盘点那些转基因作物
作者:jrry86
来源:红色文化网
2017-01-31
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转基因作物自问世以来一直争议不断。世界上第一个获准商业化种植的转基因食物作物是西红柿(商品名FlavrSavr),于1994年在美国上市,其特点是不易软化,因此可以等它生长成熟之后再采摘,而且能在货架上保留很长时间;而一般的西红柿,为便于运输和让其能在货架上待得久,都是在远未成熟的情况下就采摘下来,然后再用人工手段催熟。可是该转基因西红柿因接受度不高,消费者普遍反对,很快就退出了市场,销声匿迹(http://www.gmo-compass.org/eng/grocery_shopping/fruit_vegetables/15.genetically_modified_tomatoes.html)。
转基因作物发展到如今已经有20年,主要有两类:抗除草剂草甘膦作物和Bt抗虫作物,或者兼具这两种性状的复合作物。根据“国际农业生物技术应用获取服务”组织(ISAAA,这是一个由美国农业部、美国国际开发署、孟山都、拜尔等资助成立的特别向发展中国家推广农业转基因技术的机构)公布的2015年简报,这两类转基因作物及复合性状作物占据了全世界商业化种植的转基因作物的99%以上(http://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/51/infographic/default.asp),其它种类的转基因作物种植量几乎可以忽略。本文将详细盘点这两类作物的弊端。
另外,由于2012年美国华裔科学家汤光文在《美国临床营养杂志》发表转基因黄金大米试验结果文章,导致其于2008年伙同部分中国科学家和机构利用湖南儿童进行非法黄金大米试验的恶劣行径曝光,使得黄金大米进入国人视线并引起广泛关注和争议;同时由于今年121位诺奖获得者联名签署公开信,以黄金大米作为突破口推销农业转基因技术应用,并谴责绿色和平组织犯下反人类罪,再次将转基因黄金大米推上风口浪尖,故本文也将对黄金大米作详细讨论。
最后笔者还将概括介绍一下其它转基因作物,包括应用了Crisper/CAS9技术的基因编辑作物。
笔者希望通过此文,让朋友们对各类转基因作物能有个较为全面的了解。本文篇幅较长,希望读者能耐心阅读,也请提供您的宝贵意见,以便笔者修改更新,尽力使本文成为一篇完整全面的反转文章。
一,转基因抗草甘膦作物
本章尚在写作中,读者可以先参考笔者以前所写的《草甘膦与转基因作物》一文(http://weibo.com/1886394372/CCKFKaK5p?type=comment)。
二,转基因Bt抗虫作物
Bt毒素是由苏云金杆菌分泌的一类毒蛋白,能杀死多种害虫,因此农业上常把它们用作为生物杀虫剂。但“阳光照射、刮风下雨都会让它迅速失去活性”(见:http://finance.sina.com.cn/china/gncj/2016-05-04/doc-ifxrtztc3222928.shtml),使其杀虫效果降低,必须增加用量或使用其它广谱杀虫剂。转基因科学家提出的解决之道是把苏云金杆菌产生Bt毒素的基因转入到作物中去,使作物本身表达Bt毒素蛋白,而标靶害虫吃了作物就会死亡,这样就不再需要喷洒Bt农药,据说这样既提高了杀虫效果,又减少了环境污染。到目前,转入Bt抗虫作物的基因表达的Bt毒素主要包括Cry1、Cry2和Cry3三大类,以及少量Cry9(http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract;)。
1,转基因Bt作物的杀虫机理不明
试想一下,本来外用Bt农药,喷洒在作物上,经过风吹日晒雨淋大部分会洗脱、降解以致于迅速失效、而作物的果实通常都有外壳包裹,这样人类吃到Bt毒素的可能性很小。现在呢,把来自细菌的Bt基因转入作物,这样作物本身就成了一个农药工厂,从发芽到收获的过程中通常作物的每一个部分包括花粉都持续表达Bt毒素蛋白(http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract;),而且这些Bt毒素不能洗脱、不会降解,还没法限制残留量,实际上美国对多种转基因Bt抗虫棉、玉米、大豆和其它食品中的Bt毒素蛋白的残留量就不作限制(http://articles.mercola.com/sites/articles/archive/2014/02/26/bt-toxin-residues.aspx),最后这农药直接就被人类和动物食用了。
由此带给人们的顾虑就是,虫子吃了会死的东西,那人还能吃么?对此,科学家解释说:“只有目标害虫摄入转基因作物中的Bt蛋白后,在肠道环境和特定蛋白酶作用下,Bt蛋白溶解成的活性蛋白与害虫中肠上表皮膜受体结合,形成特异性穿孔,害虫中肠麻痹死亡。其他非目标昆虫则没有这个过程,不会被杀死。人体内则不存在相应受体,不能与Bt蛋白结合,因此并不会‘中招’。”(http://finance.sina.com.cn/china/gncj/2016-05-04/doc-ifxrtztc3222928.shtml)
言下之意就是Bt毒素只能杀死特定标靶害虫,而对益虫和人畜无害。这说法有没有道理呢?当然有,上述作用模式是目前科学界对Bt毒素杀虫机理占主流的认知。可一如挺转专家科普时惯用的手法那样,这只是事情的一个方面,他们没有告诉我们的是,实际上科学界对Bt毒素的作用机理并没有完全确定,目前存在至少两种作用模型(见加拿大科学家2012年9月发表在《无脊椎动物病理学杂志》上的综述文章:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022201112001358 )。
简单介绍一下这篇综述文章的内容。上世纪八九十年代提出的传统模型是Bt毒素前体经蛋白酶消解活化形成活性蛋白—>与细胞膜受体结合—>细胞膜穿孔—>细胞溶解,可学界对这个模型的第三步一直不甚明了。本世纪初针对这方面作了大量研究,其中最引人瞩目的是墨西哥夫妻档科学家Bravo和Soberon,他们主要是利用Bt毒素蛋白中的一种,即Cry1Ab,作用于烟草天蛾,进行了大量研究,提出了“按序结合模型”,详细阐明了上述第三步的每一个中间过程,该模型是对上述传统模型的补充。与此同时,还出现了另一种完全不同的机理模型,“信号传递模型”,即Bt毒素蛋白前体经蛋白酶消解活化—>与细胞膜受体结合—>信号传递到细胞内—>细胞致死。
作者综合了已经发表的研究结果和文献资料,对这两种模型作了深入细致的审核并提出了“严厉”批评。其中,针对“按序结合模型”,作者质疑了该模型的每一个中间过程,认为它们与其他科学家得到的研究结果矛盾重重,说白了就是该模型根本解释不了已有的对“穿孔”形成过程的研究数据。作者也批评了“信号传递模型”,认为它比“按序结合模型”还要不堪,但是作者同时强调“它的价值在于指出了Bt毒素与敏感细胞之间的相互作用毫无疑问对细胞代谢和调控有重大影响”,换句话说,就是Bt毒素除了与细胞膜作用而形成穿孔并渗透入细胞之外,还能够通过信号传递途经对细胞代谢和调控产生影响。而实际上,确实有人提出了综合了这两个模型的Bt毒素作用机理。最后,加拿大作者总结到:“很多与昆虫细胞如何被Bt毒素杀死的机理有关的重要问题都还没搞清楚,这与这些模型被提出之前的状况一样。”而八九十年代的那个传统的最简单的模型仍然是目前最有效的对Bt毒素作用机理的阐述,也就是说这二三十年来,对Bt毒素作用机理的研究实际上都是在原地打转,还是处于三十年前那种只知其一不知其二的状况,甚至由于新的研究结果和证据的出现,使得这种状况变得更加混乱。
事情还远不止这么简单,挺转专家同样没有告诉我们的是,在上述综述文章发表两个月后的2012年11月,这对墨西哥夫妻档科学家被发现存在科学舞弊行为(http://retractionwatch.com/2012/11/23/university-disciplines-researchers-who-study-toxins-used-in-gmo-crops-at-least-seven-corrections-to-follow/),他们篡改了十一篇文章中的图片,并用这些图片作为他们提出的Bt作用机理模型的证据,这个丑闻导致他们从所担任的墨西哥全国自治大学的主席职位上辞职,三年内不得招收新的学生,并使七家杂志同意发表更正声明。还需要对这个“按序结合模型”多说些什么呢?
前面已经给出链接的、在后面第五节中将要着重讨论的另外一篇综述,即瑞士联邦技术学院和德国联邦自然保护机构的科学家于2015年11月发表在《环境科学前沿》杂志上的一篇最新综述(http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract;)也提出了类似的看法:Bt毒素对非标靶昆虫、动物和人类食用者是安全的这个假说,很大程度上依赖于所宣称的对害虫的特异性,但是这种论断本身又依赖于针对单个类型Bt毒素对狭小范围内的标靶害虫的作用的研究;而随着科研和知识的增加,对Bt如何发挥作用的不确定性也在增大,相比于30年前Bt毒素基因首次转入转基因作物时,今天人们对Bt毒素的作用机理“在科学上更加不确定”。
所有这些可曾有任何一个挺转专家告诉过我们?没有!可这并不妨碍他们斩钉截铁地宣布Bt毒素只杀死标靶害虫,对益虫和人畜无害。笔者想要问的是,如果对转基因Bt抗虫作物的作用机制都没能清楚了解,那么科学家又如何能设计适当的实验来证实其安全性呢?在这样的情况下,那些科学家又如何能红口白牙言之凿凿向公众保证其安全呢?
