已经发明的转基因水稻会比非转基因水稻的产量高很多吗?
水稻是世界上大部分人口的重要主食,尤其是东方、南方、东南亚、中东、拉丁美洲、非洲和西印度 。它是人类营养和能量摄入的最重要的谷物,提供五分之一以上全世界热量消耗 。水稻是一种很好的蛋白质来源,也是世界很多地方的主食,但是它所含的蛋白质不全面:它所包含的对健康有益的必需氨基酸不全面,应该结合其他种类的蛋白质,如坚果、种子、豆类、鱼类或肉类 。
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水稻的主要产地为印度、中国、日本、印度尼西亚、泰国、缅甸和孟加拉国 。亚洲农民依旧占到了世界水稻总产量的92% 。最大的三个水稻输出国是泰国、越南和美国 。主要进口国包括印度尼西亚、孟加拉国、菲律宾巴西和一些非洲和波斯湾国家 。尽管中国和印度是世界上两个最大的水稻产地,两个国家生产的绝大部分水稻都在本土消费,只有很少部分流向了世界其他各地 。
早在上世纪八十年代早期国际水稻生物技术的研发就在洛克斐勒基金的资助下开展 。至今在水稻生物技术方面的专利超过三百项,涉及四百多个组织和机构 。从1993年起在美洲、欧洲、亚洲和澳洲的许多国家陆续开始了转基因水稻的田间试验 。目前,已有6个转基因水稻品种获得了不同的批准许可,涉及种植、食用、饲用、进口和加工等方面 。
1 抗除草剂转基因水稻
当前,美国的水稻种植者主要通过除草剂、轮作和种植技术如灌溉和耕作等方法的结合来控制杂草,而草丁膦类除草剂是水稻田间杂草控制的常用除草剂 。
水稻品系和由美国 公司研发,应用基因重组技术表达bar基因从而耐受草铵磷(草丁膦类除草剂的活性成分)的转基因水稻,而bar基因编码草丁膦乙酰转移酶(PAT),从而使水稻具有耐除草剂的特性 。目前该水稻品系已在6个国家获得了种植、食用、饲用等不同方面的批准 。
草铵磷的应用导致植物组织谷氨酸盐下降和氨上升,使得光合作用停止,致使植物在几天内死亡 。在动物体内草铵磷也抑制相同的酶,但它能够被生物高度降解,且没有残留活性,对于人和野生动物具有极低的毒性 。
关于转基因品系和在环境和食用安全性方面也进行了大量的研究 。在美国(1997年到1998年)进行的田间试验表明与非转基因水稻对照相比,转基因水稻在农艺性状,种子萌发及病虫害方面没有发现明显区别 。杂交方面的研究表明水稻的杂交率小于1%,且还受到水稻诸多生物学特性(包括花的形态、花粉活力的持续性和昆虫媒介的缺少等)的影响 。在美国,与栽培稻无生殖隔离的野生品种为普通野生稻(O.)和赤稻(red rice) 。普通野生稻只存在于弗罗里达的沼泽地,远离栽培稻种植区,因此不可能与栽培稻发生杂交 。只有赤稻被认为是在美国能够受到转基因水稻基因渗入影响的唯一野生稻 。虽然从栽培稻到赤稻的基因飘移率非常低,但这种基因飘移确实能够发生 。因此,具有草胺磷耐受性的bar基因是可以渗入到赤稻并导致赤稻群体具有草胺磷耐受性 。研究表明杂交群体中可能出现的草胺磷耐受性将不会改变它们的适应性,也不会增加它们的杂草性(如:发芽活力、株高、抗病性、繁殖力、落粒性和休眠性) 。即使杂种具有了草胺磷耐受性,现有的杂草控制手段(如耕作或其他除草剂)也能够对其进行有效控制 。
针对和品系对非靶标生物影响的试验表明没有发现对田间益虫、鸟类和其他经常出没田间的其他物种的有毒物质产生,且这些物种的群体水平也没有显著变化 。