《聊聊抗除草剂的转基因作物》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: zhangyi8606
  • 发布时间:2018-11-28
  • 今年8月,一条新闻吸引了大半个地球的目光。

    美国加州旧金山中级法院裁决,判处种子公司孟山都赔偿46岁的非霍奇金淋巴瘤患者德维恩.约翰逊2.89亿美元,约合19.8亿元人民币。判决理由是,因为孟山都未能对其产品除草剂“农达”(主要成份是草甘膦)使用时的潜在危害给出足够的警示。紧接着,孟山都公司表示不认同裁决,认为“农达”不致癌。孟山都提起上诉,坚决捍卫这一有着40年安全使用历史的产品。

    太平洋彼岸争吵的声音,一下子就跨越大洋传到我们这边了。

    原本,除了同情患者之外,我是抱着“媒体又要热闹一阵子的心态看这个报道的”。毕竟,孟山都已经不是头一次当被告了。

    然而,断断续续地听到周围的一些声音,说,“美国法院已经判决了,除草剂致癌,坚决不能吃抗除草剂转基因粮食”。

    如此说法就整错了,属于概念错误。

    抗除草剂转基因作物跟除草剂是完全不同的两种东西。草甘膦是一种化合物,而抗除草剂转基因作物是转入了一种氨基酸合成酶的粮食作物。把除草剂和粮食等同起来,是把概念弄混了。

    且不论除草剂农达的“功过是非“,抗草甘膦除草剂的转基因作物跟这个案子半毛钱的关系都没有。

    转基因和非转基因作物农田都在施用草甘膦类除草剂。目前,全球有超过160个国家在使用,是除草剂中使用最广泛的一类。

    敲重点:吃抗除草剂转基因作物不等于吃除草剂!

    我绝无意在此说教,告诉读者吃或不吃转基因作物,只是觉得大家既然对转基因有兴趣,就应该知道一下相关的科学。我相信无论挺转或反转,多了解一下转基因背后的科学道理,都是有益无害的,对不对?

    那么,咱从下面几个方面聊聊吧:

    1、抗除草剂草甘膦的转基因作物转入的是什么基因?

    2、为什么杂草不能抵抗的除草剂,它能抵抗?

    3、为什么说抗除草剂的转基因作物不会致癌?

    1,抗除草剂草甘膦的转基因作物到底转进去的是啥基因?

    在介绍它转入的是啥基因之前,我们需要先介绍一下草甘膦类除草剂的工作原理。换句话说,它为什么能除草。

    草甘膦,被业界称为“灭生性除草剂”或者“非选择性除草剂”。意思就是什么植物都能“灭掉”。它是通过抑制植物体内的一种氨基酸合成酶的活性(烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶,英文简称EPSPS。为了容易上口,在这儿咱暂且称它为“E酶”吧),从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的转化(注释一下,莽草素是合成这几种氨基酸的底物。底物就是生化反应中的原料,类似于蒸饭时需要的米)。草甘膦通过抑制E酶,导致作物无法产生这几种氨基酸(饭做不出来),作物营养不良,光合作用受到干扰,直至死亡。

    草甘膦主要通过枝叶进入植物体内,最终通过植物的根排到土壤里。进入土壤后,草甘膦与铁、铝等金属离子结合,而失去活性。草甘膦盐很容易溶解在水里,这也意味着它很难在动植物体内蓄积。

    需要特意说明一下呵,草甘膦只能杀死植物,对动物没作用。因为动物体内没有这种E酶,草甘膦找不到封杀对象。

    刚才介绍了,草甘膦是通过抑制植物体内的E酶,使杂草(和作物)死于营养不良。

    偶然机会,科学家们发现,农达(草甘膦)对田边的矮牵牛花的生长没影响。研究之后,发现矮牵牛及土壤中的微生物的基因组里有多个拷贝的E酶或结构略微不同的E酶。同等剂量的农达可以杀死作物和其他杂草,却并不影响矮牵牛的生长。于是,农学家们把农作物细胞里也转入了多个拷贝的E酶,这样,草甘膦就不能封杀全部E酶;或略微改变一下E酶的结构,类似于给E酶戴上面具,让草甘膦认不出来。由此,抗草甘膦的转基因作物就诞生了。最早的抗除草剂作物是美国1996年上市的抗草甘膦大豆。

    把上面的内容总结一下,就是,抗除草剂的转基因作物只是比常规作物多了几个拷贝的E酶/或结构稍加改造的E酶。

    2,为什么杂草不能抵抗的除草剂,转基因作物能耐受?

    因为,它被转进去了多个拷贝的E酶,正常使用剂量下的草甘膦无法封杀全部E酶,作物的养料合成不会中断。或者,戴了面具的E酶,草甘膦认不出来,也就不会被封杀了。

    而杂草和非转基因作物中的E酶数量有限,能被草甘膦全部封杀,导致营养缺乏而无法生长。

    3,为什么说抗草甘膦的转基因作物不会致癌?

    我知道,肯定会有人对这句话持反对意见,因为网上“转基因致癌”的声音轰隆轰隆的。

    别急,请先跟我一起从生物学角度分析一下,咱再下结论不迟。

    癌症的发生发展,是一个很大很深的研究领域。导致癌症的诱因很多,机理也很复杂。至今,科学家们仍在孜孜以求,探寻治疗方法。

    目前,已经得到研究证实的致癌因素们,包括,长期慢性感染、超剂量辐射、化学诱导剂、长期抽烟等等。比如说,超剂量辐射,有些波长的射线可以让细胞里的基因组DNA变性,也就是DNA发生畸变。这样,细胞的生长周期就乱套了。原本应该凋亡的细胞不仅不进入凋亡,而且发疯似的增殖。这,就导致肿瘤发生了。

    肿瘤的发生机理非常复杂,在这儿咱不可能展开了聊。回到咱的问题,为什么说抗草甘膦的转基因作物不会致癌?

