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    Jrry86 | 漫談水稻雜交育種和袁隆平的超級稻

    Jrry86 · 2020-06-19 · 來源:稻菽千重浪
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      稻菽按

      

      前天,我們轉發了Jrry86的博文,指出袁隆平的海水稻既使用了傳統的轉基因技術建出轉基因保持系,也使用了新型基因編輯技術敲除吸鎘基因。但有讀者反饋對海水稻如何利用轉基因技術還不完全了解,現推送Jrry86寫的另一篇文章,詳細分析了遺傳工程雄性不育技術引入了哪些轉基因技術。

      2013年,美國科學院院士、原耶魯大學教授、現北京大學生命研究院教授鄧興旺,在湖南成立湖南未名凱拓公司,攜手袁隆平,利用轉基因技術進行水稻的分子育種,這一技術被袁隆平稱為“第三代雜交育種技術”(G3育種技術),標志著袁隆平利用轉基因技術開發的雜交稻正式登上歷史舞臺。

      鄧興旺、唐曉艷的研發團隊于2016年在《美國國家科學院院報》(PNAS)上發表論文,題為《利用核雄性不育基因構建雄性不育體系用于水稻雜交育種和制種》,介紹轉基因的具體做法。最初的雄性不育特性是對已有的水稻品種黃華占應用化學誘變方法之后篩選獲得的,然后用轉基因技術向此雄性不育植株轉入了一個同源和三個外源基因、從而構建了保持系,再通過自交、雜交獲得高純度的非轉基因雄性不育系,用于最后與恢復系雜交。

      他們聲稱這是 “利用了轉基因技術'中轉',但最終產出的是非轉基因雜交稻種子”。借此,他們繞過轉基因監管程序,壓根兒沒有做過任何安全性試驗和檢測,從未獲得轉基因生產應用安全證書,而是當作雜交水稻來申請品種審定,說的嚴重點,這是蓄意欺騙。

      作者|Jrry86

      責編|侯馬 小麥

      后臺編輯|童 話

      

     

      圖片來源:齊魯晚報

      袁隆平一直被盛贊為中國的“雜交水稻之父”,但近來這一稱號受到越來越多的質疑,同時有越來越多的人發出了疑問,袁的雜交稻,到底有沒有轉基因?本文試圖傳遞給讀者的信息是:他自己承認其第三、四期超級稻使用了轉基因技術,而其使用了第三代水稻雜交技術——遺傳工程雄性不育系——開發的系列超級稻以及使用了基因編輯技術的去鎘稻、海水稻都是轉基因的。

      聲明一下,筆者雖然從事生物領域的研究工作,但與農業育種無關,所以下述內容都是筆者通過閱讀而了解的,文字上引用也比較多,可算是筆者的學習筆記吧,篇幅較長,希望能幫助讀者了解水稻雜交的過去和近況,與大家共同學習相關知識。如有理解錯誤的地方(恐怕這是難免的),請不吝指正。

      先介紹一下有關水稻雜交的知識。將具有不同性狀的品種甚至遠緣物種進行雜交,其后代往往會獲得多種性狀,例如生長適應性、抗蟲抗病性、高產等等,這就是所謂的雜種優勢。

      但根據下面這篇文章的說法,并不是使用了“雜交”手段選育的都是雜交稻,也可以是常規稻,后者與袁隆平的“雜交水稻”不是一個概念。“判斷一個品種是常規稻還是雜交稻,不是看是否利用了‘雜交’,而要看是否直接利用‘雜種優勢’。”[1]

      對于雌雄異株的植物,雜交很容易做到,把一個品種的雄株與另一品種的雌株種植在一起即可獲得雜交種子;有些作物則是雌雄同株但異花,即長在同一植株上的花分成公母,如玉米,其雜交也不算困難,可以通過人工或機械去除雄花,再讓它接受其它品種的花粉授精,達到雜交的目的。水稻則比較特殊,它不僅是雌雄同株而且是同花,即雄性和雌性器官長在同一朵花里,是自花授粉的作物,要把一個品種的雄性器官去除,再讓它接受另一個品種的授粉以達到雜交目的,操作上十分困難,所以幾乎沒有可能在不同品種之間進行大規模雜交制種。

      而如果有某個水稻品種本身是雄性不育的,也就是說其花粉是敗育的,則它只能接受來自其它品種的花粉授粉,這樣雜交的過程就會容易很多。所以獲得雄性不育品種,便成了水稻雜交的關鍵。

