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转基因作物能否增产、抗虫?

2014-03-13 09:47 方舟子 科学公园 阅读 0
核心摘要: 本文针对崔永元关于转基因作物不能增产、抗虫的质疑,从科学角度进行深入分析。抗虫转基因作物通过表达Bt内毒素有效控制鳞翅目害虫,减少农药使用80%以上,且对人畜安全。增产方面,转基因作物通过直接(如抗旱基因)和间接(减少虫害杂草竞争)机制提高产量,多项研究显示增产幅度达6%-30%。美国农业部报告也证实了增产效果。全球转基因作物种植面积持续增长,充分证明其农业价值。

全国政协委员崔永元在其反对研究、推广转基因作物的提案中声称:“国内外无数的研究和时间反复证明,转基因作物不能增产,迄今世界上还没有任何一种转基因作物是增产的,连美国农业部报告都不承认转基因作物提高了产量,甚至还有可能下降。”然而,这一说法与科学事实严重不符。转基因作物,特别是抗虫和抗除草剂品种,已在全球范围内被广泛种植,并带来了显著的农业效益。本文将从科学角度深入分析转基因作物在抗虫和增产方面的实际表现。

转基因作物能否抗虫?

目前种植最广泛的转基因作物之一是抗虫转基因作物,它们通过转入苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)的基因,使作物自身产生Bt内毒素。这种内毒素在昆虫肠道中经蛋白酶激活后,与肠道细胞受体结合,导致昆虫肠道穿孔、停止进食并死亡。Bt内毒素对鳞翅目害虫(如棉铃虫、玉米螟)高效,但对人、畜无害,因为哺乳动物肠道细胞缺乏相应受体,且内毒素可被消化分解。自1996年大规模种植以来,抗虫转基因作物显著减少了化学农药的使用。例如,中国转基因抗虫水稻的农药施用量减少80%(文献1);美国科学院2010年报告指出,抗虫作物的采用使杀虫剂使用量下降,累计减少农药使用达4.74亿千克(文献2)。

害虫对Bt内毒素的抗性是一个自然选择过程,但通过种植非转基因“避难所”作物,可以延缓抗性发展。此外,多种Bt基因的叠加使用(如双Bt基因作物)进一步降低了抗性风险。因此,所谓“超级害虫”并非不可控。

转基因作物能否增产?

转基因作物增产的机制包括直接增产和间接增产。直接增产方面,科学家已发现与高产相关的基因,例如从向日葵提取的抗旱基因HB4,转入玉米、小麦、大豆后,在田间试验中使单产增加15%~100%(文献3)。国际碳四水稻项目旨在通过转基因技术将水稻从碳三植物转变为碳四植物,有望增产50%。间接增产方面,抗虫和抗除草剂转基因作物通过减少虫害和杂草竞争,显著提高产量。多项研究证实:中国转基因抗虫水稻比非转基因水稻增产6%(文献1);印度抗虫棉花使亩产增加24%(文献4);美国抗虫玉米增产7%,抗虫棉花增产9.8%,中国抗虫棉增产10%(文献5)。美国农业部2014年报告汇总了40项研究,其中23项显示增产,仅1项显示小幅减产(文献6)。因此,崔永元对美国农业部报告的解读存在严重偏差。

综上所述,转基因作物在抗虫和增产方面具有明确优势,同时还能减少农药使用、降低生产成本、保护环境。全球转基因作物种植面积逐年上升,美国玉米、大豆、棉花、甜菜的转基因品种种植比例已超过90%,这充分证明了其实际价值。

文献:

1. Science, 2005, 308(5722): 688-690

2. National Academies Press, 2010

3. USDA GAIN Report, 2013

4. PNAS, 2012, 109(29): 11652-11656

5. GM Crops & Food, 2014, 5(3): 170-180

6. USDA ERS Report, 2014

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