Bt殺蟲劑來取代,特別是在多抗Bt作物的情況下,其表達(dá)的Bt毒素量是常規(guī)外用量的十幾倍,即使外用Bt殺蟲劑存在易被降解的缺點(diǎn),那么多用幾次,也比多抗Bt作物表達(dá)的Bt毒素量要少很多。關(guān)鍵問題在于,外用Bt農(nóng)藥,只是在害蟲開始滋生之時(shí)使用,既可以控制用量也可以控制次數(shù),噴灑完之后則很快降解;而Bt作物在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)一直都在表達(dá)Bt毒素,很大一部分時(shí)間內(nèi),這是沒有必要的,一方面無謂的增加了環(huán)境中Bt毒素總量,帶來非標(biāo)靶效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng),另一方面,由于害蟲長(zhǎng)期接觸到Bt毒素,這會(huì)促使害蟲進(jìn)化出抗性。
可見,轉(zhuǎn)基因抗蟲Bt作物是否真如承諾的那樣降低了殺蟲劑的用量,還存在疑問,若算上作物內(nèi)部表達(dá)的Bt毒素,很有可能實(shí)際上是增加了殺蟲劑用量,不僅加重了對(duì)環(huán)境的污染,還迫使人和動(dòng)物直接食用了Bt毒素,而在未種植Bt抗蟲作物之前,人畜食用Bt毒素殘留的可能性微乎其微。而另一方面,所有研究都確定無疑地表明,種植轉(zhuǎn)基因作物以來,除草劑用量倒確實(shí)是大大增加了。
7,Bt抗蟲作物能提高產(chǎn)量么?
關(guān)于這方面的研究有很多,也很常見,筆者不打算詳細(xì)討論。大多數(shù)研究都得出結(jié)論說與非轉(zhuǎn)基因作物相比,轉(zhuǎn)基因作物不能增加產(chǎn)量,這是對(duì)轉(zhuǎn)基因作物另一個(gè)重要承諾的沉重一擊。
前面提到的美國(guó)科學(xué)院報(bào)告,關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)量是這樣說的:委員會(huì)分析比較了美國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的引入轉(zhuǎn)基因玉米、大豆和棉花前后轉(zhuǎn)基因作物和非轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)量的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)雖然轉(zhuǎn)基因抗除草劑和抗蟲作物的產(chǎn)量總體是增加了,但從歷史來看,沒有證據(jù)顯示其平均增長(zhǎng)速率有變化(https://www.nap.edu/html/23395/GE-crops-report-brief.pdf)。意思就是說,總體來看,這些作物產(chǎn)量是增加了,但這種增長(zhǎng)與轉(zhuǎn)基因無關(guān),傳統(tǒng)育種作物也能獲得同樣增長(zhǎng),轉(zhuǎn)基因作物并沒有增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。
《紐約時(shí)報(bào)》的調(diào)查則在世界范圍內(nèi)再次證實(shí)了這點(diǎn),20年前當(dāng)美國(guó)和加拿大擁抱轉(zhuǎn)基因的時(shí)候,歐洲則拒絕了該技術(shù)。20年后,比較美加與西歐如德法這些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)同樣發(fā)達(dá)國(guó)家的作物產(chǎn)量,前者并沒有可識(shí)別的優(yōu)勢(shì)(http://www.nytimes.com/2016/10/30/business/gmo-promise-falls-short.html)。
其實(shí)換個(gè)角度想想就會(huì)明白這一點(diǎn)不奇怪,在一定的氣候、光照、灌溉、耕作、施肥條件下,Bt作物、特別是多抗Bt作物需要表達(dá)大量Bt毒素蛋白,自然會(huì)消耗可觀的所吸收的營(yíng)養(yǎng)成分,產(chǎn)量不具備優(yōu)勢(shì)是可以預(yù)期的。例如從2006年到2015年,為保持Bt棉花的產(chǎn)量,印度農(nóng)民的化肥使用量翻番,達(dá)到了每公頃270公斤,增加了種植成本(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17135-indian-farmers-turn-to-non-gmo-indigenous-seed-in-blow-to-monsanto)。
而轉(zhuǎn)基因利益集團(tuán)一直宣稱轉(zhuǎn)基因作物能增加產(chǎn)量,實(shí)際上準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是轉(zhuǎn)基因作物有可能降低蟲害和雜草危害,因而減少了作物損失。例如美國(guó)科學(xué)院的報(bào)告就措辭嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f,從1995年到2015年,Bt玉米和棉花減少了作物損失,也就是說縮小了實(shí)際產(chǎn)量和產(chǎn)量潛力之間的差距。而實(shí)際上由于害蟲抗性的增加、次生害蟲泛濫以及超級(jí)雜草滋生,近年來連這點(diǎn)也越來越難以保證。而另一方面,研究一再證明,通過采取適當(dāng)?shù)暮οx和雜草防治措施,非轉(zhuǎn)基因作物也能達(dá)到同樣的結(jié)果。既然轉(zhuǎn)基因作物相比于非轉(zhuǎn)基因作物并無增產(chǎn)優(yōu)勢(shì),那么只有轉(zhuǎn)基因才能喂養(yǎng)日益增加的世界人口的宣傳說辭就是無稽之談。
8,關(guān)于有機(jī)農(nóng)業(yè)使用外用Bt殺蟲劑的問題