2,转基因Bt作物的非标靶效应
如果你以为反转者仅仅是因为科学家还搞不清楚Bt毒素的作用机理而反对转基因Bt作物,那就错了。实际上,一直以来都不断有科学研究证明Bt毒素对标靶害虫之外的动物(即体内没有针对Bt毒素的特定受体的动物)带来危害。
最近的一个例子是2016年5月《食品与化学毒理学》杂志(就是曾发表法国塞拉利尼教授团队的转基因玉米大鼠长期喂养试验结果,后又撤回其文章的杂志)发表了一篇研究文章《长期接触CRY毒素的水蚤受到负面影响》(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722),来自挪威、瑞典和巴西的科学家发现非标靶动物水蚤长期接触纯化的单个Bt毒素蛋白及其混合物时会受到伤害。对这篇文章的中文详细介绍见笔者翻译的文章《Bt毒素能伤害非标靶生物,并有更强协同效应》(http://weibo.com/5547628811/Dv9XFqrk3)。
水蚤是最常用于淡水生态体系中毒理研究的生物,甚至被用来研究某些人类疾病中毒素所起的作用(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15465669)。研究者让水蚤在整个一生中接触纯化的Bt毒素Cry1Ab、Cry2Aa、两者的混合物以及它们与农达的混合物,在Cry1Ab、Cry2Aa或者两者混合物的剂量分别为4.5ppm的情况下,水蚤表现出比对照组要高得多的死亡率、较小的体型和非常低的生殖率;在0.75ppm的剂量下,与对照组相比,死亡率也有增加的倾向,并且有更高的早产率;而如果让水蚤再同时接触农达草甘膦,会带来更多的早产并导致以后快速死亡。
笔者特地将文章讨论部分中的一段内容完整翻译如下:
“既然非标靶生物水蚤会受到Cry毒素的伤害,那么我们可以推测,要么水蚤的肠道上也存在与标靶害虫一样的能激发特定毒性反应的特定的受体,要么是在受体缺失的情况下存在着另外的作用机理。后者看起来可能性更大,因为在系统分类学上,水蚤与鳞翅目(如飞蛾和蝴蝶)相去甚远,后者是Cry1和Cry2类Bt毒素的主要目标组。系统分类上亲缘关系很远的物种共享生物特性(如对特定毒素的受体)的可能性很低。因此,我们这里的以及其它研究得到的结果说明:i)Cry毒素可能不像以前所相信的那么特异,ii)Cry毒素对非标靶生物有另外的作用机理。综合这些,Cry毒素可能意外地伤害非标靶物种和生态群落。”
最后作者得出结论说:i)高浓度的纯化Cry毒素对水蚤有毒害,说明这些毒素有与以前的描述不一样的其它作用机理(笔者注:这再次证明了科学界对Bt毒素作用机理的不确定);ii)Cry毒素会协同作用,说明“复合多抗”对非标靶生物可能有更强影响;iii)需要对环境中存在的多重Cry毒素和除草剂的协同效应作进一步研究。他们还得出结论,产生多种Cry毒素和/或抗除草剂特性的多抗转基因植物,很可能比单抗植物有更强的潜在负面影响。
而此前,相关科学家也用Bt转基因抗虫玉米的玉米粒(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18347840)和叶片(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4566889/)作过同样的长期(!)喂养研究,也都得出了负面结论。需要指出的是,前述用纯化的Bt毒素所作的试验中使用的是接触剂量,即让水蚤在水环境中接触一定浓度的Bt毒素,而在全作物喂养试验中,由于Bt毒素蛋白是直接而长期地摄入体内,所以在比接触剂量低了4-5个数量级的浓度下,就给水蚤带来了伤害。试验中,科学家所用Bt玉米粒中Bt毒素蛋白浓度为0.067ppm,玉米叶子中浓度为1.88-2.53ppm,但实际喂养试验中还要把相当于0.4毫克左右的磨碎的玉米粒或叶溶于60-100毫升的媒介中,所以喂养实验中实际所使用的Bt毒素蛋白的浓度最高只有0.0000366ppm,结果这就已经足以伤害水蚤。这些科学家认为“该转基因玉米与其对应的非转基因玉米,作为水蚤的食物来说品质不等同(笔者注:即实质不同)。水蚤受到的各种负面影响来自于毒性效应,而不是由于转基因玉米较低的营养价值”。
3,关于非标靶效应的继续讨论
当笔者在微博上发贴介绍这个研究之时,转基因推销者又是如何为此洗地的呢?来看看果壳网“科普达人”飞雪之灵之流的无耻言论:“水蚤和昆虫同属节肢动物,共享相似的生理过程,一些BT蛋白对水蚤也有生理作用毫不意外,而这也是科研工作者继续研发更特异、更有针对性的新BT蛋白的动力。不过可怜右边和原po一串反转控非要把自己堂堂脊椎动物的身份拉低到虫子一般,可叹可叹。”(http://weibo.com/5173399462/DukHJ64hj?type=comment)
可实际上,正如第一节开头引用的那段经典科普言论那样,他们向大众宣传Bt转基因作物的安全性时,从来没有告诉过我们Bt毒蛋白的作用对象原来根本不止那些鳞翅目、鞘翅目、双翅目等等的标靶昆虫。当有科学研究证明Bt作物对非标靶动物水蚤产生危害,谎言再也掩盖不住的时候,在他们的口中却又成了“毫不意外”,这倒真是出乎笔者的意料之外,本来还以为他们仅仅是人云亦云,不了解真相而已;可原来在他们的意识里,这早就是意料之中的事情,那为什么当初他们还要信誓旦旦地一再保证Bt毒蛋白只杀灭目标昆虫,对非标靶昆虫以及人畜无害呢?看来这些“科普专家”的话要是可信,老母猪都能上树。
飞雪之灵接着洗地说:“此外提醒你下,文中用的Cry1Ab和Cry2Aa是两个使用历史长而特异性低的BT蛋白。现在多用人工修饰Cry增加特异性了,与时俱进点吧。”
(http://weibo.com/5173399462/DukYRo1he?type=comment)
言下之意,他们早就知道Cry1Ab和Cry2Aa的特异性不高,因此给非标靶动物造成危害是“毫不意外”的,可问题是不仅他们从来没有告诉过我们这点,而且实际上这两个Bt毒素蛋白目前仍然大量使用在Bt抗虫转基因作物上,例如前面提到的全作物喂养试验中使用的Bt玉米就是孟山都的MON810或其杂交后代,其所表达的就是Cry1Ab,而MON810则是目前欧盟批准种植的唯一的转基因作物(见笔者文章《世界各国转基因作物现状》http://weibo.com/5547628811/DrT4ifLbn);而华中农业大学张启发团队开发并在国内滥种的“华恢1号”和“Bt汕优63”,表达的则是融合型Cry1Ab/Ac毒素蛋白,其在稻米中的表达量达到约2.3-2.5ug/g,即2.3-2.5ppm(http://wap.agrogene.cn/info-1415.shtml),接近前述纯Bt蛋白接触试验中所用4.5ppm的浓度,远超全作物水蚤喂养试验中所用浓度几个数量级,记住,这些都是要直接吃进动物和人的体内的。
笔者特地给出这条微博的截图,是因为在其下面的评论中,有我给一个网友的回复:“jrry87:回复@TTTTTTTT___不在家:够了不?还要不要?”实际上在我说这句话之前,我给这位网友贴了七八个证明Bt毒素和Bt作物对包括哺乳动物在内的非标靶动物有害的学术文章的链接,所以我才会问他“够了不”,可后来所有这些链接都被飞雪之灵悄悄删除了。他们就是要用这种贼头贼脑见不得人的方式、用这种隐瞒欺骗加忽悠的方式来推销转基因,人们难道能指望从这样的挺转科普网红那里了解转基因的事实和真相?
飞雪之灵再次洗地道:“技术与时俱进,新的好用的替代旧的不好用的非常正常,抱着老黄历谈问题是反转控的一项“方式”吧。此外,按照你的逻辑,应该退回有机磷时代?啧啧。”(http://weibo.com/5173399462/Dul30sg1m?type=comment)
这句话说的多么冠冕堂皇,单独拿出来看那绝对是科学道义高大上,可不么,科学技术的确是在不断改进和完善中而发展的,可笔者想问一句,作为人类和动物每天都必须消费的食物,安全性始终是第一位的,那么能不能等科学家真正拿出了新的好用的特异的没有非标靶效应的经过长期严格检验证明安全的Bt作物(当然笔者严重怀疑他们能做到这些,因为目前的转基因技术伴有与生俱来的风险和不确定性),再加以谨慎推广呢?而像现在这样迫不及待地推出不成熟的技术,拿环境、动物和人类来做试验、拿健康来做代价,难道就为了包括某些所谓科学家在内的转基因利益集团的利益?这见利忘义唯利是图的吃相也太猴急了吧?
可即使到了今天,他们还是在欺人也自欺,比如中国973首席科学家、中国农业科学院博士生导师、“国际农业生物技术应用获取服务”组织(ISAAA)中国代理人黄大昉研究员最新的一篇科普文章《也说说Bt那些事》(http://wap.agrogene.cn/info-1703.shtml),就差把Bt作物吹嘘成天上有人间无,好不容易才跌落凡间的了,可有一个字提到其负面影响和潜在危害?
