[编者注]
8月17日，在2017暑期院士专家系列科普论坛上，继中国科学院院士、北京大学原校长徐志宏发表演讲后，徐志宏院士、陈晓雅院士、黄继荣教授共同探讨了听众关心的问题。讨论环节由研究员曾繁义主持。
中国科学院院士、第三世界科学院院士陈晓雅。现任上海生命科学院植物生态研究所研究员，中国科学家，上海辰山植物科学研究中心主任。
黄继荣，上海师范大学生命与环境科学学院教授，现任上海市植物生理与分子生物学学会理事长，中国植物生理与分子生物学学会常务理事。
曾繁义，毕业于美国宾夕法尼亚大学，获得医学和科学双博士学位，现任上海交通大学医学遗传学研究所所长。
以下问题来自观众。签名的问答内容由他审核。
2017暑期院士专家系列科普讲座现场。
Q：植物防虫技术取得了哪些突破，未来能否用于生产？
陈晓雅：目前，转基因植物广泛使用一种高度特异性的杀虫蛋白，称为Bt蛋白。它的杀虫作用具有三个明显的特点：第一，Bt蛋白只能溶解在碱性昆虫肠道中，而在中性或酸性条件下不能发挥作用；其次，Bt在溶解后需要经过特定的酶促作用才能成为具有杀虫能力的产品；第三，Bt识别昆虫肠上皮细胞中的特异性受体，二者结合后才能发挥抗虫作用。人和高等动物的肠道环境与昆虫不同，没有Bt蛋白的受体，所以Bt对人和动物都是安全的。即使在昆虫中，Bt 蛋白对棉铃虫等鳞翅目昆虫也非常有效，但对蚜虫等其他昆虫可能效果不佳。之后，我司课题组与国外孟山都公司共同开发了一种新的RNA干扰抗虫技术，并于2007年在Nature-Biotechnology上发表。该技术通过在植物中表达一段能与害虫RNA结合的RNA，达到抑制害虫基因表达的目的。今年美国商务部批准了以抗根虫为主的抗RNA干扰玉米的商业化，预计两年内可实现商业化生产。
曾繁义：我问你一个问题：植物次生代谢物的利用能否通过转基因技术完全替代农药？
黄继荣：这是一个很好的问题，大家都很关心。我认为通过科学家的不断努力和向大自然学习，这个梦想是可以实现的。首先，要了解病虫害发生的根本原因。通常，病虫害的发生与单一品种的栽培有关，因为自然界中很难发现病虫害大面积发生的现象。自然生态系统中有许多植物种类。即使一个物种也有许多变种。在我们的农田里，一个种往往是成片种植，植物种类的多样性基本消失了。相反，自然界中的各种害虫种类仍然存在。在农田种植品种时，一些病虫害会慢慢繁殖，最终不得不使用农药。因此，病虫害的发生是由于我们的人工生态系统缺乏生物多样性造成的。那么，自然界中生长的植物用什么武器来战胜病虫害呢？答案在于植物可以产生各种次生代谢物。我们都知道植物是不会动的，不像动物可以逃离各种不利环境，比如天气太热的时候去阴凉的地方或者空调房。植物的聪明方法是不断变化，通过产生各种代谢物来应对各种逆境，包括来自病虫害的逆境。世界上有30万多种植物，中国有3万多种。如果你想找出这些植物之间的差异，每一种植物都至少有一种独特的化合物。一般来说，每株植物会合成5000多种化合物，其中除少数必需的初级代谢物外，大部分为次级代谢物。二次新陈代谢是一个坏名字，它似乎并不重要，但当它重要时它们就会发挥作用。比如在耐热性方面，植物在天气炎热时会产生一些挥发性的次生代谢物，带走热量；当它们对昆虫有抵抗力时，昆虫的味觉和我们一样，不喜欢吃苦的植物。我们可以考虑用转基因技术把植物叶子变成苦味的方法来抗虫。例如，黄瓜的叶子是苦的，但在被虫子咬得很厉害的大米和玉米中却找不到苦味。如果你将与黄瓜苦味相关的基因转移到大米和玉米中，可能会有更少的虫子。当然，也可以通过让植物合成一些化合物来抑制或杀死昆虫的生长。
