一切有机体都是由细胞构成(病毒除外),细胞是构成有机体的基本单位。所有的细胞都共同的基本点:细胞膜、核糖体、核酸。其中最为重要的就是核酸,即DNA与RNA,为遗传信息复制与转录的载体(病毒的核酸为DNA或RNA)。
生物体的遗传信息以密码的形式存储在DNA中,表现为特定的核苷酸序列,并通过DNA的复制由亲代传递给子代。核酸由核苷酸组成,核苷酸由磷酸、糖、碱基组成,起决定作用的是碱基,包括A、T、G、C、U五种。T存在于DNA中,另四个碱基在RNA中随机每三个组成一个遗传密码,所有生物的外在表型,由生到亡都是有无数个遗传密码所协同控制,可以说遗传密码决定了一切!
唯物辩证法告诉我们要能从现象看到本质,因为是本质决定了现象。就像今天我们看待转基因粮食,确定其是否安全,我们也要从转基因粮食的本质去看——从基因水平去解释。
人们为什么要生产转基因粮食?我个人认为主要有:一为了抗病虫害,二增产,三抗逆境,四降低成本,五是利益需要等等。我将主要从前两方面详细阐述个人观点。
自1992年来,农业科学家利用转座子标签和图位克隆技术已经从7中主要作物中分离得到15种抗病基因,除玉米Hm1外,其他抗虫基因主要负责对真菌、细菌、病毒、线虫等的抗性。以水稻为例,Xa21是水稻中抗白叶枯病的基因,其编码一个由1025个氨基酸组成的类受体激酶蛋白,这种蛋白是抗白叶枯病的主要因子。(RNA中的每三个碱基构成一个密码,每个密码编码一种氨基酸。)Xa21是广谱性抗病基因,起初只存在于野生水稻中,科学家把这个基因从野生水稻中克隆出来,利用现代化科学手段如根癌农杆菌介导转化到没有这个基因的水稻中,使原来没有Xa21基因的水稻人为获得了这个基因。另一种方法是基因枪法,直接以子弹的速度把基因打入水稻基因组中,也使得没有Xa21基因的水稻获得了该基因。实验证明获得了该基因的水稻具备了抗白叶枯病的能力。
这种获得性抗病水稻安全吗?我们就要从基因水平去解释。本人是一名从事水稻转基因的研究生,我将以专业角度发表个人观点。现在主要的常见水稻品种如武运粳系列,都含有Xa21抗病基因,也是获得性,其后代也具有抗病能力。从遗传学角度来说是因为DNA中含有该基因,所以其后代也有,就像人类的遗传病,越是近亲结婚越是会得遗传病。既然是转基因水稻就应该能够“稳定”遗传。稳定之所以打引号还是值得推敲的,为什么有的品种的抗病能力三代以后就不具备了抗病能力呢?抑或是有的好品种为什么几代后就失效了呢?这就是不稳定遗传的后果,从基因水平来说,一是后代该基因缺失了,没有该基因固然就不能抗病,我们常用的PCR方法就可以简单地证明该基因是否存在。假设经PCR没有检验出该基因,那么该基因去哪了?因为生物体具有自我修复机制,修复是生物机体细胞在长期进化过程中产生的一种自我保护功能,模拟一下,对所获得的Xa21抗病基因,相对于水稻本身来说,起初是没有的,人为后现在有了,植物便会记住这个不属于自己的基因,会形成排斥反应。就像人类肾移植必须要服用抗排斥药,以减弱机体对这个不属于自己的东西的排斥作用。水稻将会怎样处理这个不属于自己的东西?可能会把这段基因切除,或雪藏,在基因转录过程中把这段不属于自己的东西当成内含子,在MRNA的剪接中切掉该基因。几代以后代就不存在这个基因了。而另一种情况是后代有这个基因但却不具有抗病能力,我认为这就是比较危险了。那就是基因突变,定义为基因内的遗传物质发生了可遗传的结构和数量的变化。该基因本身发生突变,原因或许是植物本事的排斥作用,主动让该基因突变,正常的碱基序列改变(如AT变成TA),抑或是碱基突变(如A变成了T)。所有这些突变最终导致了遗传密码的改变,遗传密码一改变,该基因可能会编码产生另外一种物质,而非正常的类受体激酶(抗病因子)。新产生的物质有害或有益都有可能。假使人吃了该水稻,这种物质也会进入到人体中,不管是这种物质,还是正常的类受体激酶,在人体中只能说有害、有益都有可能,需要科学实验的证明。