挺轉(zhuǎn)者為Bt抗蟲轉(zhuǎn)基因作物辯護(hù)時(shí)的一個(gè)常用論調(diào)是,有機(jī)農(nóng)業(yè)中也允許使用Bt殺蟲劑作為應(yīng)對(duì)蟲害的生物防控方法,如果Bt作物有害,那有機(jī)農(nóng)業(yè)使用Bt殺蟲劑也同樣有害。這種說法聽起來有道理,但還是讓我們來審視一下這兩者有何不同。
到目前為止,筆者都未提到Bt作物中Bt毒素蛋白的一個(gè)重要特點(diǎn),而是特意把它留至本節(jié)來闡述,那就是:Bt作物表達(dá)的不是毒素蛋白前體,而是預(yù)活化的毒素蛋白。
下面是筆者從科學(xué)文獻(xiàn)、書籍和文章中摘錄的有關(guān)內(nèi)容:
前面提到的用Bt玉米葉子喂養(yǎng)水蚤的試驗(yàn)文章(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4566889/ )中告訴我們:有機(jī)農(nóng)業(yè)使用的Bt殺蟲劑與轉(zhuǎn)基因作物中的Cry毒素有很大不同。以Cry1Ab為例,蘇云金桿菌僅在孢子形成期間才會(huì)表達(dá)Cry1Ab,是一個(gè)分子量為130 kDa的不具有殺蟲活性的毒素前體,它必須在特定的條件(例如堿性和某些蛋白消解酶的存在)下被切割后,才能成為具有活性的毒素蛋白;而在孟山都的轉(zhuǎn)基因玉米MON810中,表達(dá)的則是一個(gè)截短的只有91 kDa的預(yù)先活化的Cry1Ab毒素蛋白,且在玉米的整個(gè)生命周期中以不同的表達(dá)量在不同的組織中持續(xù)不斷地表達(dá),與有機(jī)農(nóng)業(yè)使用Bt殺蟲劑相比,非標(biāo)靶生物所面對(duì)的是一個(gè)完全不同的與毒素接觸的環(huán)境。
《害蟲管理先進(jìn)技術(shù)(Advanced Technologies for Managing Insect Pests)》這本書則告訴我們:Bt殺蟲劑和Bt作物中的活性成分可能不同(前者是毒素前體,后者是預(yù)活化的毒素)。。。例如,MON810轉(zhuǎn)基因玉米表達(dá)的是一個(gè)分子量大約為91 kDa的預(yù)活化的Cry1Ab毒素蛋白,是細(xì)菌中產(chǎn)生的Cry1Ab毒素前體的一個(gè)截短后的產(chǎn)物,在害蟲中腸經(jīng)酶切割,形成分子量為63-65 kDa的活性毒素(http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-007-4497-4_10)。
第五節(jié)詳細(xì)介紹過的關(guān)于多抗Bt作物非標(biāo)靶效應(yīng)和多種Bt毒素協(xié)同效應(yīng)的文章(?http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract?;)中則說:當(dāng)用作外用噴劑時(shí),非標(biāo)靶生物攝入Cry毒素的可能性很低,因?yàn)樗鼈冊(cè)谧贤夤饩€下很快降解,或者被雨水從作物上洗脫,而且因?yàn)槎舅匾苑腔钚跃w形式存在,其非標(biāo)靶效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)更是進(jìn)一步降低,因?yàn)樗鼈冃枰?jīng)過一系列復(fù)雜過程才能被活化;而由于Bt作物的出現(xiàn),在作物整個(gè)生長(zhǎng)期中所有組織都持續(xù)表達(dá)預(yù)活化的Bt毒素,這實(shí)際上是開啟了一個(gè)具有全新時(shí)空維度的Bt毒素接觸環(huán)境,會(huì)影響到更廣范圍的非標(biāo)靶生物,相比于持續(xù)時(shí)效短、非活化的外用噴劑,Bt作物更可能帶來長(zhǎng)期效應(yīng),因此生態(tài)學(xué)家才力促重新研究所謂的特異性,檢測(cè)不同Cry毒素對(duì)非標(biāo)靶生物的影響。
第六節(jié)中提到的那篇《歐洲環(huán)境科學(xué)》上的文章((https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/2190-4715-24-24))中則這樣表述:大多數(shù)玉米殺蟲劑的有效成分易于被生物的和非生物的外力降解成低毒形式。。。針對(duì)歐洲玉米螟蟲使用的葉面殺蟲劑很大部分根本就沒有落在作物上,而落在作物上的部分則在數(shù)小時(shí)、數(shù)天或數(shù)周內(nèi)被雨水洗脫,這就是為什么在收獲時(shí)玉米谷物和青貯飼料上很少檢測(cè)出殺蟲劑殘留的原因,也因此在玉米上使用傳統(tǒng)殺蟲劑給人類食物帶來很少風(fēng)險(xiǎn)甚至沒有風(fēng)險(xiǎn)。而相比于液體Bt殺蟲噴劑,通過Bt轉(zhuǎn)基因作物系統(tǒng)性地輸送Cry毒素,則不僅給消化Bt作物的動(dòng)物和人類帶來大得多的風(fēng)險(xiǎn),而且擴(kuò)大了環(huán)境和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的范圍。
根據(jù)基因農(nóng)業(yè)網(wǎng)上公布的2008年華農(nóng)大申請(qǐng)華恢1號(hào)安全證書時(shí)提交的安全評(píng)價(jià)報(bào)告(http://www.agrogene.cn/info-1692.shtml),我們可以看到,華恢1號(hào)所表達(dá)的Cry1Ab/Ac融合蛋白,其分子量大小為60 kDa左右,這對(duì)應(yīng)的顯然不是Bt毒素前體的分子量(130 kDa左右),甚至不是預(yù)活化的Bt毒素的分子量(90 kDa左右),而是最終具有活性的Bt毒素的分子量,它根本不需要經(jīng)過標(biāo)靶害蟲體內(nèi)堿性環(huán)境消解和相應(yīng)酶切割,就已經(jīng)具有了毒素活性,那又何談對(duì)標(biāo)靶害蟲的特異性呢?