      一、第一代水稻雜交技術——三系法

      1964-1965年間,袁隆平在湖南安江農校的農場一帶發現了天然的雄性不育株,并據此寫成《水稻的雄性不孕性》一文,發表在1966年的《科學通報》第四期上,袁是唯一署名作者,由此成為國內研究水稻雜種優勢理論的先驅(國外早有這方面的研究)。但是袁隆平用他的野生不育材料育種卻不順利,好幾年都找不到合適的保持系[2]。

      幸運降臨在李必湖身上,1970年,作為袁隆平助手的他首先在海南島發現了一株后來被命名為“野敗”的野生稻品種,其雄性器官發育不良,不能形成正常花粉,具有雄性不育的性狀,需借助其它水稻花粉才能結出種子[3]。在此關鍵性發現的基礎上,全國多個單位從袁隆平處獲得“野敗”植株,開始協作開展“三系法”雜交水稻研究。

      介紹一下“三系法”:是指雄性不育系、保持系和恢復系三系配套的育種方法,不育系為生產大量雜交種子提供了可能性,保持系被用來幫助不育系繁殖、以保證有源源不斷的不育系供雜交,而恢復系則被用來給不育系授粉以生產雄性育性恢復且有雜交優勢的雜交稻種子。

      雄性不育系:是一種雄性退化(主要是花粉退化)但雌蕊正常的母本水稻,由于花粉無活力,不能自花授粉,只有依靠外來花粉才能受精結實。因此,借助這種母本水稻作為遺傳工具,通過人工輔助授粉的辦法,就能大量生產雜交種子。

      保持系:是一種正常的水稻品種,它的特殊功能是用它的花粉授給不育系后,所產生的后代,仍然是雄性不育的。因此,借助于保持系,不育系就能一代一代地繁殖下去。

      恢復系:是一種正常的水稻品種,它的特殊功能是用它的花粉授給不育系后,所產生的雜交種雄性恢復正常,能自交結實,如果該雜交種有優勢的話,就可用于生產。

      于是就可以按如下方法進行大規模雜交水稻制種了:分別種一塊繁殖田和一塊制種田,在繁殖田種植不育系和保持系,當它們都開花的時候,保持系花粉借助風力傳送給不育系,不育系得到正常花粉結實,產生的后代仍然是不育系,達到繁殖不育系的目的;技術人員可以將繁殖來的不育系種子,保留一部分來年繼續繁殖,另一部分則同恢復系一道種植以制種。制種田則種植不育系和恢復系,當它們都開花的時候,恢復系的花粉傳送給不育系,不育系產生的后代,所得到的種子恢復了育性,這就是一般意義上的提供給農民用于大面積大田種植生產的雜交稻種子。而由于保持系和恢復系本身的雌雄蕊都正常,它們也會各自進行自花授粉,結出的種子仍然可以再次用作保持系和恢復系[4]。

      前文提到的李必湖發現的“野敗”,是現今絕大部分“三系法”雜交稻不育系的始祖,后來李必湖卻與袁隆平分道揚鑣。江西省萍鄉市農業局的顏龍安于1972年率先利用“野敗”培育出了不育系和同型保持系,成為第一人,而袁隆平則晚了一年才育成;然而沒有合適的恢復系,“三系”仍然不能配套,無法用于生產。1973年,廣西農學院教師張先程在東南亞的品種里找到第一個結實率在90%以上的強恢復系,至此雜交水稻的“三系”配套獲得成功,而袁隆平的育種研究依然不順利,其開發的“南優2號”抗病能力差,曾導致洞庭湖地區幾十萬畝水稻顆粒無收,因而被逐步淘汰。1980年代,福建三明農科所技術員謝華安育成新一代強恢復系“明恢63”,與顏龍安的不育系“珍汕97”配套,培育出“汕優63”,從1987年起連續15年種植面積冠居全國,單年最大種植面積超過1億畝,是迄今為止國內種植面積最大、推廣速度最快、連栽時間最長的品種[5]。

      由此可見,從發現“野敗”到第一個能大規模推廣的不育系、保持系、恢復系及其優勢組合都不是袁隆平做出的,但長期以來他卻被認作是“雜交水稻之父”,幾乎成為雜交水稻唯一的形象代言人。1981年新中國第一個特等發明獎被授給了雜交水稻研發團體,袁隆平排在首位,獎金也最高;1987年,中國將雜交水稻這個成果向聯合國教科文組織申報科學獎,因獎項只能授予個人,于是袁隆平又成了唯一獲獎者[6]。

