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访谈实录:崔金杰谈植物保护与国产抗虫棉
  2005年12月22日18:33 【字号 】【留言】【论坛】【打印】【关闭
  12月22日下午,中国农业科学院棉花研究所植物保护研究室副主任崔金杰做客人民网环保论坛,就“转基因抗虫棉与环境安全综合评价”话题与网友进行了交流。

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  访谈实录:喻树迅谈科技创新与转基因抗虫棉

  访谈实录:毛树春谈栽培技术与转基因棉

  [主持人人民日报记者教科文部主任记者蒋建科]:各位网友大家下午好,今天是“国产转基因抗虫棉与自主科技创新”系列访谈的第三场,我们很高兴邀请到中国农业科学院棉花研究所植物保护研究室副主任、副研究员崔金杰博士,我们请他就这个话题,从植物保护方面谈一下转基因抗虫棉环境安全性方面的相关问题。崔主任我们都很关注转基因抗虫棉,您是不是谈一下这里所说的基因是从哪里转来的?和杂交育种有什么本质不同?

  [嘉宾崔金杰]:各位网友大家好,转基因抗虫棉的基因主要来自Bt(即苏云金杆菌)。现在我们国家抗虫棉主要有两大类,一类是单基因抗虫棉,另一类是双基因抗虫棉,单基因抗虫棉就是上面提到的转Bt基因的抗虫棉,第二代抗虫棉是转CPTI和Bt基因的双价抗虫棉,CpTI(Cowpea Trypsin Inhibitor)是豇豆胰蛋白酶抑制剂的英文缩写,是从豇豆中分离、克隆的胰蛋白酶抑制剂基因,它们都是通过生物工程的方法合成的。

  目前主要有三种转基因的方法,我们可以同时开展三种方法的转基因研究,一种是花粉管通道法、一种是基因枪介导转化法,另外一种是农杆菌介导转化法。花粉管道法是利用针筒直接将基因打到花蕾子房里面的一种转基因方法,这种方法也是我们所最常用的。

  [蒋建科]:为什么要用这种方法来进行培育?

  [崔金杰]:因为这种方法是国内所专有的,而且不依赖组织培养人工再生植株,技术简单,不需要装备精良的实验室,常规育种工作者易于掌握。 但是这种方法有一个不足:成功率不是很高。

  [蒋建科]:为什么要打到子房里面?

  [崔金杰]:因为这会使基因进入比较容易一些。该方法主要是利用植株在开花、受精过程中形成的花粉管通道,将外源DNA导入受精卵细胞,并进一步地被整合到受体细胞的基因组中,随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。

  [蒋建科]:第二种方法是什么?

  [崔金杰]:第二种是基因枪介导转化法,也是一种强行打入的方法。其中也包含成功率的问题,根据我这么多年的经验,这种方法的成功率还是很高的。

  [蒋建科]:第三种方法是什么?

  [崔金杰]:农杆菌介导转化法。它是通过细胞和组织培养技术,再生出转基因植株,需要一系列的操作流程。

  [蒋建科]:这个过程复杂吗?哪一种成功率比较高?

  [崔金杰]:农杆菌介导转化法更好一些。花粉管道方法操作简单,谁都可以作这方面工作。只不过基因打进入没有,不能进行检测,所以需要采取其他方法进行监测。比如说你想把基因打进去,但是是不是进入了棉花里面,这还需要一个标记基因来做辅助检测。

  [蒋建科]:这个方法和普通的常规的杂交育种本质一样吗?

  [崔金杰]:不一样。

  常规的杂交育种是利用父本和母本发挥杂交优势,比如说产量上的优势,抗虫、抗病的优势,而转基因方法是应用现代生物技术来进行,是用基因工程手段在分子水平的操作。这种基因一旦转到棉花里面,基因就成为棉花的组成部分。

  [蒋建科]:就跟人做手术一样,有的人身体好,有的人身体不好,比如说有的人在身体里打入硅胶,它会不会给人身体造成影响?它会不会打破物种进化速率? 