轉(zhuǎn)基因觀察網(wǎng)站的一篇文章則讓我們?cè)敿?xì)了解了有機(jī)農(nóng)業(yè)中所使用的Bt殺蟲劑,它通常含有經(jīng)過弱化甚至滅活的Bt細(xì)菌,而且只在害蟲滋生高峰期針對(duì)受影響的區(qū)域使用,噴劑中死亡的Bt細(xì)菌所包含的是Bt毒素的前體,這不是一個(gè)活性組分,必須在害蟲體內(nèi)在一定的條件下剪裁至一定大小的蛋白,才能成為有活性的殺蟲毒素。也就是說具有活性的毒素只會(huì)存在于害蟲的中腸內(nèi),所以有機(jī)農(nóng)業(yè)中的外用Bt殺蟲劑對(duì)環(huán)境無害,而對(duì)于人類來說,Bt細(xì)菌只存在于作物表面,在日光/雨中快速降解,在食用時(shí)即使有任何殘留,也很容易洗去(http://www.gmwatch.org/latest-listing/40-2001/1058-bt-in-organic-farming-and-gm-crops-the-difference-)。
綜上所述,轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物的應(yīng)用與有機(jī)農(nóng)業(yè)中使用外用Bt生物殺蟲劑這個(gè)生產(chǎn)實(shí)踐有著本質(zhì)的不同,甚至連兩者所含的毒素也不相同??赊D(zhuǎn)基因業(yè)界卻一直宣稱Bt作物中的Bt毒素與外用Bt生物殺蟲劑是等同的,而又因?yàn)楹笳呔哂虚L(zhǎng)期安全使用歷史,甚至被運(yùn)用在有機(jī)農(nóng)業(yè)中,對(duì)環(huán)境和動(dòng)物及人類無害,因而推論出Bt轉(zhuǎn)基因作物也同樣安全無害;而目前監(jiān)管機(jī)構(gòu)竟然也接受業(yè)界的這個(gè)宣傳說辭,其對(duì)Bt作物的管理,也是建立在這個(gè)假設(shè)的基礎(chǔ)之上的。簡(jiǎn)言之,就是把外用Bt殺蟲劑的長(zhǎng)期使用歷史直接移植給Bt作物,因?yàn)?/font>Bt殺蟲劑是安全的,所以Bt作物也是安全的。
可從上述眾多論據(jù)以及前面幾節(jié)中的相關(guān)內(nèi)容,我們可以看到,這個(gè)假設(shè)根本不成立,這兩者實(shí)質(zhì)是不等同的:有機(jī)農(nóng)業(yè)中擇時(shí)定量所使用的外用Bt殺蟲噴劑,只含有不具活性的毒素前體,必須在害蟲體內(nèi)才會(huì)被降解為具有毒殺活性的Bt毒素蛋白,而且因?yàn)槭峭庥?,在日光和雨水作用下快速降解和洗脫,?duì)環(huán)境、動(dòng)物和人類影響甚微,被人和家畜攝入的可能性很小;而Bt作物則是在作物內(nèi)部長(zhǎng)期大量表達(dá)已經(jīng)預(yù)活化的毒素蛋白,導(dǎo)致其選擇特異性下降,更具毒性和致敏性,并且難以降解無法洗脫,對(duì)于環(huán)境和非標(biāo)靶生物甚至人類,都會(huì)帶來與有機(jī)Bt殺蟲劑完全不一樣的影響。
而更為重要的一點(diǎn)是,外用Bt殺蟲劑從來就不是設(shè)計(jì)來供人畜食用的,也從來沒有被批準(zhǔn)作為人畜食物的一部分(https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/2190-4715-23-10),而且因?yàn)榍懊娑啻翁岬降母鞣N原因,事實(shí)上人畜吃到外用Bt毒素(還僅是毒素前體!)的可能性也是微乎其微的;而Bt作物則是在作物的每一個(gè)部分都表達(dá)預(yù)活化的Bt毒素,其含量無法限制而且實(shí)際上也沒有限制,它們不可避免地會(huì)被人畜攝入。所以即使退一萬(wàn)步把外用Bt殺蟲劑的安全歷史移植給Bt作物,那也只是安全使用史,而不是安全食用史,不能因?yàn)橥庥冒踩托Q作為食物的一部分也安全。
可見,那種試圖用有機(jī)農(nóng)業(yè)也使用Bt殺蟲劑來為Bt抗蟲作物洗地的論調(diào),根本站不住腳。
這里附帶介紹一下美國(guó)環(huán)保署豁免Bt抗蟲作物中Bt毒素含量的問題。前面曾提到的黃大昉那篇科普文章《也說說BT那些事》(http://wap.agrogene.cn/info-1703.shtml)中有這么一句話:另?yè)?jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)發(fā)布的公告,確定對(duì)轉(zhuǎn)基因作物中的Bt蛋白不設(shè)殘留量允許指標(biāo),即在食品、飼料、飲用水和各種飲料中均無需測(cè)定Bt蛋白的含量。這句話是有一定程度的誤導(dǎo)的。