如上所述,在事实面前,为了给Bt毒蛋白洗地,他们不得不退守到节肢动物这个防线了,并恶意嘲笑笔者将自己等同于节肢动物,可他们会承认当初他们用所谓特异性的谎言进行了欺骗么?他们还要用多少谎言来掩盖谎言?而节肢动物真的就是Bt毒蛋白危害性的底线么?这里有篇2015年的综述,认为Bt毒蛋白对哺乳动物也会有生理影响并可能导致病理变化(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26537666),作者认为需要进行更彻底的研究来确定Bt毒素对哺乳动物的影响;法国塞拉利尼团队研究发现世界上第一个抗虫玉米先正达公司开发的Bt176给农场奶牛带来极大危害(http://scholarly-journals.com/sjas/archive/2016/January/pdf/Glö;ckner and Séralini.pdf 和http://scholarly-journals.com/sjas/archive/2016/January/pdf/Séralini.pdf),需要指出的是Bt176玉米表达的就是Cry1Ab,而欧盟于2007年正式取消了对Bt176的许可;加拿大魁北克的科学家则发现非孕妇、孕妇及胎儿血液内检测到Bt毒蛋白Cry1Ab(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0890623811000566),而并不是如工业界一再宣称的那样Bt毒蛋白在人体内会完全降解,这项研究发表在《生殖毒理学》杂志上;又是塞拉利尼的团队发现Cry1Ab在体外实验中当浓度达到100ppm时可以杀死人类胚胎肾细胞(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jat.2712/abstract),虽然体外实验并不能代表人或动物体内的实际情况,但它确立了进行动物体内实验然后是人体内实验的必要性;就在笔者写作这篇文章之时,《实验和毒理病理学》杂志发表埃及科学家最新90天大鼠喂养研究,证明孟山都转基因Bt抗虫玉米MON810对大鼠肠道造成伤害,作者认为原因要么是Bt毒素蛋白(Cry1Ab)对老鼠空肠粘膜造成直接伤害,即类似于在标靶害虫肠内发生的情况,要么是Cry1Ab破坏了大鼠肠道菌群而对肠道产生间接危害效应(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27769625);华中农业大学的科学家发现转基因Bt抗虫棉会伤害一种重要的有益的土壤真菌---菌根真菌,而这又反过来影响棉花的新芽生长,这一研究结果发表在《农业、生态系统和环境》杂志上( http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167880916302547);而在那本让转基因集团恨之入骨的揭露转基因真相的著作《转基因神话和真相》第二版第三章第8节中,作者列出了二十几篇证明Bt毒素有害的科学文献(http://earthopensource.org/gmomythsandtruths/sample-page/3-health-hazards-gm-foods/3-8-myth-gm-bt-insecticidal-crops-harm-insects-harmless-animals-people/,见文献编号14到38),研究对象包括了从非标靶益虫到哺乳动物广大范围内的生物。有鉴于此,我们要问,在节肢动物以外,挺转专家们将要退守的防线到底可以有多远?
这里要特别提一下加拿大科学家的研究,他们在孕妇和胎儿体内检测到Cry1Ab毒素,这对孟山都等转基因公司一贯宣传的Bt毒素蛋白会在呈酸性条件的人类消化道中彻底降解的说辞构成严重威胁,因此遭到孟山都及其联盟科学家的极力诋毁,一如塞拉利尼的转基因玉米大鼠长期喂养研究结果发表后所遭遇的那样,甚至连孟山都的全职御用科学家Goldstein博士都亲自出马,在《生殖毒理学》上发表了他的质疑评论,而该加拿大研究团队随后也在该杂志上全面回应了受到的质疑甚至诋毁(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0890623811003911)。固然,他们的研究只涉及检测而不是确定Cry1Ab毒素的来源,并不能在“人类血液中检测到Bt毒素蛋白”与“种植和食用转基因Bt作物”之间建立起必然的联系,但至少动摇了所谓Bt毒素会在人类消化系统中完全消解因而Bt作物可以安全食用这一论调的基础。实际上,也有其它研究得到了类似结果:一项研究发现孟山都MON810玉米中的Cry1Ab毒素在奶牛体内未能完全分解,而是被降解成分子量为34 kDa的片断(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19888668);另一项模仿人类胃液的体外消化实验则发现Cry1Ab即使在胃液的酸性条件下也能稳定存在并引发免疫反应(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20136083)。
4,害虫对Bt作物抗性增加以及次生害虫泛滥
那么,转基因利益集团以动物和人类健康为代价急不可耐地推出的转基因Bt抗虫作物究竟是否起到了预期的抗虫作用呢?应该说早期刚推出Bt作物之时,其防治虫害的效果确实明显,但正如转基因抗除草剂作物的大量种植和由此带来的草甘膦除草剂的大量使用很快导致出现抗草甘膦的超级杂草一样,害虫也很快对Bt作物发展出抗性,甚至出现超级害虫,也因此大大降低了Bt作物的抗虫效果。我们来看一些现实的例子。
2002年印度引进孟山都转基因Bt抗虫棉以对抗棉铃虫,很快就占据了全国90%的棉花种植面积。后来棉铃虫开始产生抗性,也就是说该抗虫棉已经不再能有效杀死棉铃虫,于是又引入了新一代抗虫棉Bt2,可是依然未能达到所宣称的抗虫效果,反而致使农民遭受了极大损失。由于Bt抗虫棉的低劣表现,印度中央政府要求孟山都削减70%的专利费用,而安德拉邦则要求完全拒付专利费(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/16836-andhra-pradesh-government-wants-zero-royalties-paid-to-gmo-cotton-firms-after-crop-failure)。
孟山都印度公司因此将印度政府告上法庭,政府代表在应诉陈述中说:“过去2-3年中,棉花作物的主要害虫棉铃虫已经发展出抗性。。。作物正受到棉铃虫的危害。技术的有效性随时间而逐步下降是个自然现象,因此该技术的专利费应该相应减少。”(http://www.livemint.com/Politics/oZHYGceXXVZB3lit9PytEN/Centre-tells-Delhi-high-court-Bt-cottons-resistance-to-pest.html)
在种植面积连续多年增加之后,2015-2016种植季印度转基因抗虫棉种植首次下降8%,原因是低产、种植成本高、bt棉花对昆虫抗性逐步降低、以及国际市场不景气价格扭曲,棉农因破产而自杀。当种植棉花已经不再有利可图之时,许多农民改种粮食作物,专家说农民自杀数量会下降(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17120-after-years-of-rise-cotton-cultivation-declines-in-india)。
而由于转基因Bt抗虫棉未能抵抗棉蛉虫和粉虱的破坏,今年印度政府决定采取措施推动本地传统棉花种子,但后者在种子市场上已经很难找到(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/16855-indian-government-to-promote-native-cotton-seeds),传统种子的供应已经难以跟上需求(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17063-india-demand-for-bt-cotton-seeds-sharply-down),我们可以看到这就是转基因巨头垄断种子带来的后果之一。与此同时,孟山都于今年8月决定撤回其于2007年就已经向印度政府提交的新一代抗虫棉的申请(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17169-monsanto-pulls-new-gm-cotton-seed-from-india-in-protest)。
来看看欧盟,目前批准商业化种植的只有孟山都的转基因玉米MON810,只在西班牙、葡萄牙、斯洛伐克、罗马尼亚和捷克五国有少量种植,其中西班牙是最主要种植国,而阿拉贡地区则是西班牙的主要种植区域,2015年底,阿拉贡地方政府发布报告称,与常规玉米相比,抗虫转基因玉米MON810并不能提高产量也不能减少虫害,并质疑继续种植转基因作物的意义(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/16589-gm-maize-mon810-doesn-t-give-higher-yields-or-reduce-pest-damage)。
实际上,对于害虫迟早会发展出抗性,科学家是有预见的,也因此在美国,为推迟害虫抗性的出现,环保署科学顾问小组建议种植Bt抗虫作物的农田必须留出50%的面积作为害虫的“避难区”(http://www.wired.com/wiredscience/2014/03/rootworm-resistance-bt-corn/)。在避难区内种植非转基因作物,这样害虫可以在其中安全地享受美食,因此没有必须快速进化出抗性的生存压力,从而延迟抗性的出现。但是这个建议受到种子公司的强烈反对,最后环保署决定农民可按5-20%的比例自愿设立“避难区”,而实际上很多农民并没有这样做。
可即使采取了这种预先防范措施,在美国也还是出现了具有抗性的害虫。2013年9月,《美国科学院院刊》发表了爱荷华州立大学科学家的研究,他们发现在全美多个州出现对Bt玉米产生抗性的玉米根虫,有些根虫甚至对两个表达不同Bt毒素的玉米品种产生交叉抗性。2009年,环保署批准了新的能表达两种Bt毒素的双抗Bt玉米(也有称为双价Bt玉米,以区别于同时具备抗除草剂和抗虫特性的双抗转基因作物),预期可以大大延缓害虫出现抗性,因为害虫即使对一种毒素有了抗性,也会被另一种毒素杀死,也因此环保署把对“避难区”的比例要求降至5%。但是文章作者认为,如果已经对双抗Bt作物中的一个毒素存在抗性的话,就会降低双抗作物延缓害虫产生抗性的有效性,再加上“避难区”减小,反而将会加速害虫产生抗性(http://www.pnas.org/content/111/14/5141.abstract)。也就是说采用双抗甚至多抗Bt作物来对抗害虫抗性的效果可能并不如设想的那么美好。
而在世界其它地方,受到耕地面积的限制,人们负担不起专门划出“避难区”的奢侈,所以害虫的抗性更是早早就出现了。至于为什么过去长期使用Bt生物杀虫剂并没有带来害虫抗性、而转基因Bt作物则在有限年数之内就导致超级害虫出现,前面提到的文章《长期接触CRY毒素的水蚤受到负面影响》(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722)中分析了一个可能因素:作物内部不断产生的农药导致标靶害虫长期持续地接触Bt毒素,促使害虫快速进化出抗性。而外用Bt杀虫剂则会快速降解,害虫能接触Bt毒蛋白的时间很短。
除了主要害虫对Bt作物产生抗性导致其抗虫效果下降、农民不得不额外使用其它广谱杀虫剂之外,次生害虫的泛滥也是Bt抗虫作物带来的一个大问题。中国农业科学院副院长、中国工程院院士、第五届农业转基因生物安全委员会委员、农业转基因技术大力倡导者、以拒绝让转基因作物研发者试吃转基因的言论而名闻遐迩的吴孔明对此有着深入的研究。
他通过对中国北方作物的一项为期10年的研究发现,自1997年在我国河北省开始种植来自美国的转基因Bt抗虫棉、以及1999年开始商业化种植本土培育的抗虫棉以来,Bt棉所到之处棉铃虫销声匿迹,可是Bt棉花种植地原本处于次要地位的害虫盲蝽蟓急剧增加,取代棉铃虫成为主要害虫,带来了棉花虫害控制的新问题,并在枣、葡萄等多种作物上为害猖獗。2008年全国棉花盲蝽发生面积390万公顷,产量损失5万吨,分别是2000年的3.9倍和6.2倍,两者均创20年来的新高。盲蝽虫害的加重直接导致了化学农药使用量的大幅度增加,2000年棉田防治盲蝽施药不足1次,而近年来上升到6-7次,严重地区达15-20次。这项研究结果于2010年5月由美国《科学》杂志发表(http://science.sciencemag.org/content/328/5982/1151),而美国科学促进会在报道吴孔明等人的最新研究结果时称之为“Bt棉花的非计划性后果”。也是吴孔明于2007年就在论文中高瞻远瞩地指出:“就像任何其他的新技术,转基因Bt棉在害虫控制上发挥重要作用的同时,可能引起无法预计的后果或风险。我们对大规模种植Bt转基因作物对生态环境带来的潜在影响缺乏经验。”(本段内容来自《南方周末》报道 http://www.infzm.com/content/45894 ,特别请注意挺转专家吴孔明的研究不仅发现Bt抗虫作物导致次生害虫泛滥,而且化学农药使用量也随之大幅度增加,而那还是8年前的情况)
次生害虫的泛滥不是中国独有,前面提到印度的转基因Bt抗虫棉未能抵御棉铃虫和粉虱的危害,其中粉虱就是一种次生害虫。国内媒体对2015年发生在印度的这场灾难也有报道:印度农业大省旁遮普邦三分之二的棉田今年遭害虫粉虱“血洗”,估计损失达到420亿卢比。。。导致全省邦约三分之二棉花种植受损。已经有至少15名棉农因灾损严重而自杀。。。旁遮普邦今年种植的约120万英亩棉花几乎全为抗虫基改作物,例如可抗棉铃虫。但多年下来,棉农都得靠加强喷药来控制粉虱侵袭棉田。。。农民现在更担心,继棉田之后,当地种植的辣椒和蔬菜等作物恐遭粉虱毒手(http://www.tbs-china.com/News/192218.html)。这与发生在中国棉田里的次生害虫灾害何其相似?
