转基因技术的应用和和社会管理

---抗除草剂转基因作物的产生、发展和面临的问题

摘 要：抗除草剂转基因作物的出现并推广是人类栽培史上的一次空前革命。转基因技术使得农业向着现代化农业的方向加速发展。然而，任何一门科学技术的发展从来都是具有两面性的。转基因作物的大面积种植为人类社会带来了诸多的潜在威胁。本文从抗除草剂转基因作物的产生、发展、面临的问题和挑战以及对转基因作物的社会管理方面进行综述，以期为读者提供对转基因技术更加全面的认识和更多的有益信息。

关键词：转基因作物，商品化生产，杂草化，花粉漂移

现代科学技术日新月异的迅猛发展，提供了几百年前、几十年前人们难以想象的开拓世界、改造世界的崭新手段。近三十年，人类所取得的科技成果，比过去二千年总和还要多，科技的发展极大地影响了人类生活的各个方面。科技的发展在改造自然、征服自然，为人类提供生存条件等方面发挥了难以替代的作用；科技的发展，也为自由、民主、正义等人生价值创造了物质基础；科技的发展，更为我们建设现代化的国家做出了不可磨灭的贡献。然而我们在享受科学技术给我们带来舒适快乐的生活同时，却也感觉到了它给我们带来的很多的困惑甚至危机。在思想方面，由于缺乏对科学技术的了解，造成了人文文化与科学文化的对立、隔阂，尤其是由此一些文人形成对科学技术的误解、甚至是曲解。在应用领域，科技的发展也给人类带来了很大的危害，如核能，若用于发电可以解决一部分能源危机，若用于战争它可毁灭地球。像冰箱、空调所用的氟利昂，它可以破坏大气臭氧层，南北极形成空洞，对地球造成了极大的危害，还有汽车尾气排出的二氧化碳对地球的升温也起着关键的作用。高科技特别是生物科技的发展更给人们带来的恐慌，人们在开发利用生物技术时，有可能出现意想不到的安全问题，

各类转基因活生物体环境释放后对生物多样性所构成的危害受到广泛关注。

1、抗除草剂转基因作物的产生、发展及其成功原因

1、1 抗除草剂转基因作物的产生、发展

转基因作物，是利用基因工程将原有作物的基因加入其它生物的遗传物质，并将不良基因移除，从而造成品质更好的作物。通常转基因作物，可增加作物的产量、改善品质、提高抗旱、抗寒及其它特性。从表面上看来，转基因作物同普通植物似乎没有任何区别，只是多了能使它产生额外特性的基因。从1983年以来，生物学家已经知道怎样将外来基因移植到某种植物的脱氧核糖核酸中去，以便使它具有某种新的特性：抗除莠剂的特性，抗植物病毒的特性，抗某种害虫的特性……这个基因可以来自任何一种生命体：比如细菌、病毒、昆虫……这样，通过生物工程技术，人们可以给某种作物植入一种靠杂交方式根本无法获得的特性，这是人类9000年作物栽培史上的一场空前革命。

世界上第一种基因移植作物是一种含有抗生素药类抗体的烟草。它在1983年培植出转基因作物来；直到10年以后，第一种市场化的基因食物才在美国出现，那是一种可以延迟成熟的西红柿。1996年，由这种西红柿食品制造的西红柿饼才得以允许在超市出售。

由于农民可以从转基因作物的种植过程中获得良好的生产效益，种植面积一直在不断上升。1996 年世界范围内只有6 个国家种植了 170 万公顷转基因作物，至2006年全球转基因作物种植总面积达到1.02亿公顷。2008年全球转基因作物的种植面积更是达到 1.25 亿公顷，种植国家达 25 个。而从各个国家看，以美国的转基因作物栽培面积最大。该国家的转基因作物种植面积占世界转基因作物栽培面积的46.47％。其次为阿根廷、巴西、加拿大、印度，中国排第六位。在2005年，印度排第7位，而中国为第五位。印度是世界上转基因作物增长率最快的国家 (James, 2008a；闫新甫, 2001) 。

从 1983 年第一例抗除草剂转基因烟草问世以来，到目前已有近 300 种植物通过转基因技术先后培育出抗除草剂品种。从 1999 年到 2005 年单一的抗除草剂性状占总转基因作物的面积保持在 70%以上，2006 至 2008 年在 60%以上；抗(耐)除草剂和抗虫及其它复合性状在 1999-2003年间保持在 7%~8%，从

2005 年一直呈上升的趋势，到 2008 年达到了 22% (注: 其中虽包括有非抗除草剂的复合性状, 但抗除草剂的复合性状仍然是最主要的) (James, 2007)，这就意味着抗(耐)除草剂转基因作物达转基因作物总种植面积的80%。在抗除草剂转基因作物中，抗草甘膦大豆一直占主导地位，其次为玉米、油菜和棉花(James, 2008b)。如此大面积的抗除草剂转基因作物的种植，已经对除草剂的研制、开发与生产以及生态环境安全产生了重要影响，而且有愈演愈烈的趋势。