實(shí)際上,環(huán)保署對(duì)插入各種作物的各種Bt基因的含量確實(shí)全部有豁免(見來自環(huán)保署的政府文件 https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/FR-2001-07-19/html/01-17982.htm ,注意該文件中,把插入的外源基因及其表達(dá)的對(duì)抗害蟲的毒素蛋白都當(dāng)作農(nóng)藥來登記管理,并一律歸類為化學(xué)農(nóng)藥殘留),理由是所有生物中都有各種各樣的基因,從沒有因作為食物被食用而帶來危害,但是對(duì)于這些Bt基因表達(dá)的Bt毒素蛋白在作物中的含量,環(huán)保署從來沒有一次性全面豁免,而是采取個(gè)案處理政策,即每一種Bt作物表達(dá)的每一種Bt毒素,都必須單獨(dú)申請(qǐng)豁免。
本章開頭已經(jīng)提到,美國(guó)對(duì)多種轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲棉、玉米、大豆和其它食品中的Bt毒素蛋白的殘留量不作限制(http://articles.mercola.com/sites/articles/archive/2014/02/26/bt-toxin-residues.aspx),也就是說轉(zhuǎn)基因公司可以在相應(yīng)Bt作物中引入含量不受限制的Bt毒素蛋白供人畜食用,想想看,它是一種農(nóng)藥!在美國(guó)政府專門發(fā)布政府文件的聯(lián)邦紀(jì)事網(wǎng)站(https://www.federalregister.gov/documents/search?conditions[term]=Cry+Exemption+from+the+Requirement+of+a+Tolerance)上輸入關(guān)鍵詞Cry Exemption from the Requirement of a Tolerance進(jìn)行搜索,得到108個(gè)結(jié)果,筆者大致瀏覽了一下,發(fā)現(xiàn)除了無關(guān)內(nèi)容之外,剩下的基本都是對(duì)某個(gè)公司開發(fā)的某個(gè)具體的Bt作物所表達(dá)的某個(gè)具體的Cry毒素殘留量的豁免,而不是如黃大昉文中所含糊暗示的那樣所有Bt作物中的Bt毒素含量都得到豁免,所以不能說某個(gè)具體Bt作物得到豁免,其它Bt作物也自動(dòng)得到豁免,比如筆者在聯(lián)邦紀(jì)事網(wǎng)站上,就搜索不到任何有關(guān)Bt水稻得到豁免的文件,實(shí)際上美國(guó)也從來沒有批準(zhǔn)過轉(zhuǎn)基因水稻的種植。試圖以此來為中國(guó)的Bt抗蟲水稻洗地是徒勞的,當(dāng)然筆者搜索能力有限,如果有讀者了解到美國(guó)環(huán)保署確實(shí)豁免了Bt水稻中的Bt含量,請(qǐng)不吝賜教。筆者還聽說華農(nóng)大華恢1號(hào)已經(jīng)拿到美國(guó)環(huán)保署的Bt蛋白最大殘留豁免權(quán),一個(gè)沒有批準(zhǔn)任何轉(zhuǎn)基因水稻種植的國(guó)家會(huì)批準(zhǔn)另一個(gè)國(guó)家尚未獲準(zhǔn)種植的Bt水稻的豁免權(quán),這聽上去就很奇怪,同樣也請(qǐng)知情者不吝賜教。當(dāng)然,從本章已經(jīng)討論過的內(nèi)容來看,環(huán)保署的這個(gè)“Bt殘留量豁免FDA實(shí)質(zhì)等同一樣,本身就存在很大問題和漏洞,所以即使有了環(huán)保署的豁免,也不能證明其肯定安全,歷史上曾被政府批準(zhǔn)后又被發(fā)現(xiàn)存在極大危害的事例很多。
9,關(guān)于Bt抗蟲作物的果實(shí)和胚乳中是否含有Bt毒素蛋白
另一個(gè)在關(guān)于Bt作物的辯論中常見的問題是,很多挺轉(zhuǎn)者宣稱Bt毒素只存在于Bt作物的莖葉中,人畜食用的果實(shí)或胚乳中則不含有Bt毒素,從前面的內(nèi)容我們已經(jīng)知道這是一個(gè)謬論,例如SmartStax轉(zhuǎn)基因玉米,胚乳中含有130ppmBt毒素,高于整個(gè)作物的平均Bt毒素含量90ppm。筆者愿就此問題再多費(fèi)些筆墨。
這個(gè)謬論很大程度上來自方舟子,早在2010年左右,方舟子就在宣揚(yáng)這個(gè)謬論,他在《經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)》上發(fā)表的《再談轉(zhuǎn)基因作物的安全性》一文中(http://xys.ss156.net/xys/netters/Fang-Zhouzi/jingji/transgenic4.txt)說:獲批準(zhǔn)的這種抗蟲害轉(zhuǎn)基因水稻,Bt蛋白主要出現(xiàn)在莖、葉中,胚乳(人食用的部分)中幾乎沒有,即使對(duì)Bt蛋白的安全性有疑慮,也可放心食用。不知道在他的口中,幾乎沒有是什么意思,對(duì)于到底多大含量可以算作幾乎沒有,他沒有給出數(shù)據(jù)說明。而到了2014年,他的說法則進(jìn)一步升級(jí)了。在基因農(nóng)業(yè)網(wǎng)發(fā)表的一個(gè)訪談《方舟子方玄昌談轉(zhuǎn)基因水稻濫種》中(http://www.agrogene.cn/info-1626.shtml),他說:抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻胚乳的基因組里含有Bt基因,可以檢測(cè)出來。但是Bt基因在胚乳里不表達(dá),所以不含Bt蛋白。而由訪談內(nèi)容可知,此前他在考拉FM音頻里也說過水稻的胚乳部分不含Bt蛋白。注意,他已經(jīng)不說幾乎沒有,而是改用確定的不含了。