综上所述,不仅转基因Bt抗虫作物迟早会促使害虫产生抗性而导致Bt作物逐步失效,出现超级害虫,而且与环境强力对抗的结果是导致生态链失衡,往往是按下葫芦浮起瓢,抑制了一种害虫却带来了另一种害虫的泛滥,而研发能表达新抗虫Bt毒素的作物的周期长,有效杀虫时间短,根本赶不上害虫进化出抗性的速度,反而带来越来越大的环境污染和潜在健康危害(见下面段落),这从根本上说明了Bt抗虫转基因技术是一个不可持续的技术,这与可持续发展农业的愿景是背道而驰的。
5,再论非标靶效应以及多抗Bt作物中多种Bt毒素的协同效应
(本节主要内容改写自笔者翻译的《科学家警告多抗Bt作物存在风险》 http://weibo.com/1886394372/Dc0gaDTgO )
针对害虫对转基因Bt作物产生抗性,科学家采取的应对策略是开发多抗Bt作物,也就是把多种Bt毒素整合进同一个作物品种,比如将单抗或双抗Bt转基因作物进行杂交就可以产生多抗转基因作物。我们被告知它们是安全的,根据工业界及其联盟科学家的说法,如果多抗作物中引入的Bt毒素在单独存在时是安全的,则把多个这样的Bt毒素以及其它转基因特性(如抗除草剂特性)组合在一起,得到的多抗转基因Bt作物也一样安全。
但是瑞士联邦技术学院的Angelika Hilbeck和德国联邦自然保护机构的Mathias Otto发表在《环境科学前沿》杂志上的一篇最新综述《Bt Cry毒素在转基因环境风险评估中的特异性和协同效应》(http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract;)对此表示了质疑。
他们综合分析了科学文献中的Bt毒素对非标靶生物的影响以及多种Bt毒素同时作用的协同效应,还将研究结果与工业界为向监管部门申请批准多抗转基因作物而提交的材料档案作了比较。首先,他们发现Bt毒素并不仅仅影响某些害虫,研究结果显示单个Bt毒素也会对有益的非标靶昆虫产生毒害效应。但是业界提交给监管机构的申请材料却忽略了这些研究,以便维护Bt毒素只伤害标靶害虫的神话。
他们说:“Bt毒素并非快速作用毒素,即使对标靶害虫,Bt毒素也不能快速杀灭,最易受到攻击的昆虫也需要一天或更多天才会死亡。转基因作物中的Bt毒素在作物中会一次性持续表达数月。其残留则长期存在于土壤和水系中。”(笔者注:请注意Bt作物中的Bt毒素会长期残留在土壤和水系中)
“监管检测需要审视长期和亚致死作用,因为这才是非标靶生物可能遭遇到的情况。而我们在科学文献中可以找到许多证据证明诸如瓢虫、水蚤、草蛉、甚至鼻涕虫这些非标靶生物,都会受到Bt毒素的不利影响。”事实上,这些研究也成为2009年德国根据预先防范原则而宣布暂停种植MON810的证据基础(http://www.bvl.bund.de/SharedDocs/Downloads/08_PresseInfothek/mon_810_bescheid.pdf?__blob=publicationFile&v=2)。他们还警告说哺乳动物也会受到影响,他们相信上市前的安全性检验应该包括使用完整的多抗作物来进行长期动物喂养研究,目前世界上还没有任何监管机构作此要求。也就是说,除了要考虑Bt毒素狭隘的对标靶害虫的特定而较快速的致死作用之外,作者强调更应关注Bt毒素对非标靶动物的长期不利影响。
当然并不是所有非标靶生物都会受到Bt毒素的不利影响,但是目前对Bt毒素作用机理的知识明显还不完整,根本还不能预测哪些物种会受影响、哪些不会,所以迫切需要针对Bt毒素对传统狭窄杀虫范围之外的非标靶生物产生负面作用的可能机制做更多研究,才能更好理解非标靶效应的可能性和强度。
其次,Hilbeck和Otto在综述中强调的另一个问题,就是多抗Bt作物中不同的Bt毒素及其它转基因性状之间是否会相互作用并产生协同毒性,从而损害消费者和非标靶昆虫。他们说,大多数监管机构,包括欧洲食品安全局(EFSA),对多抗Bt作物仍然仅仅进行有限的环境风险评估,一次只独立评估一种Bt毒素(笔者注:即不考虑它们共存时的叠加协同毒性效应)。并且对每种单独的Bt毒素,也不是检测其在转基因Bt作物中表达时的毒性,而是检测经细菌表达并提纯后的单个蛋白的毒性,这种检测体系本来是为监管和批准急性毒素(例如合成杀虫剂)而开发的。实际上独立研究小组Testbiotech以前就曾警告说监管机构忽视了多抗作物中各因素的叠加和协同效应(http://www.testbiotech.org/sites/default/files/SmartStax_Bt_Synergies_Testbiotech.pdf;)。(笔者注:所谓协同效应,就是指当多种毒素同时作用时,产生的总效应并不是各种毒性效应中最大的那个,也不是每种毒素效应的简单加和,实际的总效应要比简单加和要放大很多倍)。
Hilbeck和Otto搜索了科学文献中有关多个Bt毒素,或者Bt毒素和其它种类蛋白、化学试剂或植物组分共存时,对益虫和非标靶生物的叠加和协同效应的研究。他们发现好些研究显示出组分之间相互作用和协同效应的存在,而对其机理却并不完全了解。特别是,在一个直接质疑EFSA对多抗作物采用简单化的“一次一个”策略的研究中,Hilbeck和Otto发现,在标靶生物中出现的许多协同相互作用,并不能通过单个性状效应而预测出来,单个组分在独立试验中从来没有诱发任何反应,或者即使有反应,也是亚致死的,可在多抗作物中,这些效应却出现了。
然而多抗Bt作物的协同毒性效应却完全被监管机构忽视了,至今还没有一个针对协同效应的检验策略或检验程序的可操作性指南。例如孟山都和陶氏合作开发的SmartStax转基因玉米含有六种(http://www.testbiotech.org/sites/default/files/Background_TBT_ Imports_SmartStax.pdf)不同的Bt毒素(另外还具有两种抗除草剂特性)。可是欧盟在没有彻底评估完整的含有全套Bt毒素的多抗SmartStax转基因玉米对实验动物和非标靶生物的安全性的情况下,仍然批准了其进口(http://www.testbiotech.org/en/node/940;),用作食品和饲料。在采访中,Hilbeck评论道,组成多抗作物的多种Bt毒素,只有单个独立的毒素可能经由业界作了少量短期昆虫喂养安全试验。而这种玉米表达了极大量的Bt毒素(下节详),含有如此高浓度生物活性细菌毒素的食物是前所未有的,再加上大量除草剂残留,极有可能对与农业生态体系联系在一起的生物群落带来负面影响。
试想一下,单抗Bt作物已经带来非标靶毒性效应,而多抗作物因各毒素之间的协同作用,将大大放大这种非标靶效应,其危害将会更加巨大。作者总结说,多抗转基因作物也许给某些农民带来益处,但“这些益处伴随着严重的健康和环境风险”,应该在批准上市前加以研究。他们推荐对非标靶生物、动物和人类食用者进行“彻底的系统、器官、组织和细胞检测”,“特别是胃肠道、免疫系统、泌尿生殖系统、呼吸和神经系统”。他们还建议对Bt毒素进行亚慢性、慢性和免疫毒性效应研究,特别是针对人类。
可目前各国政府对Bt抗虫作物的监管却存在着众多缺陷,完全忽视了上述方面。以下内容翻译自《转基因神话和真相》一书(见http://earthopensource.org/gmomythsandtruths/sample-page/3-health-hazards-gm-foods/3-8-myth-gm-bt-insecticidal-crops-harm-insects-harmless-animals-people/ 及其中所引文献):
一些为提交审批而作的安全性实验,诸如对过敏性、营养性和免疫性质的研究,都不是用转基因作物中表达的Bt毒素蛋白进行的,而是用转基因大肠杆菌表达的Bt毒素进行的,因为转基因公司认为从转基因作物本身提取足够的Bt毒素既困难又昂贵。问题是这两种毒素蛋白即使是由同样的基因编码,它们在结构、构象和稳定性上都可能不同,所以用后者所作的实验,来得出前者安全的结论,在科学上是无效的。这个监管上的根本缺陷可以通过利用完整的转基因作物(含有人和动物将会摄入的实际的Bt毒素蛋白)进行长期动物喂养实验来部分弥补,可转基因开发公司惯常所作的是90天的动物喂养实验,时间长度不足以确定转基因作物所有的潜在毒性效应,而即使这些由工业界和独立科学家所作的短期甚至更短的实验,都已经显示出令人担忧的健康影响。遗憾的是,这些影响都被忽视了。
另一个问题是欧洲要求的90天动物喂养实验只针对单抗转基因作物,而不适用于多抗转基因作物,后者常纳入了多种Bt杀虫性状。管理机构评估多抗作物的安全性时,只是基于转基因公司用其父本单抗作物所作的动物喂养实验结果。这在科学上是无效的。因为在把单抗性状整合进多抗作物的过程中可能会出现非预期变化(笔者注:比如本节讨论的协同毒性效应),而且Bt毒素总量也会比单抗作物中高。
6,转基因Bt抗虫作物究竟是否降低了杀虫剂使用量?
