转基因的前世今生!转基因意义何在?通信

/ / 2015-10-25
从前我们依靠天然杂交和人工杂交来改良品种,都有碰运气的情况。如果运气好,有用的基因就转移到了品种中,运...

从前我们依靠天然杂交和人工杂交来改良品种,都有碰运气的情况。如果运气好,有用的基因就转移到了品种中,运气不好就不一定成功。但是利用转基因生物技术,我们就可以非常精准地掌握控制转基因,这就是转基因“今生”的意义。

演讲 | 卢宝荣(复旦大学)

提到转基因许多人可能会想,我有没有吃过转基因食品呢?其实,只要你吃过红薯,那么你一定吃过转基因食品,因为在红薯的起源演化过程中,大自然通过农杆菌给它进行了转基因。而人类就是学习了大自然中的这个过程,才发展出了今天的转基因技术。

我们一直在改变自然

人类在生命的历史长河中只占很短的一刹那。整个宇宙、地球和生命的演化都是以亿年为单位,而我们人类到目前只存在了200多万年。

在200万年间,人类经历了三个重要的时代。第一个称为狩猎采集时代,那个时候我们以追逐动物、采集野果生存下去。所有的生命都有两个最基本的需求,第一是生存下来,要生存下来就必须要寻找吃的;第二是繁殖下去,必须要生存下来才能够繁殖下去。

事实上,人类在狩猎采集时代就已经通过对火的掌控,开始影响自然。民以食为天,哪怕原始时代的人类都必须要生存、吃饱饭,这是我们改良植物和动物的原动力。

到1万年前左右,全世界各地产生了农作物和动物的驯化,于是我们开启了一个新的时代,也就是农耕时代。人类对野生植物进行驯化、改良,逐渐改变成了我们现在的栽培植物和动物。

后来,我们又进入第三个时代——工业革命时代,到现在已经有200多年时间。

历史的发展在1万年前这个转折点之后变得非常快,人类对自然的影响也逐渐变大。我们学会了驯化植物和动物,获得更多的食物来源,后来还学会了利用蒸汽机、电机等科技产品来为人类服务,当然也学会了基因的转移。

杂交:转基因的前世

那么究竟什么是基因,什么是转基因?说起来很简单,基因就是携带的遗传信息的DNA片段,生物体内所有细胞里都有基因,它决定了生物的性状。俗话说:种瓜得瓜,种豆得豆,那就是因为它们含有不同的基因。而转基因就是将基因从一个生物体转到另一个生物体的过程,转基因的目标是为了改良作物,获得更好的优良品种。

举例来说,棉花不抗虫,必须喷洒很多农药防治害虫,最后虫产生了抗药性,浸泡在农药里面都不会死。于是人类就采取另外一个替代办法,把抗虫基因转移到棉花植株里,这样就培育出了能够抗虫的转基因棉花。

其实在自然界中,基因的转移十分普遍。我们经常看见风和昆虫能够帮助植物传粉,产生后代,这个过程我们称之为天然杂交,其实就是大自然中的转基因过程。

举个具体例子,比如说在一排紫色的玉米周围再种几排白色的玉米,通过风媒自然传播花粉,就可以产生紫色白色相间的后代,这也就是市场上花色玉米的来源。再比如说,我们所熟悉的骡子,就是驴和马一不小心天然杂交产生的后代。骡子的体格强壮、力气很大,是因为有杂种优势的原因。

这些都是自然界中天然转基因的过程。人类学习和效仿大自然,创建了人工杂交。到目前为止,人工杂交已经有了大约200多年的历史,比如说红花和白花的植物杂交,就会出现出开着不同颜色花的后代。农学家也学会了这种方法,将具有抗性或高产性状的品种与推广品种进行杂交,便可以得到高产而不需施用农药的农作物品种。

当年袁隆平先生就是通过人工杂交,将野生稻的雄性不育基因转移到了栽培水稻,创造出了举世闻名的杂交水稻。还有很多类似的例子,都是用利用人工杂交方法,将野生近缘种或者同一个物种的基因,转移到另一个物种或品种,获得高产、优质、抗病等性状的优良品种。

我们将这一类利用天然杂交和人工杂交实现基因转移,创造遗传变异,培育优良品种的方法,都称为转基因的前世。因为它更多的还是人工模拟自然环境中的有性生殖过程,在有性杂交可能实现的前提下面来进行的基因转移。

转基因“今生”的意义

人工杂交并不能解决所有转基因的问题,我们面临的困难是由于物种之间的生殖隔离,有些物种之间根本没法进行人工杂交。像我们说的种瓜得瓜,如果瓜里包含有优良基因,我们就没有办法通过杂交把它转移到豆里面去。还有些微生物包含有益的基因(例如抗虫基因),我们要想通过人工杂交将抗虫基因转移到棉花,那门都没有。怎么办呢?于是人类需要利用新的技术方法来达到转基因的目的,而利用生物技术转基因,就是一种非常有效的手段。

      
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