實(shí)際上,由于對(duì)直接食用Bt毒素蛋白可能會(huì)給人畜帶來健康危害的顧慮,國(guó)際國(guó)內(nèi)確實(shí)有些科學(xué)家在研究如何讓Bt毒素只在根莖葉中表達(dá),而在供食用的果實(shí)部分則不表達(dá)。
我們知道,啟動(dòng)子是基因的一個(gè)組成部分,控制著基因的表達(dá),其中有些啟動(dòng)子可以控制某個(gè)基因只在特定的組織中表達(dá),而在其它組織中不表達(dá),這類啟動(dòng)子被稱為組織特異性啟動(dòng)子。而對(duì)于轉(zhuǎn)基因作物,插入的是外源基因,由于機(jī)體自身的排斥作用,外源基因很難表達(dá),或者表達(dá)很弱,這樣就不能有效獲得所需要的作物性狀,如抗除草劑或殺蟲。為了迫使作物表達(dá)這外源基因,就需要有一個(gè)強(qiáng)力的啟動(dòng)子,常用的啟動(dòng)子是一類稱為組成型啟動(dòng)子(constitutive promoters的,如來自花椰菜花葉病毒的CaMV 35s啟動(dòng)子、泛素1啟動(dòng)子和肌動(dòng)蛋白1啟動(dòng)子(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19479952),其中CaMV 35s是最為常用的,廣泛應(yīng)用于世界上大規(guī)模商業(yè)化種植的各種類型的轉(zhuǎn)基因作物中,其特點(diǎn)就是沒有明顯的組織特異性,在各種組織中都能控制基因強(qiáng)力表達(dá),表達(dá)能力是一般植物基因的幾十、上百、甚至上千倍。
那么華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得轉(zhuǎn)基因安全證書的第一代抗蟲水稻華恢1號(hào)“Bt汕優(yōu)63”使用的是什么啟動(dòng)子呢?筆者本來以為這是個(gè)直截了當(dāng)?shù)膯栴},可上網(wǎng)一搜索,居然發(fā)現(xiàn)答案不那么簡(jiǎn)單。前面提到的基因農(nóng)業(yè)網(wǎng)上公布的華農(nóng)大華恢1號(hào)安全評(píng)價(jià)報(bào)告(http://www.agrogene.cn/info-1692.shtml)中說,它使用的是水稻肌動(dòng)蛋白1啟動(dòng)子。而根據(jù)一篇2015年發(fā)表于《湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)》的文獻(xiàn),獲得安全證書的“Bt汕優(yōu)63”使用的則是CaMV 35s啟動(dòng)子,據(jù)查,華恢1號(hào)是向常規(guī)水稻品種明恢63”中引入Bt基因得到的轉(zhuǎn)基因品種,而“Bt汕優(yōu)63”實(shí)際上是華恢1號(hào)珍汕97A”雜交得到的(http://www.xzbu.com/8/view-6743780.htm),筆者想不明白為什么這一雜交過程會(huì)讓啟動(dòng)子發(fā)生根本改變,推測(cè)從華恢1號(hào)“Bt汕優(yōu)63”,可能有雜交之外的其它技術(shù)介入。讓事情變得更為復(fù)雜的是,筆者與朋友私下交流時(shí)得知,華恢1號(hào)使用的是來自玉米的泛素1啟動(dòng)子,私人交流固然作不得證據(jù),但難免讓人感覺華農(nóng)大轉(zhuǎn)基因水稻的啟動(dòng)子問題有些撲朔迷離(筆者對(duì)這段內(nèi)容取保留立場(chǎng),望知情人能不吝解惑)。不管怎樣,這幾種啟動(dòng)子都是非組織特異性的組成型啟動(dòng)子,看到這,讀者就應(yīng)該明白了,我國(guó)已經(jīng)獲得安全證書的、但未獲準(zhǔn)商業(yè)化種植的、卻被大量濫種的轉(zhuǎn)基因水稻,使用的是組成型啟動(dòng)子,它會(huì)控制Bt基因在所有組織中表達(dá),雖然在根莖葉果實(shí)等組織中表達(dá)量會(huì)有所不同。