      功勞和光環都落在了袁隆平身上,而發現“野敗”的功臣李必湖以及對三系法作出巨大貢獻的其它農業科學家卻鮮為人知。

      二、第二代水稻雜交技術——兩系法

      在三系法之后,又出現了兩系法。湖北石明松于1973年在“農墾58S”中發現了“光敏核不育系”,而湖南鄧華鳳則在80年代發現了“溫敏核不育系”,分別在長日照和高溫季節具有雄性不育性狀,而在短日照和低溫季節又能恢復可育性。

      據此,石明松提出了“兩系法”雜交育種的全新設想:即在長日照高溫下利用光敏雄性不育系與恢復系雜交制種,而在短日照低溫下完成其自身繁殖[7]。也就是說,光敏雄性不育系可以一系二用,兼具了不育系和保持系的功能,而不再需要另外的保持系。

      石明松的開創性發現,拉開了“兩系法雜交水稻技術”時代的序幕。1982年,石明松榮獲全國“五一”勞動獎章;1985年石明松用“兩系法”育成的雜交水稻通過了農牧漁業部、中國農科院以及湖北省內外50多位有關專家的鑒定,被認為是我國水稻史上繼矮化育種、雜交三系成功后的第三次重大發現,在國際上居領先地位,并被正式命名為“湖北光敏感核不育水稻”;1986年,石明松榮獲湖北省科技進步特等獎;同年被授予“國家級有突出貢獻的科學技術專家”稱號[8]。

      1987年,“兩系法”水稻研究被正式列為國家863計劃的第一個項目,而當時已經成為雜交水稻學界權威的袁隆平則擔任了責任專家,主持全國16個單位的聯合攻關,石明松也在專家組成員之列。不幸的是,項目剛剛開始,石明松卻于1989年1月在武昌參加會議期間,因賓館熱水器漏電而不幸去世。1993年,湖北省將“兩系稻”向國家申報,獲國家自然科學獎三等獎,已經去世的石明松是第一獲獎人[9]。

      2011年,袁隆平領銜的湖南省雜交稻研究中心,將“兩系法”雜交水稻申報了國家科技進步特等獎,但在申報的獲獎者名單里,卻沒有石明松的名字。石明松的兒子得知后據理力爭:石明松最早開始研究“兩系法”雜交水稻,并在去世前已獲初步成果,他才是這項技術的發明人[10]。最后在2013年出爐的50名獲獎者中石明松的名字出現在第二位,排在袁隆平之后。

      相比于“三系法”需要尋找特定的恢復系,“兩系法”的優勢就在于恢復系廣泛,配組更自由、易于選擇好品種;20多年來,水稻領域的研究成果如雨后春筍,都源于石明松的開創性貢獻[11]。當然這是眾多農業科學家共同努力的結果,而不只是某個人(包括袁隆平)的功勞。而且從目前推廣的組合來看,仍以石明松當年發現的“農墾58S"為背景的光敏不育系所配的組合推廣面積最大[12]。

      三系法和兩系法都有其優缺點:三系法品種育性穩定,但恢復系、保持系難以獲得,選到優良新品種的概率較低;而二系法育種,因為不需要保持系,選育優良品種的幾率大大高于三系法,也是目前超級稻育種最主要的方法,但它的育性易受氣溫變化、特別是極端高低溫氣候的影響[13]。

      三、第三代水稻“雜交”技術——遺傳工程雄性不育系

      但是不管是三系法還是兩系法,其育種過程都是相當耗時費力的,其發展也遭遇了瓶頸。很顯然有些人等不及傳統三系法、兩系法的漫長的育種過程,而急于走捷徑出成果了。在這一背景下,袁隆平利用第三代水稻“雜交”技術的超級稻閃亮登場了——利用轉基因分子育種技術,可以在短時間內獲得大量“雜交”新品種。

      2013年,美國科學院院士、原耶魯大學教授、現北京大學生命研究院教授鄧興旺,在湖南成立湖南未名凱拓公司,攜手袁隆平,利用轉基因技術進行水稻的分子育種,這一技術被袁隆平稱為“第三代雜交育種技術”[14],標志著袁隆平利用轉基因技術開發的雜交稻正式登上歷史舞臺。