  [崔金杰]:由于生物技术的发展,转基因确实对新物种的突破做出了很大的贡献。

  一个新物种的出现,如果走自然进化路线,需要很长时间,而如果我们直接用一种基因,无论是动物、微生物基因,我们将这些基因直接转到某个物种的内部,让这个基因成为它的一部分,进化的速率将大大加快。

  我们所说的转基因不是自然状态下的随机进化,而是人类根据农业生产的要求而进行的有目的的进化。比如说棉花,我们要增加其抗虫性、杀虫性,就选择了BT来进行转基因。而现在所转入的基因是对昆虫、害虫来进行的,对特定种类的昆虫具有一定的毒性,而对这些昆虫的天敌没有任何毒性,所以我们是有目的地进行转基因方面的研究及释放。

  [蒋建科]:刚才讲了微生物,植物的转基因方面问题,在不同物种之间以及同一物种的不同品种之间是否转基因达到的效果也不同?

  [崔金杰]:是的。因此生物技术只有和其他的技术相互结合才可以解决这个问题,如果你完全利用生物技术来进行这方面工作,是不行的。以后我们就需要运用常规的方法与生物工程技术方面相结合来进行转基因育种。

  [蒋建科]:基因是如何发挥抗虫作用的?

  [崔金杰]:转Bt基因抗虫棉是通过Bt基因表达出Bt毒蛋白,含有Bt毒蛋白的棉花组织被鳞翅目昆虫吞食后,在其肠道碱性条件和酶的作用下,或单纯在碱性条件下,伴孢晶体能水解成毒性肽,并很快产生毒性,使幼虫停止取食、麻痹而死亡。
CpTI基因可以抑制昆虫消化蛋白酶的活性,引起昆虫发育不正常和由于缺少必须的氨基酸饥饿而死。


  [蒋建科]:我们刚才说的毒蛋白,是通过基因表达来进行控制毒蛋白合成吗?

  [崔金杰]:对,是通过基因控制毒蛋白的合成。

  [蒋建科]:是由毒蛋白来杀死棉铃虫吗?

  [崔金杰]:对,棉铃虫必须吃了毒蛋白以后,才可以起到杀死它的作用。必须在特殊的环境里面才可以产生一定的效果,才可以造成棉铃虫死亡。 
  
  [蒋建科]:那么这个基因会不会对植物的其他基因造成什么不良影响?有没有做过类似的研究? 
  
  [崔金杰]:我自己做了一些这方面的工作,测了棉花内部的生理成份,和常规棉相比单宁的含量降低了,单宁是一种能够控制害虫(比如说棉蚜、红蜘蛛这些鳞翅目类害虫)的棉花体内的化学物质,表明转入基因后,抗虫棉整体单宁含量下降了,这也是造成现在刺吸性害虫比较多的一个原因。 
  [蒋建科]:什么是刺吸性害虫? 

  [崔金杰]:形象地说,就是这种昆虫吃植物的时候是用嘴象针一样的来吸棉花的汁。 
 
  [蒋建科]:您给我们讲讲昆虫的科普知识吧,从害虫吃东西的方式角度,如刺吸式、咀嚼式和虹吸式有什么区别? 

  [崔金杰]:刺吸式是用嘴像针一样的来吸汁。而咀嚼式是咀嚼来进行消化。而虹吸式是指夜蛾这一类的害虫。
  
  [蒋建科]:转基因抗虫棉是在棉花中强行打入一种基因,这对农作物本身有什么影响?对今后有什么影响?
  
  [崔金杰]:我也刚刚做这个方面的研究。 
  
  我经常讲能量平衡的原理,在生物史上生物的能量是守恒的。本来这个基因(如BT基因)不是棉花独有的,棉花转入这个基因后一定会消耗一定的能量。很多人觉得我的观点都非常新颖,但是还需要做很多的实验。这可能也是当前棉田中非靶性害虫上升的原因。抗虫棉只能杀死棉铃虫、红铃虫。而不能杀死其它非毒蛋白作用范围内的昆虫。 
  
  [蒋建科]:只把棉铃虫、红铃虫杀死会不会其他的害虫就上升了? 
  