此外，我们必须认识农药，它们本质上是化合物。一旦你喷洒化合物，虫子就会死亡。植物可以产生数百万种化合物，但迄今为止我们从植物中鉴定出的化合物都不是冰山一角。这是应用程序中的瓶颈问题。因此，我们不能用转基因技术完全替代农药，而且我们的作物仍然需要药物，因为我们对植物次级代谢途径的了解非常有限。但育种者已经开始向大自然学习，做类似于大自然花园守卫的工作。一个品种的株高、产量、品质都是一样的，只是在植株中植入了不同的抗病虫害基因，从而达到天然抗病虫害的效果。这是困难的。你必须弄清楚代谢途径，然后通过转基因技术，才能快速高效地达到抗病虫害的效果。
陈小雅：关于二次代谢，我加了黄金大米的例子。大米中的维生素含量很低。类胡萝卜素是合成维生素A的前体，维生素A缺乏严重影响人体健康，尤其是视力发育。在我国许多地方，存在儿童和青少年严重缺乏维生素 A 的病例。黄金大米含有类胡萝卜素，推广需要程序。中国科学家利用基因工程在大米中生产出具有抗氧化特性的花青素。事实上，西红柿已经含有大量的胡萝卜素，但国外科学家已经引入花青素，让西红柿更有营养。
曾繁益：今天看到很多小朋友坐在这里也来我们的论坛，非常好。让我总结一下黄教授对孩子们说的话。我们想要抗虫，这可以通过转基因水稻来实现。农药对环境也不利，而且毒性很大。通过有效的基因改造，我们不需要使用农药，水稻就可以生长。孩子知道什么是转基因吗？转基因生物将一种生物体特有的基因转移到另一种生物体中。最简单的例子就是把你父亲的基因转移到你母亲的体内，这是经过基因改造的。我们成年人谈论精子转移到卵子中成为受精卵。我们每个人都是基因改造的产物。在基因改造的过程中，父亲的所有基因都转移到母亲的所有基因中，两者结合成为一个个体，你就会生下孩子。但是，科学家们只能将一个或两个有用的基因从一种植物转移到另一种植物，而不是将所有基因转移到另一种植物。刚才说了，如果水稻生病了，不能抗虫，我们可以把抗虫基因转给水稻，就是这样。通过这种方式，转基因生物可以为我们工作。我希望这是孩子们能理解的。你可以在回家的时候告诉你的同学我今天了解了转基因生物。
问：是否可以对一些药用植物和食用植物进行基因编辑，生产出毒副作用少、能被人体吸收的新植物？
陈小雅：我们现在在做一些药用植物和药食同源的研究。例如，人参、人参皂甙可以通过微生物产生。此外，还可以对番茄进行改造，以番茄为反应器，在番茄中合成具有不同功能的成分，例如将甜菜基因转入番茄，增加其保健功能。
据报道，可以从烟草中生产青蒿酸或青蒿素。但这种尝试仍处于实验阶段。数十万种代谢物，通过生物工程生产出一些我们需要的，未来会有很多令人振奋的成果。
问：你刚才提到的花青素能在人体胃肠道环境中被吸收吗？
陈小雅：在人体的肠道里，不管是什么食物，都会有一部分被降解，一部分被吸收，不仅是花青素，还有其他成分。最近的一篇文章报道说，类黄酮被肠道微生物降解成另一种可以帮助对抗人类病毒的化合物。这是一个有趣的结果。
中国科学院徐志宏视觉中国资料图
问：关于转基因植物的负面影响的报道很多。转基因植物会对我们的生态或身体产生影响吗？
徐志宏：大家的担心是可以理解的。转基因生物产业化已经20年了，不能算太久，但世界粮食和石油组织、世界卫生组织等权威国际组织，以及许多国家的政府部门，都有制度保障其安全。网络媒体一直在揭露美国对转基因产品过敏的人，但最终并没有确切的科学证据证明他的过敏是因为食用了转基因产品。人们最担心的事情之一就是过敏，事实上，任何事情都可能导致过敏。我认识一个对苹果过敏的同事。另一位年轻同志说，他对猕猴桃过敏。有很多种植物或其产品会引起过敏。美国政府批准的转基因食品，由于实质等同原则，无需标注。