    因为,它转入的是E酶,而E酶在植物及某些微生物中普遍存在。传统农作物里也有E酶。转基因或非转基因的农作物中都有E酶。没有E酶,作物就不生长了。

    E酶既不能像射线或某些致癌化合物那样诱导我们的基因组发生畸变,又不会像病原微生物那样通过感染,让我们的细胞死去再生、再生死去的来回折腾,最终折腾到细胞增殖失控。

    对人和动物来说,E酶只是一个蛋白质。经口进入我们的消化道后,会被体内的消化酶消化,消化后被吸收了,就成了我们体内的一份营养。若不被吸收,就排出去了。

    综上,从生物学角度分析,抗除草剂草甘膦的转基因作物不会致癌。

    行文至此,欢迎讨论和质疑。愿意与真正想了解转基因背后科学的读者共勉。

    来源:基因农业网

相关报告
  • 《转基因作物减少了杀虫剂的使用但增加了除草剂的用量》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2016-10-11
    • 弗吉尼亚大学经济学家Federico Ciliberto的最新研究结果表明,普遍采用转基因作物减少了杀虫剂的使用,但是增加了除草剂的用量,因为杂草的抗性增强了。 Ciliberto 作为首席科学家开展了至今最大规模的转基因作物和农药应用的研究,主要的经济学家还有堪萨斯州立大学的Edward D. Perry、密歇根州立大学的GianCarlo Moschini和爱荷华州立大学的David A. Hennessy。这四位经济学家研究了美国5000多大豆种植户和5000多玉米种植户的逐年数据,时间跨度为1998到2011年,远远超过了先前研究仅限于一到两年的数据。他们希望通过多年的数据能够了解农民什么时候采用转基因种子,以及对化学药品使用的变化。 自2008年以来,在美国80%以上玉米和大豆是转基因作物。玉米种子被转入两种基因:一种是能杀死吃籽粒后昆虫的基因;一种是抗草甘膦(一种常用除草剂)的基因。大豆则只转入了抗草甘膦基因。所以,采用转基因玉米的种植户比不采用的少使用杀虫剂,约11.2%。13年中,也少施用了1.3%的除草剂。另一方面,大豆除草剂的用量显著增加,转基因大豆比非转基因多用了约28%的除草剂,主要是由于抗草甘膦杂草的增生作用。昆虫的抗性没有进化,部分原因是联邦政府的规定需要农民有个转基因作物田地的“避风港”,昆虫在这里没有必要发展抗性。尽管降低了昆虫类农药的使用量,持续增长的除草剂的使用对环境产生了严重的影响,破坏了生物多样性、加重了水体和空气的污染。 Ciliberto和他的同事采用环境影响指数(EIQ)分析了转基因作物对环境的影响,涉及了化学对农田工作者、消费者和环境的影响,结果表明转基因大豆对环境产生负面影响,增加除草剂增加了当地生态环境的污染。
  • 《阿根廷Gensus和Bioheuris公司正在利用基因编辑开发非转基因抗除草剂棉花》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:王晶静
    • 发布时间:2021-06-07
    • Bioheuris是一家利用合成生物学和基因编辑技术来对抗杂草的农业生物技术初创公司,Gensus是一家生产和销售经过认证的棉花种子的阿根廷公司。这两家公司宣布建立合作伙伴关系,利用CRISPR基因编辑技术开发抗除草剂的作物。 一些国家的农民已经可以获得表达其他物种基因的抗除草剂转基因棉花。而这些公司正在使用的技术是不同的,他通过提高作物自身基因的表达来创造抗除草剂的特性。 Bioheuris总裁兼创始人Lucas Lieber说:“为了增强棉花的表现,我们将利用基因编辑技术,在不引入外来DNA的情况下,精确地改变作物基因组中的一些核苷酸。基因编辑技术带来的变化很小,在自然环境中发生的概率很低。与转基因植物相比,基因编辑技术的监管审批没有那么复杂,而且速度更快。” 全球有4种耐除草剂的转基因性状棉花已经商业化销售,但只有一种在20多年前获得批准在阿根廷销售。 Gensus总裁Pablo Vaquero说:“与Bioheuris的合作符合我们为棉花种植者提供最佳基因和特性的宗旨。新的解决方案和更加多样化的工具将提高棉花种植者的能力,也是棉花产业未来的关键。” 杂草对棉花的影响 棉花是一种分布广泛、生长缓慢的早熟作物,对杂草竞争非常敏感。超过20多种常见杂草可使棉花减产50%以上,损害棉绒,降低棉花品质。 棉花中的除草剂使用仅限于特定的时间范围。除草剂施用过早或过迟都可能杀死作物。抗除草剂的性质使得在施用除草剂时不损害作物变成可能。但是当重复使用同一种除草剂时,杂草开始产生抗药性。 Lieber表示:“通过基因编辑,可以快速且经济高效地优化同一品种中的几个抗性基因。与商业替代品相比,我们的技术将提供对低剂量使用的除草剂的抗性,使环境和人类更安全。” 各种抗除草剂性状的结合将允许种植者使用化学混合物来延缓杂草抗性,以应对当今农业面临的主要挑战。 Vaquero总结说:“这是为我们国家和世界各地的棉花种植者开发先进技术的合作的开始。我们将寻求与其他合作伙伴的协同发展,共同走得更远。” (来源:世界农化网-英文网;世界农化网-中文网)