目前國(guó)際國(guó)內(nèi)都有一些科學(xué)家在研究尋找合適的組織特異性啟動(dòng)子,試圖讓Bt毒素蛋白只在根莖葉中表達(dá)而在果實(shí)中不表達(dá),這樣既能起到殺蟲作用,又打消對(duì)食用Bt毒素蛋白的顧慮??墒?,利用組織特異性啟動(dòng)子控制基因表達(dá)往往表達(dá)量低,難以讓外源基因表達(dá)足夠量的Bt毒素蛋白,這樣就起不到殺蟲作用,反而害蟲因能長(zhǎng)期接觸低毒又不足以致死的Bt毒素,易于進(jìn)化出對(duì)Bt毒素的抗性。所以這方面的研究有進(jìn)展但不大,至少到目前,國(guó)外還沒有一例被批準(zhǔn)商業(yè)化種植的不在果實(shí)中表達(dá)Bt毒素的Bt抗蟲作物,最廣泛使用的仍然是組成性啟動(dòng)子,特別是CaMV 35s這類強(qiáng)啟動(dòng)子,在各組織中都表達(dá)Bt基因,也就是說作物的各個(gè)部分都含有Bt毒素。
而國(guó)內(nèi)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)以林擁軍為主的科學(xué)家在這方面倒是有所建樹,他們發(fā)現(xiàn)來自水稻本身的調(diào)控某個(gè)光合作用酶表達(dá)的rbcS啟動(dòng)子具有組織特異性(特別是綠色組織比如葉片),可以用來作為Bt基因的啟動(dòng)子,并利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化技術(shù)將它引入中華11號(hào),由此開發(fā)出了第三代轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲大米,表達(dá)的是Cry1C*毒素蛋白,并進(jìn)行了大田種植試驗(yàn)。他們的研究結(jié)果于2009年發(fā)表在《害蟲管理科學(xué)》雜志上(前面已經(jīng)給出鏈接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19479952),從文章中可以看到,在水稻分蘗期,六種不同株系的水稻的新鮮葉子中Cry1C*的濃度在0.87-3.13ppm,在灌漿期則為0.71-0.86ppm,在整個(gè)生長(zhǎng)周期中呈下降趨勢(shì),而在胚乳中Cry1C*的濃度則為0.001-0.011ppm,比葉子中濃度要低得多。而六個(gè)株系中的RJ5株系不僅有高抗蟲性和正常的農(nóng)藝性狀,而且胚乳中僅含0.0026ppmCry1C*,作者認(rèn)為該株系在水稻生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用價(jià)值。
一年后的2010310日,林擁軍在接受《新民周刊》采訪時(shí)說(http://wap.agrogene.cn/info-233.shtml):現(xiàn)在我們的抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻,已經(jīng)研究到第三代。第一代轉(zhuǎn)基因水稻,抗蟲的蛋白在胚乳里有表達(dá),胚乳就是我們?nèi)顺缘拇竺住,F(xiàn)在第三代轉(zhuǎn)基因水稻,胚乳里面已經(jīng)沒有這個(gè)蛋白了。轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以控制抗蟲蛋白表達(dá)的位置,讓它在它該表達(dá)的地方表達(dá),因?yàn)橄x子是吃葉,吃莖,它并不吃胚乳,我們就讓它在胚乳里面不表達(dá)。并不是說第一代不好,只是對(duì)于很多不明真相的人來說,第三代更容易克服心理障礙。
從他的話中,我們可以了解到,我國(guó)第一代由華農(nóng)大開發(fā)的已經(jīng)獲得安全證書的轉(zhuǎn)基因大米(華恢1號(hào)“Bt汕優(yōu)63”)中,其胚乳中確實(shí)含有Bt毒素蛋白。實(shí)際上,前面提到的華恢1號(hào)安全評(píng)價(jià)報(bào)告已經(jīng)給出了明確答案:插入的cry1Ab/Ac基因在華恢1號(hào)中的表達(dá)不具有組織和發(fā)育特異性,稻株的各器官,如根、莖、葉、花、種子等均能穩(wěn)定表達(dá)Cry1Ab/Ac融合蛋白。。。2008ELISA 分析證實(shí)目的基因在。。。采樣的根、莖、葉、潁果等4種組織器官中均有表達(dá),其平均表達(dá)量分別為0.25~0.92 、1.26~1.83、1.88~2.361.58~1.85μg/g(筆者注:μg/gppm,果實(shí)中的Bt毒素含量高于根和莖,略低于葉;而這第一代水稻葉片中Bt蛋白含量比起第三代還略多一些,當(dāng)然兩者表達(dá)的是不同的Cry毒素,直接比較其含量沒有太大意義,只是讓讀者對(duì)其表達(dá)量的多寡在數(shù)量級(jí)上有個(gè)直觀的感受)