1．2 抗除草剂转基因作物获得成功的原因

抗(耐)除草剂转基因作物一枝独秀是有其原因的。杂草防治是农业生产中不可缺少的环节，尤其在发达国家的现代农场，播种后通常喷洒土壤处理除草剂，对漏网的，还需要进行茎叶处理。抗(耐)除草剂转基因作物首选了草甘膦和草铵膦两大灭生广谱除草剂为对象，从而降低了除草成本、提高了除草效果、减少了药害、使除草操作可以在见草后简便、灵活地进行，延长了除草的适期。据统计 2002 年大豆杂草治理费用与 1996 年相比，每英亩下降幅度高达 10 美元(柏亚罗, 2005)。巴西转基因大豆的生产成本比常规大豆除草成本生产体系低 15% (韩天富, 2008)。种植转基因抗(耐)除草剂作物可以采用窄行间距种植，转基因抗(耐)除草剂大豆的行间距从 76 cm缩小到 33 cm 或更小。密植使作物的顶冠更快地闭合，改善或提高作物与杂草的竞争力而达到增产的目的(柏亚罗, 2005)。除了上述优点外，草甘膦和草铵膦对环境的影响相对较小，它们在土壤中能够迅速降解，从而降低了除草剂流入地表水中的危险，几乎无水污染的潜在危险 (Carpenter et al., 2002)。

2、抗除草剂转基因作物商业化带来的挑战

2.1 除草剂产业面临巨大危机

由于转基因抗除草剂作物的发展和种植面积的不断增长，大大推动了草甘膦、草铵膦等非选择性除草剂的发展。抗草甘膦性状已经在转基因抗除草剂大豆、棉花和油菜作物市场占据了主导地位。草甘膦的销售额超过全球除草剂总销售额的 20%，远超过除草甘膦外的 10 个销售最好的其它除草剂品种销售额的总和，2006 年的消费量接近 53 万吨。在转基因作物种植面积迅猛增长的推动下，草甘膦市场需求将持续增长，由于世界上目前尚无可以替代草甘膦的新除草剂品种，

未来几年草甘膦的需求将保持每年 15%的增速（朱立民和陈志斌, 2008）。

如果中国在未来几年内能够顺利推动转基因抗除草剂作物的产业化，那么，受冲击最大的除草剂市场将是传统的大豆、油菜和棉花作物。其他诸多除草剂市场需求量将大幅减少，所带来的直接后果将是上述诸多除草剂品种的生产设备、生产技术、特别是技术人员将由于闲置而损坏和流失。除草剂市场以草甘膦为主导，草铵膦为次的单一化格局将进一步加剧。其后果将是非常严重的，少数几种除草剂品种一统天下的格局形成，极易导致抗药性杂草的产生，一旦杂草产生抗药性，人类经过几十年建立起来的以化学除草剂为主体的现代杂草控制技术体系将趋于崩溃瓦解，人类可能又要回到用手工除草的原始农业状态。

2.2 转基因环境安全问题值得关注

2.2.1 转基因作物杂草化

植物杂草化(weediness)是指那些原本自然分布的或是被栽培的植物，在新的人工生境中能自然繁殖其种群而转变为杂草的演化过程。基因操作导入新的 DNA 片断，这就有可能改变转基因植物的生存竞争能力，使这些转基因植物有更强的适应环境的能力，从而增加演化为杂草的可能性。1998 年在加拿大 Al-berta省的转基因油菜田间发现了同时含有抗草甘膦、抗草铵膦和抗咪唑啉酮类 3 种除草剂的油菜(Brassica napus)自生苗，其中，抗草甘膦和草铵膦的特性明确来自转基因油菜，而抗咪唑啉酮类除草剂的特性来自传统育种培育的抗性油菜(Hall et al.,2000)。

2.2.2 花粉逃逸

花粉逃逸是转基因植物外源基因流动的主要途径。近年来对转基因植物的研究证实,油菜、甘蔗、莴苣、向日葵、草莓、马铃薯、玉米、棉花和水稻、谷子等转基因植物均可通过花粉传播使外源基因发生向近缘种或杂草的基因流动。甚至也会污染常规的作物品种。在特定的生态环境中，有些作物的近缘种是危害很大的杂草，如果这些杂草由于接受了抗性基因，特别是抗除草剂基因而提高了适合度(fitness)，它们就可能变为极难防治的害草，给农田杂草防除带来新的难题（刘长岭，2002）。而且杂草常常通过自然进化的过程形成了对一种或几种除草剂具有抗性的种群，而转基因作物的抗性基因流动可加速抗性种群的形成过程。