农业部：转基因抗虫农作物安全吗？

2017年9月9日 浙江大学举办国产转基因玉米品尝会

农作物的大规模种植给农作物害虫提供了充足的食物和空间，因此农作物的害虫防治一直是农业生产的重要挑战。第二次世界大战以前，人类没有高效的农药防治害虫，因此害虫造成的危害相当严重。第二次世界大战以后，高效化学农药的大规模应用，给害虫防治带来了前所未有的成功。当时大家认为有了这些化学农药，害虫防治问题从此就解决了。

但是，事情的发展并没有像人们所希望的那样。大量使用化学农药以后，几乎所有害虫都产生了抗药性。一些曾经非常有效的化学农药很快就失去了杀虫能力。不仅如此，由于早期的这些化学农药对高等动物和人类具有非常高的毒性，大量使用对环境和人类的健康构成了重大的潜在危险。后来，尽管科学家们发明了对害虫高效而对人类低毒的杀虫剂，但是害虫很快又对这些新的杀虫剂产生了抗性。

人们开始认识到利用化学农药防治害虫具有相当的局限性，研究和发展其他害虫防治方法十分必要。因此，科学家们加快了非化学农药防治害虫方法的研究，试图降低化学农药的使用量，克服大量使用化学农药带来的害虫抗性问题和对环境、人类的危害问题。

生物防治是化学农药以外害虫防治的重要方法之一。生物防治是一种利用自然界中的天敌生物进行害虫防治的方法。例如，利用瓢虫、寄生蜂等天敌昆虫，或者利用害虫的病原细菌和病毒等微生物防治害虫。全世界许多国家的科学家进行了大量的生物防治研究，而最成功的技术是利用一种称为Bt的细菌防治害虫。昆虫取食Bt以后能够被杀死。Bt是一种对人类非常安全的细菌，大约200年前分别在德国和日本被发现的。它通常是一种土壤细菌，如果你从任何地方取一小把土壤样品，你就非常有可能成功分离获得Bt细菌。

科学家对Bt的杀虫原理进行了大量的研究，发现Bt细菌杀虫的原因是其能够产生对害虫有毒的蛋白质，通常称为Bt杀虫蛋白。Bt细菌和Bt杀虫蛋白对高等动物和人类非常安全。在过去Bt大规模生产和使用中没有发生过任何中毒的事件。因此，Bt杀虫剂被公认为是一种环境友好、对人安全的生物农药。为了大规模利用Bt防治害虫，目前许多国家都有大型发酵工厂大规模生产Bt杀虫剂。Bt细菌及其产生的杀虫蛋白质通常被制造成为粉剂，喷洒在农作物及森林上防治农林害虫。一种可以杀灭蚊虫的Bt也被喷洒在滋生蚊虫的水塘等地方以防治蚊虫。

利用Bt防治害虫减少了化学杀虫剂的使用，对人类和环境更加安全。但是，Bt杀虫剂也存在比较难克服的问题。一是通过发酵生产获得的Bt杀虫剂成本往往比化学杀虫剂高，提高了害虫防治成本，农民不愿意大量替代化学杀虫剂。二是Bt杀虫剂的杀虫效果比较慢，并且防治效果受到天气等外界因素的影响比较大。因此，Bt尽管是一种公认的安全和环境友好杀虫剂，但Bt杀虫剂在全世界杀虫剂市场中占有比例仍然非常低，不到杀虫剂总量的1%。可以说，Bt杀虫剂在农药市场上份额太小，没有能够发挥其应有的作用。

20世纪80年代以后，以DNA重组技术为核心的生物技术的发展，给利用Bt防治害虫带来了全新的机遇。人们能够将Bt杀虫基因导入到农作物中，让农作物自身合成Bt杀虫蛋白质。这样我们就不需要通过发酵生产Bt杀虫剂，解决了Bt发酵成本高的问题。同时，由于Bt杀虫蛋白质表达在转基因农作物体内，不需要喷洒生物农药在农作物的表面，防治效果就不受天气等环境因素的影响。不仅如此，在转基因农作物中，Bt杀虫蛋白质从出苗就开始合成，害虫的初孵幼虫就开始被杀灭，杀虫效果比传统的喷洒Bt生物农药有了极大的提高。一般来说，长大的害虫不容易被Bt杀灭，因此在使用Bt生物杀虫剂时，喷洒太迟杀虫效果往往比较差。例如，转基因的抗虫玉米基本上可以达到100%抗玉米螟，但发酵生产的Bt杀虫剂就往往达不到这样高的防治效果。

农作物转基因技术建立以后，国际上的跨国农作物种业公司和农药公司就大规模地投入了转基因抗虫农作物的研发。在经过大量的安全性试验和评价以后，早在1996年美国农业部和环境保护署就批准了转基因抗虫玉米在美国的商业化种植。时至今日，美国种植的玉米70%以上是转基因玉米品种。应该说，转基因抗虫农作物的问世是人类害虫防治历史上的一个革命性进步。

转基因抗虫农作物在商业化大规模种植以前，一定是经过了大量的安全性试验和评价的。但是作为一种革命性的新技术，人们对转基因抗虫农作物的了解还不是十分清楚，特别是对其食用安全性可能仍然存在疑问。也许其中最大的一个疑问可能是：杀虫蛋白质对昆虫毒性特高，难道对人就完全没有毒性吗？