Bt作物的一个承诺就是降低农药杀虫剂用量,减少环境污染。让我们来仔细审视一下实际情况。
今年以来出现了三个关于转基因作物的报告,第一个是美国科学院(NAS)于5月17日发布了报告《转基因作物:经验与展望》(Genetically Engineered Crops:Experiences and Prospects),回顾了20年来转基因作物的方方面面(共四百多页,其缩写版简报可从下述链接下载 https://www.nap.edu/html/23395/GE-crops-report-brief.pdf),关于杀虫剂使用,它是这样说的:自从种植Bt品种以来,玉米和棉花上的合成杀虫剂使用量下降,某些情况下,同地区的非Bt品种甚至其它作物杀虫剂用量也减少,这被认为与Bt作物有关。
第二个是8月31日发表在《科学》杂志旗下的《科学进展》上号称历史上最大的转基因作物和农药研究文章《转基因作物和美国玉米大豆中的农药使用》(http://advances.sciencemag.org/content/2/8/e1600850),来自弗吉利亚大学、堪萨斯州立大学、密歇根州立大学和爱荷华州立大学的科学家研究了从1998年到2011年全美五千个玉米农场和五千个大豆农场的数据,他们发现种植Bt玉米的农民比种植常规玉米的农民少用11.2%的化学杀虫剂,但2011年数据已经显示上升趋势。
第三个是10月29日《纽约时报》头版头条重磅调查文章《对转基因作物美丽承诺的质疑》(http://www.nytimes.com/2016/10/30/business/gmo-promise-falls-short.html),作者分析了来自联合国的近20年的数据,比较了美国与西欧农作物产量和农药用量,其中关于杀虫剂部分,作者发现自大量种植转基因玉米、大豆和棉花以来,美国杀虫剂和杀菌剂的用量下降约三分之一,与此形成对比的是,未种植转基因作物的法国,杀虫剂和杀菌剂用量则下降65%。
可以看到的是,关于杀虫剂用量,这三个报告给出的结论基本是一致的,即转基因作物种植以来,杀虫剂使用量总体是下降的。还可以看到,虽然Bt作物的出现使得杀虫剂用量在早期明显减少,但是到后期,杀虫剂用量下降趋缓甚至转而呈增长趋势,假以时日,不排除杀虫剂用量反而会增加的可能性。笔者分析有如下三个原因:Bt抗虫作物本身只针对狭小范围的害虫(虽然长期来说它对不少非标靶动物也有害),所以对其它害虫还是要使用杀虫剂;其次随着标靶害虫抗性的增加,Bt作物抗虫效果逐年下降,农民还是得使用其它杀虫剂,用量也逐年增加,比如印度自2006年引入孟山都第二代针对棉铃虫的抗虫棉以来,随着棉铃虫危害越来越大,杀虫剂用量从2006年的每公顷0.5公斤,增加到了2015年的1.2公斤(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17135-indian-farmers-turn-to-non-gmo-indigenous-seed-in-blow-to-monsanto),又比如根据最新报道,由于棉铃虫对Bt棉花的抗性增加,美国中南部的农民不得不逐年喷洒越来越多的杀虫剂(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17351-us-mid-south-cotton-growers-are-spraying-bt-cotton-with-pesticides-more-and-more-every-year);第三由于次生害虫逐渐泛滥,农民不得不使用更大量杀虫剂来杀灭次生害虫,这有吴孔明的研究数据为证。
而笔者这里特别要强调的是上述三个报告都忽视掉的一点,即它们得出的所谓杀虫剂用量减少,实际上指的都是外用喷洒的杀虫剂总量减少了,但是别忘了,那些Bt作物本身就是农药工厂,还表达了大量Bt毒素蛋白,所有这类研究报告都没有把这部分杀虫剂的量计算在内。而事实上美国环保署是把Bt作物中的Bt毒素蛋白当作农药来管理并登记在案的(https://www.epa.gov/regulation-biotechnology-under-tsca-and-fifra/epas-regulation-biotechnology-use-pest-management)。
那么Bt作物种植以来,究竟由作物自身表达了多少Bt毒素蛋白呢?笔者找不到全局数据,不过第五节提到的关于多抗Bt作物非标靶和协同效应的综述文章(http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract)中有一些相关内容:另一个在多抗Bt作物的风险评估中常常被忽视的方面是,多抗作物中表达了大量Bt毒素,远比单抗Bt作物多得多。。。而且,尽管频繁宣传Bt作物可以减少甚至消除农药的使用,多抗Bt作物中所含有的杀虫剂远比理论上它们所能取代的化学杀虫剂多得多。例如,SmartStax转基因玉米含有六种不同的Bt毒素,在新鲜叶子中最高含量大于250ppm,在新鲜根块中大于90ppm,在新鲜玉米胚乳中大于130ppm,在花粉中大于150ppm,在整个作物中平均含量为90ppm。
另一篇发表在《欧洲环境科学》杂志上的文章《转基因作物对美国农药应用的影响---前十六年》(https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/2190-4715-24-24)中则给出这样的数据:近年来每公顷Bt玉米所表达的针对玉米根虫的Bt毒素总量,远比为控制根虫所需要的每公顷约0.2公斤的杀虫剂用量要多得多;MON88017每公顷表达了0.62公斤Cry3Bb1,而DAS59122-7则表达了两种Cry毒素,总量达每公顷2.8公斤,超出其取代的外用杀虫剂量的14倍;SmartStax表达的六种Cry毒素,三种是针对玉米根虫,三种针对欧洲玉米螟虫,据估计每公顷该作物表达的Bt杀虫剂总量为4.2公斤,是2010年常规杀虫剂平均使用量的19倍。
而另一方面,多年来,多抗作物的种植比例一直在扩大,根据美国农业部的数据,到2014年,多抗转基因棉花种植面积占了80%,10年前这一比例是25%,而多抗玉米种植则是从10年前的少于10%增加到了76% (http://www.ers.usda.gov/webdocs/publications/err162/43667_err162_summary.pdf)。如果说单抗Bt作物的Bt毒素表达量还有限的话,多抗作物的大量种植则极大增加了作物内部表达的毒素总量。而且数据显示多抗Bt作物中单个毒素的表达量也会比其单抗父本中要高得多(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722),也就是说,一如Bt毒素之间会产生协同毒性效应一样,多抗Bt作物内的Bt毒素也会促进彼此的表达量,使得毒素表达总量远大于父本表达量的简单加和。
所以,如果计入Bt作物本身所表达的毒素蛋白,那么是否还能得出Bt作物减少杀虫剂用量的结论,将是个大大的问号。而最为可笑的是,这作物内部产生的大量杀虫农药,除了少部分存在于果实中的、以及用来作为饲料的少部分茎叶中的、被人畜食用摄入体内并可能带来健康危害之外,绝大部分存在于根茎叶以及花粉中的Bt毒素却还是都留存在了环境中,根本就起不到所宣称的保护环境的作用!而且相比于外用Bt杀虫剂在风吹雨打日晒下易被降解,这些存在于作物内部的Bt毒素则更加难以降解,并泄漏到土壤和水系中,污染环境。
例如有研究发现花粉中的Bt毒素就不能被紫外线降解,能保持活性,并沉积到其它宿主植物上(https://www.jstor.org/stable/25086039?seq=1#page_scan_tab_contents);还有研究发现“来自含Bt的作物碎片会导致Bt毒素在水体系中富集”(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653515002039);而美国环保署则设想了一个最坏情况,即假定一块10公顷的Bt作物田地上有10%的Bt毒素泄漏入一个面积1公顷、深2米的池塘,科学家据此计算出如果这块田地种植的是产生Cry毒素Vip3A的MIR162转基因玉米,则该池塘里Bt毒素的浓度将达到0.75ppm(http://link.springer.com/article/10.1007/s11248-010-9442-1);而前述水蚤非标靶效应试验文章作者则认为实际浓度可能比这要高,因为受污染的往往是比1公顷x2米要小的溪流或池塘(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722),而且也已经有科学家用Vip3A毒素在0.75ppm的浓度下做过同样的水蚤试验,发现在仅接触10天的情况下,水蚤的生长速率就大大下降(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20839052);还有科学家发现Bt作物在整个生长期通过渗透液向土壤释放Cry1Ab毒素(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071707004439),而这些毒素居然又会被随后在这块田地上种植的作物吸收(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19444360)。
所有这些都证明Bt作物中的Bt毒素会大量流失到环境中,并且难以降解,所谓Bt作物能减少环境污染,又是一个神话传说。
也许有人会争辩说不种植Bt作物就要用其它毒性更大的杀虫剂,后者的污染更大。可是Bt作物能防治的害虫种类是有限的,对于Bt毒素不能杀灭的害虫,本来就仍然需要使用广谱杀虫剂,Bt作物并不能代替这部分杀虫剂的使用。相反Bt作物的杀虫作用,倒是可以用外用Bt杀虫剂来取代,特别是在多抗Bt作物的情况下,其表达的Bt毒素量是常规外用量的十几倍,即使外用Bt杀虫剂存在易被降解的缺点,那么多用几次,也比多抗Bt作物表达的Bt毒素量要少很多。关键问题在于,外用Bt农药,只是在害虫开始滋生之时使用,既可以控制用量也可以控制次数,喷洒完之后则很快降解;而Bt作物在整个生长期内一直都在表达Bt毒素,很大一部分时间内,这是没有必要的,一方面无谓的增加了环境中Bt毒素总量,带来非标靶效应和协同效应,另一方面,由于害虫长期接触到Bt毒素,这会促使害虫进化出抗性。
可见,转基因抗虫Bt作物是否真如承诺的那样降低了杀虫剂的用量,还存在疑问,若算上作物内部表达的Bt毒素,很有可能实际上是增加了杀虫剂用量,不仅加重了对环境的污染,还迫使人和动物直接食用了Bt毒素,而在未种植Bt抗虫作物之前,人畜食用Bt毒素残留的可能性微乎其微。而另一方面,所有研究都确定无疑地表明,种植转基因作物以来,除草剂用量倒确实是大大增加了。
7,Bt抗虫作物能提高产量么?