而正是這第一代轉(zhuǎn)基因大米,在未獲準(zhǔn)商業(yè)化種植的情況下,就被廣泛濫種,以致于在過去若干年中歐盟退回中國(guó)出口大米及制品幾百批次,而武漢超市中竟然發(fā)生五袋大米有三袋被檢測(cè)出含有轉(zhuǎn)基因這樣的事情。而所謂的第三代轉(zhuǎn)基因大米,還僅僅是研究開發(fā)出來而已,至今沒有獲得安全證書,根據(jù)生物醫(yī)學(xué)健康網(wǎng)今年6月份的一則新聞(http://www.ngago.com.cn/html/?2328.html),華農(nóng)大開發(fā)的在大米中不含Bt蛋白而抗蟲性優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻新品系RJ5,目前正在進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)的中間試驗(yàn)。筆者聽說他們是打算將其作為技術(shù)儲(chǔ)備而并不急于推出。所以,連第一代獲得安全證書已經(jīng)多年的轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲大米都尚未獲準(zhǔn)商業(yè)種植,這第三代將更加是遙遙無期。
在這樣的情況下,方舟子等一些挺轉(zhuǎn)者卻早就在恬不知恥地忽悠大眾說Bt大米中不含Bt毒素蛋白,甚至在面對(duì)中科院植物所研究員蔣高明的質(zhì)問那為何檢測(cè)機(jī)構(gòu)能夠依靠檢測(cè)大米中的Bt成分判斷此大米是否是轉(zhuǎn)基因大米之時(shí),方舟子狗急跳墻,惡言咒罵蔣高明是首席造謠員職業(yè)造謠員,對(duì)現(xiàn)代生物學(xué)無知http://www.xys.org/xys/netters/Fang-Zhouzi/blog/transgenic7.txt)。從林擁軍發(fā)表的那篇研究文章中,我們看到第三代Bt水稻的胚乳中實(shí)際上仍然含有極少量的Bt毒素蛋白,所以在文章中,林等作者使用了措辭嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?/font>幾乎沒有這個(gè)表述。而方舟子在早期就造謠說獲批準(zhǔn)的抗蟲害轉(zhuǎn)基因水稻胚乳中幾乎沒有”Bt毒蛋白,這獲批準(zhǔn)的當(dāng)然是指第一代Bt水稻,事實(shí)是其胚乳中所含Bt毒素量與葉片中所含相當(dāng),直到第三代才幾乎沒有;后來更是變本加厲,直接否定Bt水稻胚乳中含有Bt毒蛋白了,全不顧第三代轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻連安全證書都還沒有獲得的事實(shí)??梢?,方舟子自己才是一個(gè)不擇不扣的謠棍,不僅能毫無心理負(fù)擔(dān)地睜著眼睛說瞎話,還能如瘋狗一樣詆毀撕咬對(duì)此提出質(zhì)疑的人,實(shí)在是無恥之尤(更多方舟子的挺轉(zhuǎn)謠言可見本文第三章《盤點(diǎn)那些轉(zhuǎn)基因作物之黃金大米篇》)。
應(yīng)該說,華農(nóng)大的科學(xué)家在探索組織特異性啟動(dòng)子方面的研究取得了相當(dāng)?shù)某删?,作為科學(xué)研究本身是讓人敬佩的。但是實(shí)驗(yàn)室研究和大田試驗(yàn)是一回事,在農(nóng)業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用則是另一回事,例如轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物剛推出的幾年,殺蟲效果顯著,可很快害蟲就進(jìn)化出抗性,Bt作物抗蟲效果持續(xù)下降,同時(shí)又帶來了很多出乎意料的環(huán)境問題,這是由這項(xiàng)技術(shù)的先天缺陷和不可持續(xù)性所決定的。這里有一篇署名黎蝸藤的文章《轉(zhuǎn)基因水稻的安全風(fēng)險(xiǎn)之分子生物學(xué)基礎(chǔ)》(http://liwoteng.blog.sohu.com/302577253.html),從分子生物學(xué)的角度分析了轉(zhuǎn)基因水稻技術(shù)與生俱來的安全隱患,因過于專業(yè),筆者不再詳述,有興趣的讀者可以自行閱讀。
實(shí)際上,科學(xué)家對(duì)作物中插入外源基因會(huì)帶來怎樣的非預(yù)期效應(yīng)根本是不明所以無從確定的。舉個(gè)例子,非洲的布基納法索素來以其高質(zhì)量的棉花而聞名,這是法國(guó)政府資助的跨度70年的極其成功的非轉(zhuǎn)基因育種項(xiàng)目的成果??勺詮母姆N孟山都的轉(zhuǎn)基因Bt棉花之后,棉花質(zhì)量逐年下降,纖維長(zhǎng)度和軋棉率降低。孟山都將其歸因于水資源壓力和其它氣候問題,但是棉花質(zhì)量問題持續(xù)存在,到2013/14種植季,該國(guó)三分之二的棉花被評(píng)級(jí)為低質(zhì)量中等纖維長(zhǎng)度,只有三分之一還保持著原先中等到高纖維長(zhǎng)度的評(píng)級(jí),軋棉率則一直大大低于非轉(zhuǎn)基因棉花具有的42%的軋棉率。纖維長(zhǎng)度的降低損害了布國(guó)棉花的聲譽(yù),使其在國(guó)際市場(chǎng)貶值,再加上由于低軋棉率導(dǎo)致的總棉絨量的降低,劣質(zhì)的轉(zhuǎn)基因棉花使布國(guó)棉花公司的經(jīng)濟(jì)利益受損嚴(yán)重。