但美国食品只要含有花生就必须贴上标签，因为花生过敏会致死。去年我在美国坐飞机。乘客上车后，空姐说，请检查随身行李中是否有含有花生的食物。过敏。因此，食物并不是绝对安全的。有很多事情与你无关，但可能与他人有关，或与某一群人有关。大豆缺乏含硫氨基酸，所以大豆蛋白营养不是很均衡。科学家们希望将巴西坚果中富含含硫氨基酸的蛋白质基因转移到大豆中，以提高其营养价值，但科学家们很快发现该基因编码的蛋白质使一些人过敏，于是停止了该项目。任何阶段一旦发现问题，科学家就应该终止实验，这是一种负责任的态度。许多食物可能对人有害。比如我们去云南吃香菇，有些香菇一定要煮15分钟，因为它们有毒素，煮15分钟后毒素就会灭活。有大型国际数据库可以预测引起过敏的结构以避免此类问题。网络媒体称草甘膦致癌。事实上，致癌性对人体有很多不同的等级，每个等级都有不同的作用。客观地评价，今天我们不可能发展没有农药的农业，但必须合理使用农药，规避风险，尽量减少对环境和人的影响。这是最关键的。为此，需要政府监管部门进行严格管理。
黄继荣：我们吃的所有食物都有基因，但是基因本身是不活跃的，DNA是死的，吃完就代谢了。现在很多人都担心Bt蛋白。该基因编码的蛋白质可以杀死昆虫。会对人体有什么危害吗？科学家们做了很多研究，对人们来说绝对是安全的。很多媒体报道不负责任，随从，不学新东西，篡改原文。如果你去读原文，你就会知道真相。当你听到可怕的事情时，不要惊慌，恐慌不会解决任何问题。你要主动学习，最好的办法就是向科学家请教，和他们讨论，这是最好的解决办法。
问：转基因食品不安全吗？如果不是，为什么要评价。我们进口的转基因食品只有两种，为什么要管控？
徐志宏：经过严格科学评估，政府依法批准批准的转基因食品是安全的。它是否安全是有限制的。如果科学家随机改变一个基因，食品安全如何保证？转基因作物的鉴定是最严格的，必须经过多次评估。
问：世界上有不安全的转基因食品吗？
许志宏：现在市面上没有这种东西。
问：为什么欧洲要控制转基因食品？
许志宏：欧洲有很多转基因食品。尽管许多欧洲国家禁止种植转基因作物，但它们允许从美国进口转基因大豆和玉米作为饲料和食品原料。并不是说欧洲没有转基因食品，只是欧洲的转基因产品需要贴上标签。但是，只要食品中的转基因成分不超过0.9%，就和非转基因食品一样，不需要标注。与欧洲不同，中国采取零容忍态度，只要食品含有转基因成分，就需要贴上标签。
问：如何加快转基因生物的应用？
徐志宏：农业部普遍明确，未来几年将加快步伐，开展转基因玉米、大豆产业化。科学家们也不明白，我们已经有了转基因大豆和玉米的技术，以及培育的品种，为什么不每年进口转基因大豆和玉米呢？希望农业部加快审批。转基因作物十几年没有获批，连阿根廷、巴西、印度都走在了我们前面。
但也需要采取一些措施。以在美国推广转基因生物为例。如果美国一出现就让小麦转基因，肯定会遭到抵制。毕竟，小麦是他们的主食，但反对大米转基因的声音并没有那么多。 在我国，按照顺序，首先是非粮食作物（棉花），然后是副作物（饲料和食品加工原料：大豆、玉米），最后是水稻和小麦。这些技术已经存储在那里。经过所有的批准程序，我估计它不会通过五到六年。我国对转基因的监管应该是世界上最严格的。
近日，网络媒体称，无锡有10万人不孕，这是近年来食用转基因食品的结果。吃两三代会很不可思议。中国有5000万不育，为什么不杀掉这个物种呢？大家仔细想一想，就可以看出，这是一个谎言，一个误导。现在不孕症确实很多，但怎么可能跟转基因有关呢？几年前，来自广西的报道称，广西大学生体检男生精子数量减少，据信与食用转基因玉米有关。但调查显示，广西并未进口美国转基因玉米种子。大学生体检结果与吃玉米无关。二战后，特别是在一些发达国家，男性精子数量减少，异常率增加，这是一种普遍现象，但也不是小到不能生孩子的程度。精子数量减少的很大一部分原因与环境污染有关。把所有问题都归咎于转基因是非常误导的。
