过去,转基因作物和食物引发激烈争论的主要原因之一,是担心其对环境和生态造成不可逆的损害。然而,最新研究表明,通过改进种植方式和转基因技术,转基因作物也可以变得环保。
例如,将土壤苏云金杆菌(Bt)毒素转入棉花、玉米、水稻等作物,是一种常见的抗虫遗传工程技术。反对者认为,这类作物虽能减少杀虫剂使用,但害虫会迅速产生耐受性,导致更难防治,反而增加杀虫剂用量,危害环境。但实证研究给出了不同答案。
转基因棉未让害虫产生耐受性
美国南方大量种植的Bt转基因棉花,经过近十年仍能有效杀灭主要害虫螟蛉,否定了害虫将很快产生耐受性的预言。自1996年商业化种植以来,专家曾预测耐受性会在三年内出现,但亚利桑那州的研究显示,自1997年起,害虫对Bt毒素的耐受基因并未普遍化。研究负责人布鲁斯·塔巴斯尼克表示,耐受性可能还需4到8年才会出现。2003年的研究已发现棉花害虫几乎未产生耐受性,后续两年的基因研究进一步证实了这一点。
科学的种植方法延缓耐受性
研究人员通过实地调查和数学模型分析,解释了害虫为何尚未产生耐受性。美国农业部要求Bt转基因棉田至少间种5%的非Bt棉作为保护区,这使保护区内昆虫不获得耐受基因优势,并与转基因区昆虫混合,稀释耐受基因密度。此外,耐受Bt毒素的昆虫在保护区无法生存,而不耐受的昆虫则能存活,且耐受基因为隐性,需两套拷贝才表现耐受性。尽管如此,研究人员仍担心耐受性终将成为问题。英国生物化学家格拉汉姆·莫尔斯在澳大利亚转基因棉田发现了全新的耐受Bt毒素的棉铃虫,表明不同昆虫可能拥有不同耐受机理。
转基因作物需要科学设计
除种植方法外,合理设计转基因作物是延缓耐受性、保护环境的另一关键。第二代Bt转基因作物携带另一种细菌基因,产生两种Bt毒素,害虫难以同时进化出对两种毒素的耐受性。塔巴斯尼克预测,双毒素棉花抗虫时间至少是现有品种的两倍甚至更长。因此,关键在于预先评估转基因作物对环境和生态的潜在风险,并采取科学防范措施,如设计双毒素品种和设置安全区。值得注意的是,塔巴斯尼克的研究部分由孟山都资助,因此仍需更多独立研究验证。