关于这方面的研究有很多,也很常见,笔者不打算详细讨论。大多数研究都得出结论说与非转基因作物相比,转基因作物不能增加产量,这是对转基因作物另一个重要承诺的沉重一击。
前面提到的美国科学院报告,关于转基因作物的产量是这样说的:委员会分析比较了美国农业部发布的引入转基因玉米、大豆和棉花前后转基因作物和非转基因作物产量的数据,发现虽然转基因抗除草剂和抗虫作物的产量总体是增加了,但从历史来看,没有证据显示其平均增长速率有变化(https://www.nap.edu/html/23395/GE-crops-report-brief.pdf)。意思就是说,总体来看,这些作物产量是增加了,但这种增长与转基因无关,传统育种作物也能获得同样增长,转基因作物并没有增产优势。
《纽约时报》的调查则在世界范围内再次证实了这点,20年前当美国和加拿大拥抱转基因的时候,欧洲则拒绝了该技术。20年后,比较美加与西欧如德法这些农业生产技术同样发达国家的作物产量,前者并没有可识别的优势(http://www.nytimes.com/2016/10/30/business/gmo-promise-falls-short.html)。
其实换个角度想想就会明白这一点不奇怪,在一定的气候、光照、灌溉、耕作、施肥条件下,Bt作物、特别是多抗Bt作物需要表达大量Bt毒素蛋白,自然会消耗可观的所吸收的营养成分,产量不具备优势是可以预期的。例如从2006年到2015年,为保持Bt棉花的产量,印度农民的化肥使用量翻番,达到了每公顷270公斤,增加了种植成本(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17135-indian-farmers-turn-to-non-gmo-indigenous-seed-in-blow-to-monsanto)。
而转基因利益集团一直宣称转基因作物能增加产量,实际上准确的说法应该是转基因作物有可能降低虫害和杂草危害,因而减少了作物损失。例如美国科学院的报告就措辞严谨地说,从1995年到2015年,Bt玉米和棉花减少了作物损失,也就是说缩小了实际产量和产量潜力之间的差距。而实际上由于害虫抗性的增加、次生害虫泛滥以及超级杂草滋生,近年来连这点也越来越难以保证。而另一方面,研究一再证明,通过采取适当的害虫和杂草防治措施,非转基因作物也能达到同样的结果。既然转基因作物相比于非转基因作物并无增产优势,那么只有转基因才能喂养日益增加的世界人口的宣传说辞就是无稽之谈。
8,关于有机农业使用外用Bt杀虫剂的问题
挺转者为Bt抗虫转基因作物辩护时的一个常用论调是,有机农业中也允许使用Bt杀虫剂作为应对虫害的生物防控方法,如果Bt作物有害,那有机农业使用Bt杀虫剂也同样有害。这种说法听起来有道理,但还是让我们来审视一下这两者有何不同。
到目前为止,笔者都未提到Bt作物中Bt毒素蛋白的一个重要特点,而是特意把它留至本节来阐述,那就是:Bt作物表达的不是毒素蛋白前体,而是预活化的毒素蛋白。
下面是笔者从科学文献、书籍和文章中摘录的有关内容:
前面提到的用Bt玉米叶子喂养水蚤的试验文章(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4566889/ )中告诉我们:有机农业使用的Bt杀虫剂与转基因作物中的Cry毒素有很大不同。以Cry1Ab为例,苏云金杆菌仅在孢子形成期间才会表达Cry1Ab,是一个分子量为130 kDa的不具有杀虫活性的毒素前体,它必须在特定的条件(例如碱性和某些蛋白消解酶的存在)下被切割后,才能成为具有活性的毒素蛋白;而在孟山都的转基因玉米MON810中,表达的则是一个截短的只有91 kDa的预先活化的Cry1Ab毒素蛋白,且在玉米的整个生命周期中以不同的表达量在不同的组织中持续不断地表达,与有机农业使用Bt杀虫剂相比,非标靶生物所面对的是一个完全不同的与毒素接触的环境。
《害虫管理先进技术(Advanced Technologies for Managing Insect Pests)》这本书则告诉我们:Bt杀虫剂和Bt作物中的活性成分可能不同(前者是毒素前体,后者是预活化的毒素)。。。例如,MON810转基因玉米表达的是一个分子量大约为91 kDa的预活化的Cry1Ab毒素蛋白,是细菌中产生的Cry1Ab毒素前体的一个截短后的产物,在害虫中肠经酶切割,形成分子量为63-65 kDa的活性毒素(http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-007-4497-4_10)。
第五节详细介绍过的关于多抗Bt作物非标靶效应和多种Bt毒素协同效应的文章(http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract;)中则说:当用作外用喷剂时,非标靶生物摄入Cry毒素的可能性很低,因为它们在紫外光线下很快降解,或者被雨水从作物上洗脱,而且因为毒素以非活性晶体形式存在,其非标靶效应的风险更是进一步降低,因为它们需要经过一系列复杂过程才能被活化;而由于Bt作物的出现,在作物整个生长期中所有组织都持续表达预活化的Bt毒素,这实际上是开启了一个具有全新时空维度的Bt毒素接触环境,会影响到更广范围的非标靶生物,相比于持续时效短、非活化的外用喷剂,Bt作物更可能带来长期效应,因此生态学家才力促重新研究所谓的“特异性”,检测不同Cry毒素对非标靶生物的影响。
第六节中提到的那篇《欧洲环境科学》上的文章((https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/2190-4715-24-24))中则这样表述:大多数玉米杀虫剂的有效成分易于被生物的和非生物的外力降解成低毒形式。。。针对欧洲玉米螟虫使用的叶面杀虫剂很大部分根本就没有落在作物上,而落在作物上的部分则在数小时、数天或数周内被雨水洗脱,这就是为什么在收获时玉米谷物和青贮饲料上很少检测出杀虫剂残留的原因,也因此在玉米上使用传统杀虫剂给人类食物带来很少风险甚至没有风险。而相比于液体Bt杀虫喷剂,通过Bt转基因作物系统性地输送Cry毒素,则不仅给消化Bt作物的动物和人类带来大得多的风险,而且扩大了环境和生态风险的范围。
根据“基因农业网”上公布的2008年华农大申请“华恢1号”安全证书时提交的安全评价报告(http://www.agrogene.cn/info-1692.shtml),我们可以看到,“华恢1号”所表达的Cry1Ab/Ac融合蛋白,其分子量大小为60 kDa左右,这对应的显然不是Bt毒素前体的分子量(130 kDa左右),甚至不是预活化的Bt毒素的分子量(90 kDa左右),而是最终具有活性的Bt毒素的分子量,它根本不需要经过标靶害虫体内碱性环境消解和相应酶切割,就已经具有了毒素活性,那又何谈对标靶害虫的特异性呢?