      請注意筆者所用“正式”一詞,因為在此前的用第一、二代雜交技術培育的雜交稻中,袁應該已經對某些品種使用過轉基因技術。實際上,不育系、保持系、恢復系之中只要有一個運用了轉基因技術或者來自轉基因品種,那么其雜交后代理所當然地就應被視為是轉基因的,即使最后一步使用的是雜交技術。而已有的文獻資料確實記載了十幾年前袁隆平團隊就向某些恢復系中轉入過抗除草劑基因,例如通過基因槍轉化法將抗草銨膦除草劑基因Bar轉入早秈稻兩系恢復系D68中,育成了轉基因抗除草劑恢復系Bar68-1[15],而且是與香港中文大學生物系從事轉基因研究的辛世文教授(他克隆了世界上第一個植物基因,被譽為克隆植物基因之父)合作的。文獻中還可以查到其它來自袁隆平團隊的類似的轉基因研究,而袁隆平自己也承認其三、四期超級稻使用了轉基因技術(見下文)。

      回過來說第三代“雜交”技術:鄧興旺、唐曉艷的研發團隊利用轉基因技術實現了雄性不育系分子設計水稻育種體系的構建,論文于2016年發表在《美國國家科學院院報》(PNAS)上,題為《利用核雄性不育基因構建雄性不育體系用于水稻雜交育種和制種》[16]。

      根據這篇論文,他們首先是選擇了一個半矮稈、高產、口感好、在國內不同地域都有種植的優良水稻品種黃華占,對其實施了化學誘變,從所有的突變植株中篩選出最初的雄性不育系,并從此突變株中鑒定出是由于其OsNP1基因發生突變而導致的雄性不育性狀,突變后的基因用OsNP1-1表示。當與具有正常OsNP1基因的水稻雜交時,就可以恢復雄性可育性。

      前文提到三系法中,為了繁殖雄性不育系,需要用保持系與之雜交。在這里,他們便使用了轉基因技術:用農桿菌轉化法向上述通過化學誘變獲得的雄性不育突變株中轉入了若干基因,從而構建了保持系。

      他們所構建的質粒中轉入了兩個T-DNA,第一個T-DNA就是以CaMV-35S為啟動子的NPTII基因(來自大腸桿菌的新霉素磷酸轉移酶基因),這是一個抗生素標記基因,用于篩選轉基因植株。第二個T-DNA則包含了三個功能元件,第一個是正常的OsNP1,即育性恢復基因(其啟動子來自水稻本身),用來恢復雄性不育植株的育性;第二個是用來使轉基因花粉失活的α-淀粉酶基因(該基因來自玉米,其使用的花粉特異性啟動子PG47也來自玉米);第三個是用于標識轉基因種子的紅色熒光蛋白基因DsRed(該基因來自珊瑚,使用來自大麥的糊粉層特異性啟動子LTP2 )。

      將上述構建的質粒轉入前面通過化學誘變獲得的雄性不育株后,得到T0代轉基因作物。將此T0代自交,再利用第一個T-DNA引入的NPTII基因來篩選出不含有第一個T-DNA、但含有一個拷貝的第二個T-DNA的T1代轉基因植株,這個T1代就用作保持系。將此保持系自交,可以按1:1比例得到非轉基因的雄性不育系和轉基因的可育系,然后可依據由DsRed編碼的紅色熒光將兩者區分出來。再將非轉基因的雄性不育系與轉基因的可育系進行異花授粉,就得到高純度的非轉基因雄性不育系,后者再用來與其它用作恢復系的優良水稻品種雜交得到雜交稻。

      簡單來說,最初的雄性不育特性是對已有的水稻品種黃華占應用化學誘變方法之后篩選獲得的,然后用轉基因技術向此雄性不育植株轉入了一個同源和三個外源基因、從而構建了保持系,再通過自交、雜交獲得高純度的非轉基因雄性不育系,用于最后與恢復系雜交。這就是他們所謂的“利用了轉基因技術'中轉',但最終產出的是非轉基因雜交稻種子”。

      這種說法十分可笑,轉基因技術為人詬病,不僅在于其轉入了外源基因和外來啟動子、終止子等一套基因工具,從而表達出了新的物質;還在于用基因槍或農桿菌轉化法隨機插入的基因改變了原基因組的內在關聯和穩定性,導致可能出現非預期變化、產生意外毒素或過敏原等非預期效應,這些都帶來了進行相關檢測分析和評估種植及食用安全性的必要性。

      但很顯然對于利用轉基因技術構建的保持系,這些數據都是缺失的,轉基因父本保持系是否能安全種植和食用根本沒有得到確定,不能保證在轉基因過程中不會出現非預期效應;而單純地因為最后的雜交種中可能沒有外源基因,就宣稱其不是轉基因產品,這是不負責任的,其是否可能承繼了轉基因父本的可能存在的非預期效應,這并沒有得到驗證,其種植和食用安全性也沒有實驗數據支持;更何況最后與恢復系雜交之前的所謂的高純度非轉基因雄性不育系,只是純度高而已,并不能保證百分之百剔除了轉基因種子。