最后該國(guó)決定逐步廢棄轉(zhuǎn)基因Bt棉花,轉(zhuǎn)而種植本土常規(guī)棉花品種,并計(jì)劃在2017/18種植季全面回歸非轉(zhuǎn)基因棉花,同時(shí)還向孟山都提出28千萬(wàn)美元的賠償要求,以彌補(bǔ)2010年以來棉花質(zhì)量下降造成的損失。布國(guó)棉花衰敗的事實(shí)指出了轉(zhuǎn)基因過程的一個(gè)普遍問題:即插入的基因會(huì)影響其它看起來本不相關(guān)的基因,孟山都的科學(xué)家卻不能精確解釋導(dǎo)致這些問題的機(jī)理。(http://weibo.com/p/1001603937673084556882)。另一方面,有證據(jù)顯示中國(guó)、印度和巴基斯坦的轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲棉也已經(jīng)或正在經(jīng)受著棉花質(zhì)量下降的困擾,這說明了外源基因的插入,會(huì)產(chǎn)生意料之外的影響,最終的產(chǎn)物與常規(guī)作物并不實(shí)質(zhì)等同。轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲水稻也同樣可能存在未知的問題,不管其胚乳中是否大量表達(dá)Bt毒素蛋白。
華農(nóng)大第三代轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻的胚乳中Bt毒素含量確實(shí)很低,但也不是完全沒有,而根莖葉中的Bt毒素蛋白仍然會(huì)帶來前文所有提到的環(huán)境問題和非標(biāo)靶效應(yīng)等問題,其是否能達(dá)到所宣稱的抗蟲效果也還有待時(shí)間和實(shí)踐的檢驗(yàn),而且可以預(yù)見害蟲對(duì)其產(chǎn)生抗性也是遲早的事情。更為重要的是,一方面第三代Bt水稻還很遙遠(yuǎn),另一方面不可否認(rèn)目前世界上幾乎所有的商業(yè)化轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物都在作物的各組織中表達(dá)Bt毒素蛋白,而且隨著害蟲抗性的增加,較新出現(xiàn)的多抗Bt作物在包括果實(shí)部分在內(nèi)的各個(gè)部位中表達(dá)的Bt毒素量急劇增加。
小結(jié)一下:本章內(nèi)容盤點(diǎn)了轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物的方方面面,包括Bt毒素作用機(jī)理不明、非標(biāo)靶效應(yīng)和協(xié)同毒性效應(yīng)、害蟲抗性增加出現(xiàn)超級(jí)害蟲、次生害蟲泛濫、實(shí)際上并不減少殺蟲劑的使用、Bt毒素在環(huán)境中難以降解因而污染環(huán)境、存在于作物果實(shí)中被人畜攝入、有證據(jù)顯示在哺乳動(dòng)物及人體內(nèi)不能完全降解、Bt作物本身不增產(chǎn)、與有機(jī)農(nóng)業(yè)使用的Bt殺蟲劑有本質(zhì)區(qū)別等等,可以看到,轉(zhuǎn)基因Bt抗蟲作物最初的承諾沒有一樣得以實(shí)現(xiàn),相反卻給環(huán)境帶來危害,也可能給人畜健康帶來潛在風(fēng)險(xiǎn),實(shí)在看不出其有什么存在的必要。而在傳統(tǒng)作物的安全性已經(jīng)過千百年檢驗(yàn)的情況下,我國(guó)政府置廣大民眾的反對(duì)于不顧,頑固推廣轉(zhuǎn)基因作物究竟是出于什么樣的目的?
行文至此,大家應(yīng)該已經(jīng)了解到目前世界上種植的99%以上的轉(zhuǎn)基因作物究竟是些什么鬼:一部分是如Bt作物這樣被轉(zhuǎn)基因公司用來利用專利技術(shù)控制種子銷售而盈利,更大一部分則是如抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物那樣一邊控制專利和種子、一邊捆綁銷售被世衛(wèi)組織定性為很可能對(duì)人類致癌的草甘膦除草劑以獲得最大化利潤(rùn);農(nóng)民得到的僅僅是人工的節(jié)省和耕作的便利,可這方面節(jié)約的成本也越來越被日益高漲的種子價(jià)格和為抵抗超級(jí)害蟲、次生害蟲、超級(jí)雜草而增加的花費(fèi)所抵銷;而這一切都是以作為消費(fèi)者的人類的健康風(fēng)險(xiǎn)以及環(huán)境危害為代價(jià)的。


三,轉(zhuǎn)基因黃金大米

本章內(nèi)容已經(jīng)單獨(dú)發(fā)表(http://weibo.com/1886394372/DFHW5jT6c?type=comment)。

 

 

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