转基因植物

基因改造(GM)是对生物体的基因组成进行可遗传的改变。

作为一种自然过程，基因改造(GM)与基因本身一样古老，自农业开始以来就被人类利用。最近，这个术语专门用于新开发的DNA技术，即使用人工技术修改生物体的基因组。这些技术依赖于精确切割DNA、分离所需片段并将其插入另一个生物体的单个细胞的能力。从这个转化的细胞中，一个新的多细胞生物可以再生。新的转基因技术有广泛的应用，从利用微生物合成重组人胰岛素或生长激素，到使作物对病虫害具有抵抗力。然而，它也招致了很多反对。有人批评它不自然，对环境和人类健康构成无法评估的风险，并为操纵人类基因构成提供了一种可能导致严重滥用的工具。

什么是基因改造?

基因改造(GM)是对基因组成的改造，使这种改造传递给生物体的后代。严格地说，这是一个涵盖许多过程的总称——其中一些是新的，一些自生命开始以来就一直在发生，还有一些自从上一个冰河时代结束时农业开始以来，已经被策略性地使用了一万年。然而，“基因改造”一词最近被用于“基因工程”过程，其中新开发的分子生物技术过程被用于将相对较少的基因插入生物体的基因组。用于描述这项技术的其他术语包括“重组DNA技术”和“基因操作”。在本文中，将使用新技术的转基因与使用传统技术的转基因区分开来，将前者称为“新转基因”。

GM(基因改造)方法

至少有三种传统的基因改造方法:a)选择由有性生殖产生的基因重组在现有种群中产生的变异。值得注意的是，大多数现代作物已经被这种技术改变了，以至于很难确定它们的野生祖先。狗品种的变异提供了这类转基因结果的另一个例子。例如，现代面包小麦是由三个品种连续两次杂交而来的。c)隔离突变体。例如，抗除草剂油菜是从加拿大田间自发出现的植物中培育出来的。

除了这些传统的方法之外，还有一种新的转基因方法，即利用最近发展的生物技术对单个细胞中的特定基因进行修饰。从本质上讲，这一过程包括:1)鉴定和分离核苷酸的线性聚合物，该聚合物要么指导合成具有所需特征的蛋白质(基因)，要么改变由另一个基因指导的蛋白质合成水平。分离特定核苷酸序列的过程特别需要细菌酶的作用，这些酶可以在核苷酸序列确定的精确位置切割核苷酸聚合物。这些被称为限制性内切酶，第一个于1970年分离出来。(最近，另一种快速体外复制DNA序列的技术，称为聚合酶链反应或PCR，已成为帮助分离所需DNA片段的日益重要的工具。)基因通常通过利用自然病原体进入其他生物体，其感染方式包括向宿主注射遗传物质。1973年，赫伯特·博耶和斯坦利·科恩首次成功进行了基因转移。这种基因转移发生在单个细胞中。当对植物或动物进行基因改造时，必须从这个单细胞中再生出整个生物体。因此，转移到单细胞胚胎在技术上是可取的，因为这些胚胎被编程为生长成多细胞生物。 Plants, however, have the useful trait of totipotency, whereby cells from the adult plant have the ability to regenerate into new adults - thus a range of cell types can be used for gene manipulations. The recent cloning of mammals from adult cells, most famously 'Dolly' the sheep, opens the door for this technology being transferred to mammals.

传统的基因修饰技术限制了发生在密切相关的生物体之间的基因修饰。新的转基因技术可以用于类似类型的基因改造，但它也可以在任何两个生物体之间转移基因。因此，尽管新的转基因技术只允许在生物体的基因组中添加一个具有特定特征的基因(不像传统的育种计划，一次转移数千个基因)，但一个基因可以来自任何生物体，甚至可以在实验室中重新创造。总的来说，新的转基因倾向于引入更少的基因，但可能比旧的转基因来自“更远的地方”。