而“转基因观察”网站的一篇文章则让我们详细了解了有机农业中所使用的Bt杀虫剂,它通常含有经过弱化甚至灭活的Bt细菌,而且只在害虫滋生高峰期针对受影响的区域使用,喷剂中死亡的Bt细菌所包含的是Bt毒素的前体,这不是一个活性组分,必须在害虫体内在一定的条件下剪裁至一定大小的蛋白,才能成为有活性的杀虫毒素。也就是说具有活性的毒素只会存在于害虫的中肠内,所以有机农业中的外用Bt杀虫剂对环境无害,而对于人类来说,Bt细菌只存在于作物表面,在日光/雨中快速降解,在食用时即使有任何残留,也很容易洗去(http://www.gmwatch.org/latest-listing/40-2001/1058-bt-in-organic-farming-and-gm-crops-the-difference-)。
综上所述,转基因Bt抗虫作物的应用与有机农业中使用外用Bt生物杀虫剂这个生产实践有着本质的不同,甚至连两者所含的毒素也不相同。可转基因业界却一直宣称Bt作物中的Bt毒素与外用Bt生物杀虫剂是等同的,而又因为后者具有长期安全使用历史,甚至被运用在有机农业中,对环境和动物及人类无害,因而推论出Bt转基因作物也同样安全无害;而目前监管机构竟然也接受业界的这个宣传说辞,其对Bt作物的管理,也是建立在这个假设的基础之上的。简言之,就是把外用Bt杀虫剂的长期使用历史直接移植给Bt作物,因为Bt杀虫剂是安全的,所以Bt作物也是安全的。
可从上述众多论据以及前面几节中的相关内容,我们可以看到,这个假设根本不成立,这两者实质是不等同的:有机农业中择时定量所使用的外用Bt杀虫喷剂,只含有不具活性的毒素前体,必须在害虫体内才会被降解为具有毒杀活性的Bt毒素蛋白,而且因为是外用,在日光和雨水作用下快速降解和洗脱,对环境、动物和人类影响甚微,被人和家畜摄入的可能性很小;而Bt作物则是在作物内部长期大量表达已经预活化的毒素蛋白,导致其选择特异性下降,更具毒性和致敏性,并且难以降解无法洗脱,对于环境和非标靶生物甚至人类,都会带来与有机Bt杀虫剂完全不一样的影响。
而更为重要的一点是,外用Bt杀虫剂从来就不是设计来供人畜食用的,也从来没有被批准作为人畜食物的一部分(https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/2190-4715-23-10),而且因为前面多次提到的各种原因,事实上人畜吃到外用Bt毒素(还仅是毒素前体!)的可能性也是微乎其微的;而Bt作物则是在作物的每一个部分都表达预活化的Bt毒素,其含量无法限制而且实际上也没有限制,它们不可避免地会被人畜摄入。所以即使退一万步把外用Bt杀虫剂的安全历史移植给Bt作物,那也只是安全使用史,而不是安全食用史,不能因为外用安全就宣称作为食物的一部分也安全。
可见,那种试图用有机农业也使用Bt杀虫剂来为Bt抗虫作物洗地的论调,根本站不住脚。
这里附带介绍一下美国环保署豁免Bt抗虫作物中Bt毒素含量的问题。前面曾提到的黄大昉那篇科普文章《也说说BT那些事》(http://wap.agrogene.cn/info-1703.shtml)中有这么一句话:另据美国环境保护署(EPA)发布的公告,确定对转基因作物中的Bt蛋白不设残留量允许指标,即在食品、饲料、饮用水和各种饮料中均无需测定Bt蛋白的含量。这句话是有一定程度的误导的。
实际上,环保署对插入各种作物的各种Bt基因的含量确实全部有豁免(见来自环保署的政府文件 https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/FR-2001-07-19/html/01-17982.htm ,注意该文件中,把插入的外源基因及其表达的对抗害虫的毒素蛋白都当作农药来登记管理,并一律归类为“化学农药残留”),理由是所有生物中都有各种各样的基因,从没有因作为食物被食用而带来危害,但是对于这些Bt基因表达的Bt毒素蛋白在作物中的含量,环保署从来没有一次性全面豁免,而是采取个案处理政策,即每一种Bt作物表达的每一种Bt毒素,都必须单独申请豁免。
本章开头已经提到,美国对多种转基因Bt抗虫棉、玉米、大豆和其它食品中的Bt毒素蛋白的残留量不作限制(http://articles.mercola.com/sites/articles/archive/2014/02/26/bt-toxin-residues.aspx),也就是说转基因公司可以在相应Bt作物中引入含量不受限制的Bt毒素蛋白供人畜食用,想想看,它是一种农药!在美国政府专门发布政府文件的“联邦纪事”网站(https://www.federalregister.gov/documents/search?conditions[term]=Cry+Exemption+from+the+Requirement+of+a+Tolerance)上输入关键词Cry Exemption from the Requirement of a Tolerance进行搜索,得到108个结果,笔者大致浏览了一下,发现除了无关内容之外,剩下的基本都是对某个公司开发的某个具体的Bt作物所表达的某个具体的Cry毒素残留量的豁免,而不是如黄大昉文中所含糊暗示的那样所有Bt作物中的Bt毒素含量都得到豁免,所以不能说某个具体Bt作物得到豁免,其它Bt作物也自动得到豁免,比如笔者在“联邦纪事”网站上,就搜索不到任何有关Bt水稻得到豁免的文件,实际上美国也从来没有批准过转基因水稻的种植。试图以此来为中国的Bt抗虫水稻洗地是徒劳的,当然笔者搜索能力有限,如果有读者了解到美国环保署确实豁免了Bt水稻中的Bt含量,请不吝赐教。笔者还听说华农大“华恢1号”已经拿到美国环保署的Bt蛋白最大残留豁免权,一个没有批准任何转基因水稻种植的国家会批准另一个国家尚未获准种植的Bt水稻的豁免权,这听上去就很奇怪,同样也请知情者不吝赐教。当然,从本章已经讨论过的内容来看,环保署的这个“Bt残留量豁免”与FDA的“实质等同”一样,本身就存在很大问题和漏洞,所以即使有了环保署的豁免,也不能证明其肯定安全,历史上曾被政府批准后又被发现存在极大危害的事例很多。
9,关于Bt抗虫作物的果实和胚乳中是否含有Bt毒素蛋白
另一个在关于Bt作物的辩论中常见的问题是,很多挺转者宣称Bt毒素只存在于Bt作物的茎叶中,人畜食用的果实或胚乳中则不含有Bt毒素,从前面的内容我们已经知道这是一个谬论,例如SmartStax转基因玉米,胚乳中含有130ppm的Bt毒素,高于整个作物的平均Bt毒素含量90ppm。笔者愿就此问题再多费些笔墨。
这个谬论很大程度上来自方舟子,早在2010年左右,方舟子就在宣扬这个谬论,他在《经济观察报》上发表的《再谈转基因作物的安全性》一文中(http://xys.ss156.net/xys/netters/Fang-Zhouzi/jingji/transgenic4.txt)说:“获批准的这种抗虫害转基因水稻,Bt蛋白主要出现在茎、叶中,胚乳(人食用的部分)中几乎没有,即使对Bt蛋白的安全性有疑虑,也可放心食用。”不知道在他的口中,“几乎没有”是什么意思,对于到底多大含量可以算作几乎没有,他没有给出数据说明。而到了2014年,他的说法则进一步升级了。在“基因农业网”发表的一个访谈《方舟子方玄昌谈转基因水稻“滥种”》中(http://www.agrogene.cn/info-1626.shtml),他说:“抗虫转基因水稻胚乳的基因组里含有Bt基因,可以检测出来。但是Bt基因在胚乳里不表达,所以不含Bt蛋白。”而由访谈内容可知,此前他在“考拉FM音频”里也说过“水稻的胚乳部分不含Bt蛋白”。注意,他已经不说“几乎没有”,而是改用确定的“不含”了。
实际上,由于对直接食用Bt毒素蛋白可能会给人畜带来健康危害的顾虑,国际国内确实有些科学家在研究如何让Bt毒素只在根茎叶中表达,而在供食用的果实部分则不表达。
我们知道,启动子是基因的一个组成部分,控制着基因的表达,其中有些启动子可以控制某个基因只在特定的组织中表达,而在其它组织中不表达,这类启动子被称为“组织特异性启动子”。而对于转基因作物,插入的是外源基因,由于机体自身的排斥作用,外源基因很难表达,或者表达很弱,这样就不能有效获得所需要的作物性状,如抗除草剂或杀虫。为了迫使作物表达这外源基因,就需要有一个强力的启动子,常用的启动子是一类称为“组成型启动子(constitutive promoters)”的,如来自花椰菜花叶病毒的CaMV 35s启动子、泛素1启动子和肌动蛋白1启动子(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19479952),其中CaMV 35s是最为常用的,广泛应用于世界上大规模商业化种植的各种类型的转基因作物中,其特点就是没有明显的组织特异性,在各种组织中都能控制基因强力表达,表达能力是一般植物基因的几十、上百、甚至上千倍。
那么华中农业大学获得转基因安全证书的第一代抗虫水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”使用的是什么启动子呢?笔者本来以为这是个直截了当的问题,可上网一搜索,居然发现答案不那么简单。前面提到的“基因农业网”上公布的华农大“华恢1号”安全评价报告(http://www.agrogene.cn/info-1692.shtml)中说,它使用的是水稻肌动蛋白1启动子。而根据一篇2015年发表于《湖北农业科学》的文献,获得安全证书的“Bt汕优63”使用的则是CaMV 35s启动子,据查,“华恢1号”是向常规水稻品种“明恢63”中引入Bt基因得到的转基因品种,而“Bt汕优63”实际上是“华恢1号”与“珍汕97A”杂交得到的(http://www.xzbu.com/8/view-6743780.htm),笔者想不明白为什么这一杂交过程会让启动子发生根本改变,推测从“华恢1号”到“Bt汕优63”,可能有杂交之外的其它技术介入。让事情变得更为复杂的是,笔者与朋友私下交流时得知,“华恢1号”使用的是来自玉米的泛素1启动子,私人交流固然作不得证据,但难免让人感觉华农大转基因水稻的启动子问题有些扑朔迷离(笔者对这段内容取保留立场,望知情人能不吝解惑)。不管怎样,这几种启动子都是非组织特异性的“组成型启动子”,看到这,读者就应该明白了,我国已经获得安全证书的、但未获准商业化种植的、却被大量滥种的转基因水稻,使用的是“组成型启动子”,它会控制Bt基因在所有组织中表达,虽然在根茎叶果实等组织中表达量会有所不同。