  [崔金杰]:这个肯定会,由于使用了抗虫棉,减少了农药的用量,毒蛋白作用以外的昆虫就会上升。如果我们现在改变打药方法,把打其它害虫的农药加进去,就能够把毒蛋白作用以外的害虫也打掉。  
  
  [蒋建科]:有没有考虑其它害虫上来将如何治理它? 
  
  [崔金杰]:现在咱们国家综合防治水平和国外相比,我们的方法、我们的水平还是很高的,和国外相比我们差距在哪里呢?其实还是对化学农药依赖比较多。现在搞创新就要搞自然控制,搞抗病虫的平衡利用,转基因抗虫棉是一种措施。另外还有一种措施是天敌的饲养和释放及增殖。有很多的害虫危害程度还是很高的。 

  [蒋建科]:转基因会不会掉下来,是自然降解还是其他的方式,会不会跑到其他的物种中?对环境有什么影响?

  [崔金杰]:这个是环境安全评价方面的问题,转入的基因一般不会掉下来,但可能会有缺失的现象,也有相应的报道,比如说基因转出去以后,第一代很好,第二代很好但是第三代不行了,就是基因缺失了不表达了。 
  
  [蒋建科]:上世纪40年代的时候我们认为采用农药可以一劳永逸,但是后来发现情况不是这样,根本不可能,最后才发现转基因似乎可以一劳永逸,但是目前大家认为转基因还是不太安全,转基因大发展后会是一种什么状况?是不是会重蹈农药的覆辙? 
  
  [崔金杰]:这是肯定的,棉铃虫产生对转基因抗虫棉的抗性是必然的。我们正在密切在山东省几个县内进行监测。这几个大县,刚种抗虫棉的时候就有科学家预言说抗虫棉只可以种八到十年,他们做出这种预测是基于棉铃虫在室内的饲养,因为黄河流域不仅仅是有大面积的棉花还有大面积的玉米、蔬菜等等其他的花生大豆其他的作物,所以就为棉铃虫提供了一个避难所,棉铃虫除了吃棉花之外还可以吃其他的作物,所以就昆虫对转基因抗虫棉的抗性黄河流域效果不是很明显,但是在有一些地方,有的县,抗虫棉的种植面积基本上达到了98%,全是抗虫棉,所以这个就比较明显,有可能会存在一些隐患,抗药性肯定要产生的,因此我们要采取措施来延缓抗药性的产生,因为一个基因的克隆、转入需要很多人力、物力、财力,如果丧失了抗虫性,很可惜,会造成很大的损失,所以一定要研究如何延缓抗药性。

  [蒋建科]:还有一个问题,既然我们现在转基因的技术已经成熟,已经产生很大的效益,农药的用量已经大大减少,那么农药什么时候可以退休,因为他对食物的安全造成很大危害,是不是农药可以回家了,我们可以吃到比较安全的食品,这对环境和大气都是很好的。 
  
  [崔金杰]:农药对我们的影响还是很大,特别是棉田,我国30%—40%的农药都是喷洒到棉田里面,所以说棉田也是一个污染大户。我国在96年、97年的时候,就禁止了一批高毒农药,比如说1605、3911等农药的禁止使用。现在世界各国都是鼓励采用生物农药,采用低残留、低毒和环境相容的,或者说对害虫有效但对天敌效果比较小的农药,或者能够在杀死害虫做到同时保护天敌的农药。在这些方面生物技术会发挥更大的作用。农药退休我想一时还不可能,因为农药毕竟是最后一个杀手锏。当病虫害大发生的时候,最有效的办法还是化学农药,因为它效果迅速。 
  
  [蒋建科]:有没有理论假设,假设全球都停止使用农药那么粮食产量会减少多少? 
  