      所以借口最后一步雜交之前使用的雄性不育種子是非轉基因的,因而最后的雜交產物是非轉基因的,從而繞過轉基因監管程序,壓根兒沒有做過任何安全性試驗和檢測,從未獲得轉基因生產應用安全證書,而是當作雜交水稻來申請品種審定,說的嚴重點,這是蓄意欺騙。

      另一個更為重要的方面是,雖然上述鄧興旺發表的研究文章中,最初的雄性不育植株是通過化學誘變法獲得的,但由于使用化學誘變法并從獲得的大量突變植株中篩選出具有雄性不育性狀的植株是一件繁重的工作,而且由于化學突變的隨機性,并不一定能獲得雄性不育系。所以在實際應用中,如果某個品種存在OsNP1基因,就可以通過基因編輯方法使之發生突變,從而快速獲得雄性不育性狀,然后再如法炮制,利用農桿菌轉化法等普通轉基因技術(筆者使用該詞,以區別于基因編輯等新型轉基因技術)構建出轉基因保持系。

      而與水稻育性有關的基因實際上并不只有OsNP1,國內外多項研究發現有多種基因都與育性有關,理論上,通過基因編輯技術使之產生突變,獲得不育系、再通過普通轉基因技術獲得保持系,可以在很短時間內實現絕大部分品種之間的雜交,遠比第一第二代的三系法和二系法技術要快速有效得多,優良品種的配組自由度也大得多。

      所以,如果袁隆平團隊確實是利用基因編輯技術來獲得雄性不育性狀的話,那么他們培育出來的雜交稻品種就更加是屬于轉基因品種了。

      四、轉基因海水稻

      再說說近期被媒體大肆渲染的海水稻。海水稻是耐鹽堿水稻的俗稱,并不是種在海里,而是種在沿海的灘涂、鹽堿地里,礦物質含量較高因而營養價值高,不易受蟲害所以不需農藥,化肥用量少[17]。

      耐鹽堿的野生水稻首先是由陳日勝于1986年在湛江遂溪縣海灘發現的[18],此后他獨自開始了漫長的育種過程,用了近30年時間,2014年4月,他以“海稻86”的品種名向農業部申請品種權,9月上榜農業部頒布的“農業植物新品種保護公報”;同年他的海水稻引起了袁隆平的關注,后者于2016年10月在青島成立了海水稻研發中心,并與李滄區政府以及青島袁策生物科技公司簽訂戰略合作備忘錄執行方案,由青島市政府出錢出地,而袁隆平則在袁策公司占有股份。

      按陳日勝的說法(見陳日勝2018年6月22日新浪博文《關于海水稻的一點聲明》,原博文已刪除[19]),2016年9月袁隆平院士邀請他到長沙商談合作研究海水稻事宜,袁介紹說青島政府愿意拿出25億資金成立海稻研究所,力邀陳日勝參與,并答應給陳最高專家國家待遇等一系列的優厚條件。陳同意并受邀參加了10月份青島海水稻研發中心簽約儀式,但實際上所有的承諾后來均未兌現。

      陳在文中說:“2016年12月19日至20日,袁策生物公司在海南三亞召開海稻專家會,袁策公司邀請我去開會,但由于武漢方面沒有與袁策公司達成合作協議,也未達成成果分享,所以我未去參加...媒體就此宣傳海水稻是袁隆平院士的科研成果。

      2018年6月27日陳日勝再次發表博文《一條發給央視編導的短信說起》,文章開頭是他發給央視“我有傳家寶”編導的一條短信[20],否認他與袁隆平有任何合作關系,他說:“袁隆平院士的學生說我給過稻種給他們,他們也在節目中說海水稻。如果他們說海水稻,這個節目我可以退出,這個是兩家公司和兩個投資人的嚴重問題,我從來沒有給過種子給他們,他們就不應該在電視臺說假話,目前剽竊和盜竊我的種子時有發生,請您慎重考慮,謝謝。”

      文中還提到,見證節目錄制的《湛江日報》的張記者在日記中說袁的兩個學生“謊稱陳與袁合作并提供海水稻種子共同研發,是為了給青島海水稻種質資源的來源合法性、合理性找臺階下”。