第二点人们都希望作物产量增加,聪明的科学家想到通过转基因技术来使产量爆发式增加。中国现在非常重视转基因作物的研究,两年前,中国拿出2000亿人民币投入到转基因研究中,如猪,牛,羊,水稻,小麦,玉米,棉花等,华中农大张院士的两个转基因品种已经投入生产。我所在的课题攻关组也已经获得了两个高产品种,各增产50%和25%,这是如此不可思议。植物所吸收得养分要靠转运蛋白来运输,我们通过转基因方法让转运蛋白基因在植物体中过量表达,达到正常表达量的1000倍。确实明显提高了水稻运输养分的能力,转基因水稻比正常水稻粗壮,高大,穗子长一半,一穗结400粒水稻,正常的只有200粒,米粒也较正常饱满,更长。此方法的原理是在基因水平上用根癌农杆菌介导转化水稻,载体与目的基因一同导入到水稻基因组中,这个步骤很重要也很危险,这个过程我们也是未知的,我们做科研的一定要做的是鉴定,导入后还要鉴定基因在水稻基因组中所插入的位置和数量,危险之处在于有的科研人员急功近利的话就不管这些了。因为随机,基因插入基因组的位置是不确定的,假使插入到了编码区,则正常的生命过程将很可能被破坏,植物很可能会因不能合成生命必须物质而死亡,抑或是埋下隐患;其二,假使基因组中插入了很多重复的基因,同样会破坏植物正常的生命过程,产生其它未知物质,最终也会对人造成一定影响。即使我们证明了插入位点为非编码区和单拷贝也同样不能断定对人没有影响,因为载体部分可能也会参与生命活动,或与插入位点其它部分相作用,形成新的调控因子,也有可能将原始非编码区变成编码区,总总都是未知过程…
从科学角度来说转基因作物必然会对人产生一定影响,影响的程度以及时间的长短只能说未知。人同样也是由细胞组成,核酸决定了人的一切,每个人都有属于自己的一套核酸密码。因为总总原因,人的遗传密码一直处于突变进程中,有的突变是致死的,比如癌症,就像肺癌。吸烟是致肺癌主要原因,烟草中的有毒物质促使人体中p53基因的突变,而p53基因是肿瘤抑制基因家族中的最重要一员,该基因的突变或丢失将使得机体对抑制癌细胞分裂,增值的能力丧失,从而导致多种肿瘤的发生。但大多数的突变对人体是无害的,或许能增加人某方面的能力,人同样也有自我修复的功能,人体中拥有无数功能类似p53的基因,在人的生命过程中发挥重要作用,维持了人的免疫系统,保证了人的健康。
自然状态自然最好,我们当然还是推荐传统粮食,从进化角度,那些高产抗病品种显然违背了自然规律,肯定经不起时间的考验。虽然转基因作物对人有影响,但是我们也不要太在意了。因为不管是植物还是动物每天都在自然状态下自己给自己转基因,人也一样在不停地自然地变化着自己的遗传密码,为的是什么?达尔文给了我们完美的解答—适应环境。不管转基因植物对人的伤害有多大,随着人类的不断进化,总有一天,人会适应它。但是要适应转基因粮食必所耗费的代价将是无法估计的。
那些无法适应环境的不管是人还是植物都将会被残酷地淘汰,这就是自然选择,就是适者生存,只有强者才能将自己的密码遗传给后代。美国低价卖大豆给中国,抹杀了中国传统大豆的生产,因为我们国力、技术没有别人先进,自然是弱者,达尔文的弱肉强食可以解释这个现象。美国让我们吃转基因大豆,为此我们被迫改变自己的遗传密码去适应转基因大豆,短时间我们损失了,但是以长时间来看,中国人和美国人都在为环境不断进化,我们很难说谁进化的更好。
我们绝不能忘了弱肉强食的铁律,我们一定要自强,要强大,要不然我们总会被当成类似的试验品。
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