问：转基因有副作用吗？
徐志宏：到目前为止，还没有发现批准的转基因食品不安全。自然界中有很多天然的转基因，我举个例子，我们吃的红薯。两年前，国内外科学家合作对多个地区不同品种的甘薯进行了检测，发现所有受试甘薯品种都含有一种细菌基因作为转基因载体。所以科学家们认为，这些鉴定出来的甘薯品种都是天然的转基因植物，说明转基因在自然界中经常发生。有可能很多农作物已经是转基因植物了，但是科学家们还没有检验过。
问：国家对转基因有很强的控制权吗，会有人私下做转基因吗？
徐志宏：如果在未经批准进行转基因植物田间试验的地方发现转基因植物，一经发现就必须销毁。上海有关部门将进行严格的随机抽查，看他们是否在进行转基因实验。是不是每个省都像上海一样严格，我不知道。但说白了，任何未经批准的都是违法的。科学家们必须知道，我们不能未经批准就在田间种植转基因材料。
黄继荣：上海市科委每年都会进行抽查。如果在未申报的地方发现转基因植物，谁种植的将承担相应责任。上海很严格。做实验也是一样，都是很规范的。刚才，孩子们谈到了副作用。唯一的副作用是抗生素被用来选择转基因基因。如果将这些基因随意转移到与人有关的病原菌上，那就麻烦了。基因转移是一种自然现象。人类还不能合成功能基因。现在他们利用自然界中现有的基因来制造转基因。由于这些基因已经存在，你无法阻止它在细菌和病毒之间转移。没有办法阻止基因转移。
曾繁义：正如刚才黄教授所说，完成一次基因改造不是一件容易的事，而且费时费力。申请转基因工作的科学家首先要经过几轮专家认证。只有通过认证后，项目才能获得批准并获得资金。转基因不是随便的东西，它需要非常高超的技术，而我国从源头到后续种植都有严格的控制机制。
问：我是一名医生。上个世纪我用四环素的时候，我说它便宜，副作用少。那时，我并没有说牙齿会变黑。十、二十年后，牙齿会变黑，可以治愈。不会。转基因技术已经做了将近20年了，那么转基因20、30年后会有问题吗？
徐志宏：这是两个问题。四环素的问题是滥用。四环素与转基因不同。当转基因时，我们知道我们转移的基因是什么，以及转基因基因产物在人们食用时会产生什么后果。我们非常清楚。例如，抗虫基因、抗虫基因的蛋白质苏云金芽孢杆菌在转基因植物之前已被广泛用作生物农药。生物学家早就发现抗虫蛋白对哺乳动物没有影响。为什么？因为这种蛋白质在昆虫肠道内处于碱性环境中，所以被切成两块成为毒素。昆虫的肠道上有受体。毒素和受体结合后，肠道穿孔，昆虫死亡。当这种蛋白质进入人体胃部后，几分钟内就会分解成氨基酸，成为营养物质。另外，人的肠道没有蠕虫的受体，所以它们不可能作用于人。
Q：我们的老人已经有很多慢性病了。我们去商店应该买转基因还是非转基因？
徐志宏：上海超市转基因豆油5kg一桶38元，非转基因豆油68元左右。但是我告诉你，以现在的工业榨油工艺，无论是转基因还是非转基因，油中的蛋白质都不能再吃了。即使您认为转基因的抗虫蛋白对人类有害，但在油中再也无法检测到这种蛋白质。客户有选择的权利，但我肯定要买GMO，因为两种油的成分没有区别，为什么要花更多的钱买贵的。当然，我们国家规定，必须对转基因原料进行标识。但是我们要知道这个道理，转基因大豆油是安全的，没有问题的。
（本次论坛由上海新闻出版社、上海市科协主办，上海市科普作家协会、上海市科协论坛管理处、新华网中国科技前沿大师谭承办。）
