我们为什么需要转基因

我们为什么需要转基因
Photo by Taylor Siebert / Unsplash

此文为阅读摘要,原文附后。

  • 根据联合国粮农组织(FAO)的研究表明:国际粮食总产增长的80%依赖于单产水平提高,而单产提高的60%~80%来源于良种的贡献。
  • 在20世纪60年代,育种学家们通过杂交技术,成功研发了矮秆型小麦和水稻,使得这两种作物的单产提高了20%~30%,被称为“第一次绿色革命”。
  • 转基因技术完全突破了杂交育种的局限,引领着“第二次绿色革命”。
  • 美国采用转基因育种等一系列科学手段,在十多年间,就让玉米单产提高了30%。
  • 美国的玉米单产比中国高50%以上,美国大豆的单产水平比我国高70%,阿根廷、巴西等国的大豆单产也较我国高50%以上。
  • 国外推测,到2030年,我国的粮食缺口将达1.4亿吨,这意味着需要将粮食单产从目前的每亩344公斤提高到430公斤,增长25%。从目前的技术手段来看,转基因育种是必须的。
  • 1996~2013年,种植转基因作物为粮食安全、可持续性发展及减缓气候变化做出了贡献:增加了超过4.42亿吨农作物产量;节省了5亿公斤的农药,更好地维护了环境;2013年一年就减少了280亿公斤的二氧化碳排放,有助于减缓气候变化;节省了1.32亿公顷的土地,保护了生物多样性。
  • 2002年,转基因抗虫棉花开始被印度批准种植。此后的10年间,印度的棉花产量从268万吨增长到590万吨,从一个棉花净进口国翻身成为净出口国,同时农药的使用量下降了90%以上。
  • 自1995年以来,转基因技术带来的正面影响包括:化学农药使用量降低了37%,作物产量提高了22%,农户利润增长了68%。在产量和收益上,发展中国家比发达国家提高的幅度更大。

附:《我们为什么需要转基因》原文(《科学世界》2016年第二期)

从1976年人类第一次将外源基因转入大肠杆菌并成功表达以来,转基因技术已经有40年的历史。虽然转基因技术在飞速发展,但人类依然对它心存疑虑:我们真的需要转基因吗?对于转基因,我们需要了解更多。

良种培育依赖转基因

根据联合国粮农组织(FAO)的研究表明:国际粮食总产增长的80%依赖于单产水平提高,而单产提高的60%~80%来源于良种的贡献。在20世纪60年代,育种学家们通过杂交技术,成功研发了矮秆型小麦和水稻,使得这两种作物的单产提高了20%~30%,被称为“第一次绿色革命”。在中国,袁隆平发展了三系法杂交水稻,使得我国水稻单产也提高了20%~30%,并获得国家最高科学技术奖。如今,我国粮食生产的良种覆盖率达95%以上,良种对粮食增产的贡献率达40%。

但是,随着重要基因资源的不断挖掘,杂交育种的局限性也逐步显现。特别是杂交必须建立在有性繁殖的基础上,无法引入不能与作物杂交的物种的优良基因。这使得近十多年来,我国主要农产品的单产一直无法更进一步。

而由现代分子生物学发展出来的转基因技术,完全突破了杂交育种的局限,引领着“第二次绿色革命”。美国的玉米种植面积(5.5亿亩)和我国(5.45亿亩)相近,但总产量却比我国高50%以上,主要原因就在于美国采用转基因育种等一系列科学手段,在十多年间,就让玉米单产提高了30%。而大豆的对比更是明显,美国的单产水平比我国高70%,同样使用转基因良种的阿根廷、巴西等国也较我国高50%以上。国外推测,到2030年,我国的粮食缺口将达1.4亿吨,这意味着需要将粮食单产从目前的每亩344公斤提高到430公斤,增长25%。从目前的技术手段来看,转基因育种是必须的。

种植转基因作物使农民增收,生态环境得到改善

1996~2013年,种植转基因作物为粮食安全、可持续性发展及减缓气候变化做出了贡献:增加了超过4.42亿吨农作物产量;节省了5亿公斤的农药,更好地维护了环境;2013年一年就减少了280亿公斤的二氧化碳排放,有助于减缓气候变化;节省了1.32亿公顷的土地,保护了生物多样性。以印度为例,2002年,转基因抗虫棉花开始被批准种植。此后的10年间,印度的棉花产量从268万吨增长到590万吨,从一个棉花净进口国翻身成为净出口国,同时农药的使用量下降了90%以上。

中国农业科学院副院长吴孔明院士带领的团队对一种转基因棉花长期种植的环境影响做了连续的跟踪调查,结果显示棉花田中益虫增多(因农药使用大幅降低),周围的农田也随之受益,整个农田的生态系统趋于良性发展。

2014年,基于在全球性农田实地考察与实验中获取的时间跨度超过20年的第一手数据,来自欧洲的两位专家威廉·克伦坡(Wilhelm Klümper)和马丁·凯姆(Matin Qaim)对近150种转基因作物研究结果进行了综合分析,并再次确认了这类作物对生态环境带来的正面影响。根据这项分析,自1995年以来,转基因技术带来的正面影响包括:化学农药使用量降低了37%,作物产量提高了22%,农户利润增长了68%。在产量和收益上,发展中国家比发达国家提高的幅度更大。

人们所种植的转基因作物不仅仅限于玉米、大豆、棉花等主要的粮食与经济作物,还有番木瓜、茄子、南瓜等水果和蔬菜,以及畜牧业用的苜蓿等。这些作物因具有耐旱、抗病虫害、抗除草剂、营养丰富、食品质量更好等优势,不仅帮助农户增加了产量、提高了种植效率,同时也让广大消费者受益。

转基因作物的优势

目前国际上已经商业化种植的转基因植物中,涉及的性状有抗虫、抗除草剂、品质改良、抗病毒、延迟成熟等。其中用的最普遍的是抗虫和抗除草剂性状。抗虫主要指对鳞翅目、鞘翅目等昆虫的抗性,如抗棉铃虫、棉红铃虫、玉米螟、水稻螟虫等。种植转基因抗虫作物,可以明显减少用来杀灭主要害虫的农药数量,农民在喷洒农药时吸入中毒的风险也随之降低,种植农作物的成本也会相应下降。此外,转基因抗虫作物的杀虫专一性很强,除了特定的害虫,通常不会对非靶标昆虫产生毒害作用,也不会对以这些靶标害虫为食的天敌生物产生危害。抗除草剂主要指提高作物对草甘膦和草丁膦类除草剂的抗性。在田地里,杂草经常和娇贵的农作物争抢土壤里的营养成分,如果不及时除掉杂草的话,可能会造成农作物减产。有些杂草的生命力很顽强,农民即使用耕犁翻土等手段也不能保证完全铲除干净。而且,在农田中,杂草的分布很不均匀,人工除草费时费力、很不经济,只能喷洒除草剂。
转基因抗除草剂作物本身具有对除草剂的抗性,也就是说,喷洒除草剂对作物没有杀灭效果,倒是可以把它们周围的没有加“抗体”的杂草全部消灭。这种高效率的除草方式在现代化的农业体系中非常适用,可以明显减少人工劳动量。在国外,种植作物前使用除草剂去掉杂草,可以实现免耕,同时减少了水土流失。

综上所述,人类需要转基因,并且生活中已经享受到转基因切切实实带来的好处。那么,全球范围内已经上市的转基因生物制品有哪些呢?请关注下期微信推送“随处可见的转基因生物制品”。