新转基因的应用

新转基因的第一个主要产品是在1982年开发出来的，用于用细菌生产治疗糖尿病的人胰岛素。1990年，第一个转基因食品，一种用于奶酪制作的酶，在美国被批准使用。1994年，第一种被称为FlavrSavr的食品开始商业化销售，这种西红柿降低了一种对成熟至关重要的基因的活性。基因功能被破坏的转基因动物的发展为疾病的分子基础提供了许多见解，并且有明显的可能性修饰猪以提供用于人类移植的器官。

新的转基因作物最近的商业应用包括在大豆和油菜等作物中引入抗除草剂能力，以及在棉花和玉米中合成杀虫蛋白的能力。正在开发新的转基因的许多其他应用，包括赋予在水果中制造抗体的能力，以及通过降解有机污染来净化被污染的土地的能力。新的转基因还提供了改变食物成分以增加其营养价值的机会，例如增加谷物(例如玉米)的矿物质和维生素含量。“黄金大米”)。提高粮食产量也是可能的，办法是提高植物的整体质量(例如使水稻矮化)，提高对生物胁迫(病虫害)和非生物胁迫(例如低温、干旱或盐碱)的耐受性。

转基因技术的应用问题

转基因一直受到各种各样的反对。它被宣布为非自然的，被认为对环境和人类健康构成不合理的风险，并被认为使我们接近于能够操纵人类基因构成，这是不可接受的。只有最后一个问题是针对转基因的，而不是针对新的转基因——对优生政策的关注早于现代生物技术。“不自然”的指控已经对准了许多目标。在这种情况下，那些提出它的人仍然必须解释新转基因与许多长期接受的程序不同的特别不自然的地方。

更严重的争论是，新的转基因可能带来意想不到的、不受欢迎的、或许也是不可预见的环境和医疗后果。它带来了生物逃逸的风险，或者至少是它们的基因，进入野生种群。例如，杀虫蛋白在野生植物中的传播可能会给这些植物带来竞争优势，从而破坏半自然的系统。同样，对昆虫种群的影响可能是显著的。虽然抗除草剂作物将减少除草剂的使用，但它将提高应用的有效性，减少杂草密度，从而继续自农业开始以来一直在减少的野生动物数量。

人类暴露于大量以前从未出现在人类食物链中的新型蛋白质可能会导致不可预测的问题。特别是，过敏原性可能会导致难以发现的问题，因为症状可能需要很长时间才能出现。

涉及新的转基因和动物的问题引发了一系列进一步的伦理问题。它们还提出了将转基因技术转让给人类以及将其用作操纵人类基因的工具的可能性——这引起了人们对将其用于令人反感的目的的恐惧，或者由于善意的行为而造成的不可预见的后果而对人类生命造成损害的恐惧。这里的想法可能是，人类足够好或足够聪明，值得信任的力量是有限的。

然而，这些问题只涉及新转基因的特定应用，而不是技术本身。由于它有如此多的应用，对整个技术进行概括是困难的。大多数新转基因应用的大多数特征与过去一万年来对植物和动物进行的过程并没有太大的不同，因此，对新转基因的反对意见需要仔细阐述，以解决其独特的特征。

公众接受的问题

尽管新的转基因技术在这些生物上的广泛商业应用已有多年，但最近对转基因植物(GM)的关注并没有在转基因细菌和转基因酵母上引起重大关注。20多年来，糖尿病患者一直在使用一种人工合成的、类似人类的基因，将其植入细菌和酵母中，并没有引起公众的强烈抗议。新转基因广泛应用的另一个例子是素食奶酪——人们多年来一直在食用转基因凝乳蛋白。

然而，目前赋予作物的特性减少了杀虫剂和除草剂的使用，尽管对生产者有利，但对消费者没有明显的好处。对于那些体验不到任何好处，但却感觉到可能存在风险的人来说，自然的反应是拒绝。此外，允许为转基因技术过程申请专利(与保护传统育种成果的植物品种权相反)将新转基因置于与传统转基因不同的位置，这种情况与第二次“绿色革命”是私人资助的事实有关，而不是公共资助的第一次绿色革命。这是在普遍不信任科学的背景下发生的，历史上最近对科学的滥用(例如用于生物武器的开发)和科学家的错误(例如疯牛病)助长了这种不信任。