　　事实上，长期的科学试验和研究表明，杀虫蛋白质对高等动物和人类是完全没有毒性的。当初利用Bt生物杀虫剂就是为了避免化学杀虫剂的毒性。Bt杀虫蛋白质的最主要特点就是杀虫毒性的专一性。Bt细菌有非常多的株系，但Bt细菌株系的杀虫能力往往是非常专一的。例如，一种Bt株系能够杀玉米螟等鳞翅目昆虫，一般是不能杀蚊虫和甲虫等非鳞翅目的昆虫。早期的转基因抗虫玉米只能抗玉米螟等鳞翅目昆虫，不能抗甲虫。后来科学家们为了防治玉米根甲虫的危害，从大量的Bt株中筛选获得了一种可以杀灭甲虫的杀虫蛋白质（它对鳞翅目昆虫没有杀虫能力）。现在美国的大部分转基因玉米同时合成两种不同的Bt杀虫蛋白质，以达到同时抗玉米螟和根甲虫的目的。在抗虫棉花上，Bt杀虫蛋白质对棉花的蝽象和蚜虫危害没有防治作用。

虽然Bt的杀虫专一性给我们防治各种不同昆虫带来了困难，但是Bt毒性的专一性恰恰给我们带来了对人类的高度安全性。也就是说，我们现在利用的Bt杀虫蛋白质仅仅对少量昆虫有毒性，对绝大部分昆虫没有毒性，更不用说高度动物和人类了。

Bt杀虫蛋白质的杀虫机理研究结果，进一步说明了Bt对人类没有毒性。科学家们在过去的十几年中，对Bt杀虫蛋白质的杀虫机理进行了非常深入的研究。他们发现，Bt杀虫蛋白质能够杀虫的条件是：①被杀害虫的中肠细胞具有这些Bt杀虫蛋白质的受体。②这些害虫的中肠中的消化酶不能快速降解消化Bt杀虫蛋白质。玉米螟等害虫的中肠正好具有这些Bt杀虫蛋白质的受体，并且它们的中肠不能快速降解消化Cry1Ab等Bt杀虫蛋白。在众多的昆虫种类中，一种Bt杀虫蛋白质能够杀灭的昆虫种类其实仅仅是昆虫纲中非常小的一部分。而且就是这些可能被杀灭的昆虫，一旦它们的受体发生突变，它们对Bt杀虫蛋白质的抗性就可以提高许多。例如，美国康奈尔大学的科学家发现一种抗性粉纹夜蛾，它对一种Bt杀虫蛋白质的抗性提高了2 000倍以上。这种Bt蛋白质基本上就不能杀灭这种抗性昆虫了。

昆虫的中肠和人的中肠差别极大。人的中肠既没有Bt杀虫蛋白质的受体，杀虫蛋白质也不能逃脱人的蛋白质消化酶的降解。人的消化道内酸性非常高，而玉米螟、二化螟等的中肠是碱性。因此，Bt杀虫蛋白质根本就不能在人的中肠中生存。模拟人的中肠条件下的试验表明，Bt杀虫蛋白质迅速被消化降解成为氨基酸，而这些氨基酸是人的营养成分与从其他食品消化降解而来的氨基酸完全没有区别。目前申请转基因抗虫农作物商业化种植，都需要提供杀虫蛋白质在高等动物中被消化降解的研究资料。如果一种杀虫蛋白质不能在人的消化道中迅速消化降解，即使其没有对人的毒性，一般也是不能获得批准进行商业化推广种植的。因此，Bt杀虫蛋白质对高等动物和人类产生毒性的两个条件都是不存在的。转基因玉米商业化种植以后十几年来，美国没有发现任何一个由于食用转基因农作物而造成对人有害的案例，进一步证明了目前的安全评价方法和标准是正确的。

此外，Bt杀虫剂的长期安全生产和使用也间接说明了杀虫蛋白质是安全的。在Bt转基因农作物推广以前，发酵生产的Bt杀虫蛋白质的大规模应用，就应该已经导致杀虫蛋白质进入了我们的粮食和蔬菜产品。

Bt对昆虫的毒性可能是自然进化中形成的特殊关系。毒性蛋白质的高度专一性现象其实在自然界是非常普遍的。例如，对人具有极大杀伤力的炭疽芽孢杆菌及其毒素，对昆虫是没有杀虫作用的。也就是说，这些来自生物的杀虫蛋白质对人类没有毒性也是自然界存在的正常现象。因此，从这些蛋白质可以杀昆虫就推论它们对人类有毒，是完全没有科学依据的。

无论是外国还是中国，批准一种转基因农作物的商业化种植是一个非常慎重的决定，对安全性的要求当然是非常高的。在安全上存在任何疑问的转基因农作物都不可能被批准。只有通过大量科学研究试验和安全评价，充分证明了安全性以后，一种转基因植物才能获得批准进入商业化种植和推广。同时我们应该注意到，国际上转基因抗虫玉米和抗虫棉花产业化种植已经十几年了，而这些年来并没有发现转基因农作物任何可能对人和高等生物的毒性问题。今天考虑和判断抗虫转基因水稻和玉米的安全性问题，我们比1996年的美国应该具有更多的科学依据和试验数据。

迄今为止，批准推广的转基因抗虫农作物不仅没有毒性，而且它能够通过大幅度降低化学农药的使用而使我们的农产品和农业更加安全。转基因抗虫技术是造福人类的一个革命性技术，是今后农业害虫防治的主要方向之一，我们没有理由放弃利用。

http://www.moa.gov.cn/ztzl/zjyqwgz/kpxc/201305/t20130516_3463366.htm