目前国际国内都有一些科学家在研究寻找合适的组织特异性启动子,试图让Bt毒素蛋白只在根茎叶中表达而在果实中不表达,这样既能起到杀虫作用,又打消对食用Bt毒素蛋白的顾虑。可是,利用组织特异性启动子控制基因表达往往表达量低,难以让外源基因表达足够量的Bt毒素蛋白,这样就起不到杀虫作用,反而害虫因能长期接触低毒又不足以致死的Bt毒素,易于进化出对Bt毒素的抗性。所以这方面的研究有进展但不大,至少到目前,国外还没有一例被批准商业化种植的不在果实中表达Bt毒素的Bt抗虫作物,最广泛使用的仍然是“组成性启动子”,特别是CaMV 35s这类强启动子,在各组织中都表达Bt基因,也就是说作物的各个部分都含有Bt毒素。
而国内华中农业大学以林拥军为主的科学家在这方面倒是有所建树,他们发现来自水稻本身的调控某个光合作用酶表达的rbcS启动子具有组织特异性(特别是绿色组织比如叶片),可以用来作为Bt基因的启动子,并利用农杆菌转化技术将它引入“中华11号”,由此开发出了第三代转基因Bt抗虫大米,表达的是Cry1C*毒素蛋白,并进行了大田种植试验。他们的研究结果于2009年发表在《害虫管理科学》杂志上(前面已经给出链接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19479952),从文章中可以看到,在水稻分蘖期,六种不同株系的水稻的新鲜叶子中Cry1C*的浓度在0.87-3.13ppm,在灌浆期则为0.71-0.86ppm,在整个生长周期中呈下降趋势,而在胚乳中Cry1C*的浓度则为0.001-0.011ppm,比叶子中浓度要低得多。而六个株系中的RJ5株系不仅有高抗虫性和正常的农艺性状,而且胚乳中仅含0.0026ppm的Cry1C*,作者认为该株系在水稻生产中有广泛应用价值。
一年后的2010年3月10日,林拥军在接受《新民周刊》采访时说(http://wap.agrogene.cn/info-233.shtml):“现在我们的抗虫转基因水稻,已经研究到第三代。第一代转基因水稻,抗虫的蛋白在胚乳里有表达,胚乳就是我们人吃的大米。现在第三代转基因水稻,胚乳里面已经没有这个蛋白了。转基因技术可以控制抗虫蛋白表达的位置,让它在它该表达的地方表达,因为虫子是吃叶,吃茎,它并不吃胚乳,我们就让它在胚乳里面不表达。并不是说第一代不好,只是对于很多不明真相的人来说,第三代更容易克服心理障碍。”
从他的话中,我们可以了解到,我国第一代由华农大开发的已经获得安全证书的转基因大米(“华恢1号”和“Bt汕优63”)中,其胚乳中确实含有Bt毒素蛋白。实际上,前面提到的“华恢1号”安全评价报告已经给出了明确答案:“插入的cry1Ab/Ac基因在华恢1号中的表达不具有组织和发育特异性,稻株的各器官,如根、茎、叶、花、种子等均能稳定表达Cry1Ab/Ac融合蛋白。。。2008年ELISA 分析证实目的基因在。。。采样的根、茎、叶、颍果等4种组织器官中均有表达,其平均表达量分别为0.25~0.92 、1.26~1.83、1.88~2.36和1.58~1.85μg/g。”(笔者注:μg/g即ppm,果实中的Bt毒素含量高于根和茎,略低于叶;而这第一代水稻叶片中Bt蛋白含量比起第三代还略多一些,当然两者表达的是不同的Cry毒素,直接比较其含量没有太大意义,只是让读者对其表达量的多寡在数量级上有个直观的感受)
而正是这第一代转基因大米,在未获准商业化种植的情况下,就被广泛滥种,以致于在过去若干年中欧盟退回中国出口大米及制品几百批次,而武汉超市中竟然发生五袋大米有三袋被检测出含有转基因这样的事情。而所谓的第三代转基因大米,还仅仅是研究开发出来而已,至今没有获得安全证书,根据“生物医学健康网”今年6月份的一则新闻(http://www.ngago.com.cn/html/?2328.html),华农大开发的在大米中不含Bt蛋白而抗虫性优良的转基因抗虫水稻新品系RJ5,目前正在进行安全性评价的中间试验。笔者听说他们是打算将其作为技术储备而并不急于推出。所以,连第一代获得安全证书已经多年的转基因Bt抗虫大米都尚未获准商业种植,这第三代将更加是遥遥无期。
在这样的情况下,方舟子等一些挺转者却早就在恬不知耻地忽悠大众说Bt大米中不含Bt毒素蛋白,甚至在面对中科院植物所研究员蒋高明的质问“那为何检测机构能够依靠检测大米中的Bt成分判断此大米是否是转基因大米”之时,方舟子狗急跳墙,恶言咒骂蒋高明是“首席造谣员”、“职业造谣员”,“对现代生物学无知”(http://www.xys.org/xys/netters/Fang-Zhouzi/blog/transgenic7.txt)。从林拥军发表的那篇研究文章中,我们看到第三代Bt水稻的胚乳中实际上仍然含有极少量的Bt毒素蛋白,所以在文章中,林等作者使用了措辞严谨的“几乎没有”这个表述。而方舟子在早期就造谣说“获批准”的抗虫害转基因水稻胚乳中“几乎没有”Bt毒蛋白,这获批准的当然是指第一代Bt水稻,事实是其胚乳中所含Bt毒素量与叶片中所含相当,直到第三代才“几乎没有”;后来更是变本加厉,直接否定Bt水稻胚乳中含有Bt毒蛋白了,全不顾第三代转基因抗虫水稻连安全证书都还没有获得的事实。可见,方舟子自己才是一个不择不扣的谣棍,不仅能毫无心理负担地睁着眼睛说瞎话,还能如疯狗一样诋毁撕咬对此提出质疑的人,实在是无耻之尤(更多方舟子的挺转谣言可见本文第三章《盘点那些转基因作物之黄金大米篇》)。
应该说,华农大的科学家在探索组织特异性启动子方面的研究取得了相当的成就,作为科学研究本身是让人敬佩的。但是实验室研究和大田试验是一回事,在农业中的实际应用则是另一回事,例如转基因Bt抗虫作物刚推出的几年,杀虫效果显著,可很快害虫就进化出抗性,Bt作物抗虫效果持续下降,同时又带来了很多出乎意料的环境问题,这是由这项技术的先天缺陷和不可持续性所决定的。这里有一篇署名黎蜗藤的文章《转基因水稻的安全风险之分子生物学基础》(http://liwoteng.blog.sohu.com/302577253.html),从分子生物学的角度分析了转基因水稻技术与生俱来的安全隐患,因过于专业,笔者不再详述,有兴趣的读者可以自行阅读。
实际上,科学家对作物中插入外源基因会带来怎样的非预期效应根本是不明所以无从确定的。举个例子,非洲的布基纳法索素来以其高质量的棉花而闻名,这是法国政府资助的跨度70年的极其成功的非转基因育种项目的成果。可自从改种孟山都的转基因Bt棉花之后,棉花质量逐年下降,纤维长度和轧棉率降低。孟山都将其归因于水资源压力和其它气候问题,但是棉花质量问题持续存在,到2013/14种植季,该国三分之二的棉花被评级为低质量中等纤维长度,只有三分之一还保持着原先中等到高纤维长度的评级,轧棉率则一直大大低于非转基因棉花具有的42%的轧棉率。纤维长度的降低“损害了布国棉花的声誉,使其在国际市场贬值,再加上由于低轧棉率导致的总棉绒量的降低,劣质的转基因棉花使布国棉花公司的经济利益受损严重”。最后该国决定逐步废弃转基因Bt棉花,转而种植本土常规棉花品种,并计划在2017/18种植季全面回归非转基因棉花,同时还向孟山都提出2亿8千万美元的赔偿要求,以弥补2010年以来棉花质量下降造成的损失。布国棉花衰败的事实指出了转基因过程的一个普遍问题:即插入的基因会影响其它看起来本不相关的基因,孟山都的科学家却“不能精确解释导致这些问题的机理”。(http://weibo.com/p/1001603937673084556882)。另一方面,有证据显示中国、印度和巴基斯坦的转基因Bt抗虫棉也已经或正在经受着棉花质量下降的困扰,这说明了外源基因的插入,会产生意料之外的影响,最终的产物与常规作物并不实质等同。转基因Bt抗虫水稻也同样可能存在未知的问题,不管其胚乳中是否大量表达Bt毒素蛋白。
华农大第三代转基因抗虫水稻的胚乳中Bt毒素含量确实很低,但也不是完全没有,而根茎叶中的Bt毒素蛋白仍然会带来前文所有提到的环境问题和非标靶效应等问题,其是否能达到所宣称的抗虫效果也还有待时间和实践的检验,而且可以预见害虫对其产生抗性也是迟早的事情。更为重要的是,一方面第三代Bt水稻还很遥远,另一方面不可否认目前世界上几乎所有的商业化转基因Bt抗虫作物都在作物的各组织中表达Bt毒素蛋白,而且随着害虫抗性的增加,较新出现的多抗Bt作物在包括果实部分在内的各个部位中表达的Bt毒素量急剧增加。
小结一下:本章内容盘点了转基因Bt抗虫作物的方方面面,包括Bt毒素作用机理不明、非标靶效应和协同毒性效应、害虫抗性增加出现超级害虫、次生害虫泛滥、实际上并不减少杀虫剂的使用、Bt毒素在环境中难以降解因而污染环境、存在于作物果实中被人畜摄入、有证据显示在哺乳动物及人体内不能完全降解、Bt作物本身不增产、与有机农业使用的Bt杀虫剂有本质区别等等,可以看到,转基因Bt抗虫作物最初的承诺没有一样得以实现,相反却给环境带来危害,也可能给人畜健康带来潜在风险,实在看不出其有什么存在的必要。而在传统作物的安全性已经过千百年检验的情况下,我国政府置广大民众的反对于不顾,顽固推广转基因作物究竟是出于什么样的目的?
行文至此,大家应该已经了解到目前世界上种植的99%以上的转基因作物究竟是些什么鬼:一部分是如Bt作物这样被转基因公司用来利用专利技术控制种子销售而盈利,更大一部分则是如抗除草剂转基因作物那样一边控制专利和种子、一边捆绑销售被世卫组织定性为很可能对人类致癌的草甘膦除草剂以获得最大化利润;农民得到的仅仅是人工的节省和耕作的便利,可这方面节约的成本也越来越被日益高涨的种子价格和为抵抗超级害虫、次生害虫、超级杂草而增加的花费所抵销;而这一切都是以作为消费者的人类的健康风险以及环境危害为代价的。
三,转基因黄金大米
本章内容已经单独发表(http://weibo.com/1886394372/DFHW5jT6c?type=comment)。
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