      不管這背后真相如何,袁隆平的海水稻研究進展極快。根據報道[21],2017年初,袁還在說海水稻的研究剛剛起步,計劃用三年時間獲得抗0.8%~1%海水濃度、畝產300公斤的海水雜交稻品種,所使用的就是基于遺傳工程雄性不育系的第三代雜交稻技術。

      也就是說,他們應該先是用基因編輯技術使抗鹽堿品種獲得雄性不育性狀,然后再用普通轉基因技術如前所述構建出轉基因保持系,通過回交、異花授粉,獲得高純度雄性不育母本(所謂非轉基因的),再與高產優質的恢復系父本品種雜交,從而得到所謂的海水稻。也許具體的育種過程與筆者的推測有出入,但他們使用了第三代遺傳工程雄性不育系技術,這是確定無疑的。

      而正是由于使用了第三代“雜交”技術,袁隆平的海水稻從啟動到試驗種植到具備推廣條件,只花費了不到3年的時間。相比之下,陳日勝用30年的艱辛和勞作才得到“海稻86”,這似乎是傻子才會干的事情。

      根據2018年7月的報道,袁隆平團隊與迪拜達成“綠色迪拜”合作框架協議,在迪拜開展四個階段的海水稻種植實驗和產業化推廣計劃,并于當年在迪拜沙漠試種海水稻獲得階段性成功,未來將在中東和北非推廣[22]。

      今年是袁隆平海水稻在我國試種的關鍵的第三個年頭,試種面積將從1萬畝擴大至近2萬畝,覆蓋新疆、黑龍江、浙江、山東、陜西、河南等多個省份[23]。而在2018年,袁隆平就已經豪邁地宣稱,海水稻將在2020年大面積推廣,希望未來三年內在全國推廣種植一億畝“雜交”海水稻[24]。

      特別需要指出的是,按照袁隆平的說法,他的海水稻還同時利用基因編輯技術敲除了吸鎘基因[25],海水稻在生長過程中就不會吸收土壤中的鎘,這樣一來海水稻就確定無疑是屬于轉基因的了。順便提一下,據“新華網”報道,袁隆平利用基因編輯技術開發的低鎘稻,本身也已具備大面積推廣技術條件[26]。

      要知道,2018年7月份,歐洲法院裁定包括基因編輯在內的基因誘變技術應被視為轉基因技術,原則上應接受歐盟轉基因相關法律的監管[27]。這是世界上首次從法律層面確認了基因編輯作物屬于轉基因生物。而在中國,雖然崔老師曾在2017的政協會議上提案[28],呼吁盡快就如何監管基因編輯技術及其產品進行立法,成為正式提出相關立法吁求的第一人,但目前在我國如何監管基因編輯仍然處于無法可依的狀態。不過根據美國農業部發布的報告[29],中國的轉基因監管部門農業農村部有意將基因編輯產品納入國家轉基因監管范疇,按照轉基因來監管,但新的監管措施還在制定之中,將來對某些基因編輯產品可能會提供一個簡化的監管程序。

      無論如何,即使這樣的監管會有所弱化,那也不是說不加監管就可以任意上市。而袁隆平的海水稻在育種過程中既應用了普通轉基因技術又使用了基因編輯技術,卻既沒有按已有的轉基因監管程序進行檢測,又搶在中國政府關于基因編輯的相關政策出臺之前推出,刻意繞過了任何監管程序。目前在淘寶[30]以及天貓袁策旗艦店[31]居然已經有袁的轉基因海水稻在售賣。請問袁隆平先生,你的海水稻究竟經過了怎樣的監管和評估程序?到底有沒有做過食用安全性試驗?安全評估試驗數據和報告何在?生產應用安全證書何在?

      

      五、一些概念和現狀

      除了遺傳工程雄性不育系,袁隆平團隊還利用類似的技術,開發出了遺傳工程雌性不育恢復系,這些都屬于第三代遺傳工程“雜交”技術。即將水稻雌性可育基因、花粉失活基因、熒光篩選標記基因等3基因表達盒導入雌性不育水稻構建出雌性不育恢復系,這樣就可以實現與雄性不育系混播混收,解決了雜交水稻機械化制種的難題[32]。

      而第四代、第五代“雜交”技術,也一直在發展之中。筆者為雜交一詞加上引號,是因為它們名為雜交,實際上都使用了普通轉基因技術和/或基因編輯等新型基因修飾技術。所謂第四代,是指向水稻中轉入玉米C4基因以提高光合作用效率、增加產量;而第五代則是利用基因編輯實現無融合生殖的一系法。這些離實際應用還有些距離,以后有機會再加以介紹。