  [崔金杰]:粮食产量可能就会像40年代、50年代的水平,那时病虫害的防治主要是人工防治,地里有虫人抓一下,撒一些草木灰,没有很好的农药。任何东西都是有利有弊的,如何来发挥长处,尽量减少危害,是我们要经常考虑的。 
  
  [蒋建科]:最后一个问题,人虫之战何时了?我有一点想法,虫子存在于地球上,也是一种生存。但是人为了自己吃,自己穿,就把他们给灭了。虫子也会想如何来对付人类,人虫如何来进行今后的和谐? 
  
  [崔金杰]:人类一直在进行斗争,从虫口里夺粮,因为虫子太多了,如果我们不采取措施,人类就无法生存。比如说在棉田里,害虫有一百多种,主要的就有30多种,哪一种不防治结果都很严重。 
 
  [蒋建科]:我的老师讲了,两个蚜虫理论上24小时繁殖量就把地球覆盖了。像您刚才说的,粮食没有,油也没有,人类就无法生存。这是非常可怕的事情。 
  
  [崔金杰]:是的,很多虫子都是这样,有的群生,有的独行。比如说老虎,虽然每次只生一个,但是一个可以顶一群,但虫子不是,也许它很容易死亡,但是它繁殖能力很强。 
  
  [蒋建科]:我原来也是学生物学,您是不是可以谈一下转基因抗虫棉对人类生活的贡献? 
  
  [崔金杰]:转基因抗虫棉为人类做了很大的贡献,但是现在很多专家、学者对转基因作物的安全性还有很多的争论,从目前看是没有什么不安全的问题,但是评价转基因的安全性必须经过长期的检测和监测,另外我们还必须关注棉铃虫的抗药性问题,现在对抗虫棉抗性问题已经引起我们的重视,否则就会重蹈92年棉铃虫大爆发的覆辙和局面,如果这样,损失是非常惨重的。 
  
  [蒋建科]:感谢崔主任,您也是在百忙当中抽出一天的时间来接受我们的采访,也感谢广大网友的参与,下面欢迎网友们与崔主任进行直接交流。 
  
  [网友云海女侠]:是否用了农药的土地,对我们的人类也有毒性? 
  
  [崔金杰]:使用过量的农药会在土壤中积累,对生态环境有一定的影响。如果你种蔬菜使用剧毒农药,农药就可能进入蔬菜中对人体就会带有一定的危害性。例如韭菜。 
  
  [网友轻舟已过山万重]:你们这些专家都说抗虫棉是保护环境的,为什么还有那么多人反对转基因? 
 
  [崔金杰]:抗虫棉的种植减少了化学农药的使用量,减轻对环境的污染。但是它是否会对生态环境带来影响还需要长期的监测。现在对转基因生物的争论已经不仅仅是一个科学的问题,还涉及到贸易、宗教信仰及伦理各个方面的问题。 
  
  [网友脑子乱]:用了农药后,小孩在棉田内玩是否有危险? 
 
  [崔金杰]:因为剧毒农药已经被禁止使用,现在使用的农药一般七到十天就可以自行分解,所以说对人危害不是很大。 
  
  [网友变形蜘蛛侠]:用什么方法证明抗虫棉目前是安全的,有没有检测手段? 
 
  [崔金杰]:抗虫棉在商品化之前都有农业部指定的技术检测单位进行过环境安全性评价和食用安全性评价,都必须拿到农业部颁发的安全证书。所以说从目前的科技水平来看,抗虫棉是安全的。 
  
  [网友我不吃肉]:抗虫棉对其他的植物有影响吗? 
  
  [崔金杰]:不会产生影响,抗虫棉只会对近缘种有一些影响。对其他的植物种类不会有什么影响。 
  
  [网友流浪猫老大]:我们猫类能不能转上植物基因,从此不用捕鼠,光和作用为生?可能吗? 
  
  [崔金杰]:这是可能的,只要生物技术达到一定水平是有可能发生这种情况。

来源:人民网 (责任编辑:许秀华)
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