• 摘要
• 生物技术的好处
• 生物技术的风险
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• 文献引用

关键词:苏云金杆菌（B.t。)、转基因作物、农业、生物技术、经济学、生态系统、基因工程、除草剂。

出版日期:2000年3月27日

戈登·康威博士给孟山都的及时演讲，发表在保护生态(Conway 2000)的报告对转基因作物的前景和风险提供了一个合理的视角。这篇评论是对他论文的补充，主要关注转基因作物或农业生态系统中的生物技术。

根据世界卫生组织(世卫组织1996年)，目前全世界有30多亿人营养不良。康威报告说，只有8亿人营养不良，但他并没有指出这个数字只代表卡路里营养不良的人。世卫组织估计有30亿人营养不良，其中包括热量、蛋白质、维生素、铁和碘营养不良的人。随着人口的持续增长，在未来几十年，营养不良的人数可能会超过50亿。

最近的一些事实为全球营养不良人口数量增加的趋势提供了证据。例如，粮食及农业组织指出，占世界粮食供应80-90%的世界谷物的人均供应量自1983年以来一直在下降(粮农组织1998年)。在过去十年中，耕地(20%)、灌溉(15%)、化肥(23%)和鱼类产量(10%)的人均下降导致了全球粮食供应的下降(Pimentel et al. 1999)。

康威相信，生物技术将有助于提高未来的作物产量。目前正在开发的一些技术肯定会增加作物产量，并使农业生态系统受益。例如，转移苏云金杆菌（B.t。)的毒素进入一些农作物将有助于控制一些毛虫害虫，如欧洲玉米螟。还有其他的机会可以将植物中自然存在的数千种抗虫因子中的一些纳入作物中，以控制严重的昆虫和螨虫。在农作物中添加抗性因子将减少我们对某些有毒杀虫剂和杀螨剂的依赖。基因工程使科学家能够利用广泛的抗性因子，并在传统植物育种所需时间的一半内将它们纳入作物(Paoletti和Pimentel, 1996年)。

同样，将抗性因子转移到作物植株中也有助于控制植物病原体。一些植物病原已经被寄主植物的抗性所控制，但是通过生物技术，从天然植物中获得的更多的抗性因子可以被整合到作物植物中，以帮助植物病原的控制。

提高粮食作物营养质量的能力是生物技术的另一个潜在好处。例如，应当有可能提高粮食作物中必需氨基酸、维生素和微量矿物质的质量和数量。食品质量的这种改善有助于减少营养不良的人数(Guerinot 2000年)。

此外，重要的是要考虑到世界上主要的谷类作物是一年生的。如果通过基因工程，一年生谷物可以转化为多年生谷物，那么耕作和土壤侵蚀就可以减少，多年生作物的养分就可以保存。使用这些多年生作物将减少劳动力，改善劳动力配置，并从总体上提高未来农业的可持续性。此外，多年生谷类作物种植的能源效率将大大优于一年生作物生产的效率。

基因工程的最终目标之一是开发能够通过细菌共生提供自身氮的谷物作物，就像豆科植物一样。实现这一目标将减少用于生产和施用氮肥的大量能源，也将降低生产成本。越来越多的证据表明，这一目标最终可能通过基因工程实现，类似于水稻接种过程的改进。

前面的例子说明了生物技术可以为农业和农业生态系统带来的一些潜在好处。然而，一些转基因作物技术对农业生态系统有潜在风险。例如，使用耐除草剂作物鼓励在作物田里大量使用除草剂，而不损害作物。目前，培育耐除草剂作物占转基因生物研究的41%左右。对除草剂的耐受性不会增加作物产量，但它确实增加了农业中除草剂的使用，增加了农业生态系统和其他生态系统的污染。使用抗除草剂作物还使某些作物的杂草控制成本增加了一倍(Pimentel和Ali, 1998年)。

种植农作物需要大量的水。生产一公顷玉米大约需要500万升水。康威表示，将有可能使作物“高度耐旱”。考虑到如此大量的水对作物植物的光合作用至关重要，这个预测是非常值得怀疑的。最好的估计表明，作物生产中的用水量可以减少约5%，但还没有达到它们具有高度耐旱能力的程度(Paoletti和Pimentel, 1996年)。

由于转基因生物携带的外来基因有可能被转移到野生亲缘动物身上，人们有理由担心转基因植物的外来基因可能转移到其他植物身上，不仅扰乱农业生态系统，还会扰乱其他生态系统。例如，主要的杂草物种起源于与作物植物的杂交，如杂交芸苔属植物camprestris(杂草的亲戚)与显著(油菜)，和高粱halepense(约翰逊草)与美国二色的(高粱玉米)(Paoletti和Pimentel 1996年)。基因工程的支持者依靠玉米杂交和其他没有造成任何重大环境问题的转基因作物的经验来支持基因工程的继续发展。尽管如此，对于生物技术的成功来说，最重要的是一个基本问题:如何在每一个基因工程生物释放之前对其进行评估，以确保其对环境的安全。

正如康威提到的，有时为了让农民得到转基因作物，人们匆忙地发布了转基因作物。这似乎是……的情况B.t。转基因玉米。花粉来自B.t。玉米已经被证实对著名的帝王蝶是有毒的(Losey et al. 1999)，已经受到其在墨西哥越冬地栖息地丧失的威胁。的B.t。玉米的目的是控制欧洲玉米螟虫，与玉米根虫复合相比，相对较小的害虫玉米。玉米根虫是玉米的主要害虫;施用于玉米的杀虫剂中，95%以上用于控制这种害虫。希望通过基因工程控制玉米根虫复合体。

这些例子说明，转基因技术可以更好地管理，使农业受益，同时减少对环境的风险(Pimentel和Raven 1999)。然而，与农业生物技术相关的另一个问题是将人们过敏的植物中的外来基因植入到作物中。例如，将一些坚果基因型的基因添加到大豆中，使一些过敏的人病得很重(Paoletti and Pimentel, 1996年)。

通过减少化学农药的需求和使用、开发多年生谷物、通过使用多年生作物减缓土壤侵蚀、提高作物产量和改善作物营养质量，转基因作物为改善环境提供了机会。另一方面，生物技术的一些方面对农业生态系统有负面影响。其中包括抗除草剂/耐除草剂作物B.t。作物，一些人过敏的基因的合并，改良的遗传物质转移到杂草和其他野生植物亲戚。然而，通过在转基因植物释放之前的仔细调查和实地测试，我们可以期待生物技术对农业生态系统和世界粮食供应的积极贡献。FDA、EPA和USDA需要建立一套严格的标准，就像现有的农药标准一样，在向公众发布转基因作物和牲畜之前对其进行检测。此外，所有转基因食品都应该贴上标签，这样公众就可以对他们使用和购买的产品做出知情的决定。

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