      雜交技術的劃分,與第幾期超級稻是兩個不同的概念,兩者之間并不是一一對應的。前者是以技術的突破來區分,而后者則是以畝產量為標準。

      1996年,中國農業部立項了中國超級稻育種計劃,其目標是第一期超級稻達到700公斤/畝(1996-2000年),第二期超級稻達到800公斤/畝(2001-2005年),注意這里的數據指的是示范田的平均畝產。農業科學家全面開展相關育種研究,三系法、兩系法并舉,提前完成了這第一、二期超級稻的目標,第一期超級稻以“兩優培九”為代表,而第二期超級稻則有“準兩優527”和“兩優0293”。

      于是有關人員又提出了第三期超級雜交稻育種計劃,目標是示范田畝產900公斤(2006-2015年),“Y兩優2號”和“Y兩優8188”就屬于第三期超級稻。

      袁隆平團隊從2014年啟動了畝產1000公斤的第四期超級雜交稻計劃,培育出Y兩優900。

      2015年,袁隆平宣布啟動第五期超級稻開發,爭取用3年時間達到畝產約1100公斤。其代表品種為“超優千號”,又稱作“湘兩優900”[33],曾在2017年的測產中創下平均畝產1149公斤的世界水稻單產的最新、最高紀錄[34]。

      以上關于超級稻劃分的內容參考自百度百科[35]和百度文庫[36]。

      根據新華網2018年的報道,Y兩優2號(第三期超級稻),創造了水稻較大面積單產世界紀錄,品種累計推廣1000萬畝以上。而Y兩優900(第四期超級稻)助力袁隆平院士成功實現百畝連片1000公斤攻關目標,截至目前,累計推廣1000萬畝以上[37]。

      而袁隆平在接受采訪時親口承認,他的第三、四期超級稻使用了轉基因技術[38]。前文提到袁隆平于2013年才與鄧興旺開始合作開發應用第三代轉基因雄性不育雜交技術,而第三期超級稻于2006年就已經啟動,第四期超級稻則于2014年啟動。所以根據時間關系來推測,既然他自己承認三、四期超級稻使用了轉基因技術,那么早期的第三期超級稻很可能是對普通三系法、二系法培育的品種使用了普通轉基因技術,即不育系、保持系和恢復系中某個品種運用了轉基因技術,如第三節中提到的通過基因槍轉化法向某些恢復系中轉入抗草銨膦除草劑基因等等,具體情況還有待袁隆平團隊公開披露,這也是彰顯民眾知情權的體現;而第四期超級稻則很可能是應用了第三代轉基因雄性不育技術。

      袁隆平團隊利用第三代雜交水稻技術——遺傳工程雄性不育技術開發的水稻品種還有第五期超級稻超優千號、以及海水稻、巨型稻、華南雙季稻、弱堿大米等等,再有利用基因編輯技術開發的去鎘稻,這些都是確定無疑的轉基因品種。

      作為本文的結尾,讓我們來重溫一下轉基因的定義。世界衛生組織在其網站上這樣說:轉基因生物可定義為遺傳物質(DNA)被以非自然的方式而改變的生物(包括植物、動物或微生物),這種改變是不會以交配和/或自然重組的方式發生的;轉基因技術又常被稱作“現代生物技術”或“基因技術”,有時也被稱作“DNA重組技術”或“遺傳工程”[39]。

      而根據我國國務院頒布的《農業轉基因生物安全管理條例》,轉基因生物的定義是:本條例所稱農業轉基因生物,是指利用基因工程技術改變基因組構成,用于農業生產或者農產品加工的動植物、微生物及其產品[40]。

      毫無疑問,按照世衛組織和我國對轉基因生物的定義,不管是轉入外源基因的普通轉基因技術還是包括基因編輯在內的新型基因修飾技術,都是使用了基因工程技術改變了生物的基因,是非自然的方式,因而由此獲得的生物都落入轉基因生物范疇,即使其最終產品中并不存在外源基因。

      上述包括袁隆平的第三代及以后的“雜交”技術、以及李家洋的分子模塊育種、張啟發的綠色超級稻等等,都用到了普通轉基因、基因編輯等基因工程技術,都屬于轉基因,而他們卻都在以“雜交”的名義推廣或將要推廣,特別是近期張啟發的國家863計劃“綠色超級稻新品種選育”項目有41個綠色超級稻品種獲認定,并已累計示范推廣超過1.5億畝[41]。

      北大前校長許智宏院士一語道破了天機:“歷史上育種有不同的技術......比如,向一個品種轉了一個抗蟲基因,對于另一個品種如要引進這個基因就很簡單了,與轉基因材料進行一次雜交,再選育......所以,轉基因本身只是一種技術,它本身不足以成為一個單獨的育種體系。”[42]

      也就是說先轉基因后雜交,這就是其育種之道,然后他們就敢信誓旦旦地說是非轉基因的。而據袁隆平夫人透露,他們家長年吃的是五常大米,不是袁米[43]。

      參考資料:

      [1]https://c.m.163.com/news/a/DP2SMK3V00097U81.html?spss=wap_refluxdl_2018

      [2]http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&mobile=1&do=blog&id=881130&id=881130@

      [3]https://baike.baidu.com/item/野敗/2243409

      [4]以上內容來自百度百科:https://baike.baidu.com/item/雜交水稻/2929526

      [5]http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&mobile=1&do=blog&id=881130&id=881130@

      [6]http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&mobile=1&do=blog&id=881130&id=881130@

      [7]https://baike.baidu.com/item/石明松

      [8]https://baike.baidu.com/item/石明松

      [9]http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&mobile=1&do=blog&id=881130&id=881130@

      [10]http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&mobile=1&do=blog&id=881130&id=881130@

      [11]https://baike.baidu.com/item/石明松

      [12]http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&mobile=1&do=blog&id=881130&id=881130@

      [13]http://www.xinhuanet.com//science/2017-01/30/c_136011289.htm

      [14]G3育種技術,

      https://wenku.baidu.com/view/802f892ce2bd960590c677c0.html

      [15]http://www.ricedata.cn/variety/varis/610760.htm?610760

      [16]https://www.pnas.org/content/pnas/early/2016/11/17/1613792113.full.pdf

      [17]http://www.xinhuanet.com//science/2017-01/30/c_136011289.htm

      [18]http://zj.southcn.com/content/2016-10/13/content_157436624.htm

      [19]http://m.wyzxwk.com/content.php?classid=24&id=391063

      [20]http://www.hongqi.tv/wybl/2018-06-30/13117.html

      [21]http://www.xinhuanet.com//science/2017-01/30/c_136011289.htm

      [22]https://www.whb.cn/zhuzhan/kjwz/20180723/205224.html

      [23]https://news.sina.com.cn/c/2019-06-07/doc-ihvhiqay4092724.shtml

      [24]https://www.chinanews.com/gn/2018/06-10/8534534.shtml

      [25]http://tv.cctv.com/v/v1/VIDEiOIvUtXSCjqylhVLWVjd180525.html?from=singlemessage

      [26]https://www.weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309351000124289864332869642

      [27]http://scitech.people.com.cn/n1/2018/0731/c1057-30180421.html?from=groupmessage

      [28]https://www.weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404310874335637014

      [29]https://gain.fas.usda.gov/Recent%20GAIN%20Publications/Agricultural%20Biotechnology%20Annual_Beijing_China%20-%20Peoples%20Republic%20of_2-22-2019.pdf

      [30]https://www.taobao.com/list/item-amp/560386191188.htm

      [31]https://yuancesp.m.tmall.com/?ajson=1&parentCatId=0&user_id=3362930849&item_id=560386191188&spm=a21wu.10013511.2.1

      [32]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1598590211520473291&wfr=spider&for=pc&isFailFlag=1

      [33]https://xw.qq.com/cmsid/20190513A067MX00

      [34]http://www.bjnews.com.cn/inside/2017/10/17/461139.html

      [35]https://baike.baidu.com/item/雜交水稻/2929526

      [36]https://wenku.baidu.com/view/f2e451f6d05abe23482fb4daa58da0116c171fc3?ivk_sa=1023194j

      [37]http://www.xinhuanet.com/politics/2018-09/20/c_1123456855.htm

      [38]https://video.weibo.com/show?fid=1034:4361013311557747

      [39]https://www.who.int/foodsafety/areas_work/food-technology/faq-genetically-modified-food/en/

      [40]http://www.gov.cn/gongbao/content/2011/content_1860866.htm

      [41]https://m.huanqiu.com/r/MV8wXzE1MDEzMDk3XzUzXzE1NjA4MTc2MjA

      [42]https://c.m.163.com/news/a/CUI1MCLQ00097U81.html?spss=wap_refluxdl_2018

      [43]http://history.people.com.cn/n/2013/0531/c362039-21693739-2.html

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