杨青平：世界粮食日解读转基因_风闻

中国农学会转基因科普巡讲（河南洛阳站）讲稿

主办：中国农学会

承办：河南省农学会

河南农业职业学院

主讲：杨青平（河南日报退休高级编辑、大河健康报退休总编）

今天是10月16日，是第38个“世界粮食日”。“世界粮食日”是联合国粮农组织为了敦促各国增产粮食、消除饥饿而设立。现在全世界仍有1/9的人口处在饥饿之中，所以2018年世界粮食日的主题是“努力实现零饥饿”。联合国的目标是“争取2030年以前消除饥饿”。为了消除饥饿，世界需要增产粮食，而增产粮食需要转基因技术。转基因技术是一种育种手段，转基因育种能够增产粮食，可是许多人不懂转基因，许多人怀疑转基因，许多人反对转基因，那么我今天要解读转基因。

为了解读转基因，我先解读基因。为了解读基因，我先解读农作物史。农作物史有1万年了，我就从1万年前讲起。

我的讲稿有15000字，分为14讲。

第1讲：1万年前，农业是怎样诞生的？

农业是文明之母。农业诞生以前是蒙昧时代，农业诞生以后人类才进入文明时代。

农业之所以诞生，是因为原始人类难以采集到足够的食物。为什么难以采集了？因为人口增长了。有学者认为，1万年以前全世界有500万人口。人多了，自然食物不够吃，不得不人工栽培植物。栽培植物的劳动量大于采集植物，但凡采集植物能吃饱，就不会主动栽培植物。

目前获取的证据显示，最早的农业诞生在西亚，西亚在地中海以东，也叫中东地区。那里干旱、寒冷，自然食物少，采集食物困难，所以最先诞生农业。

中国诞生农业，要比西亚晚大约1000年，因为中国的原始自然条件比西亚好一点。而非洲撒哈拉沙漠以南，植物四季繁茂，采集食物容易，所以那里的农业比西亚晚了几千年。澳洲在英国移民到达之前，原住民仅靠采集植物即可足食，因而没有农业。澳洲的农业只有200多年历史。

第2讲：小麦的人工选择

最早的农作物是小麦，小麦的起源地在西亚。小麦的穗子由一个个小穗组成，1万年前的野生小麦，1个小穗只有1粒种子，叫“一粒小麦”。人类最早栽培的是“一粒小麦”。野生的“一粒小麦”仍然存在。野生的“一粒小麦”与山羊草发生了远缘杂交，产生的后代，1个小穗有2粒种子，这叫“二粒小麦”，产量因此增加，于是人类就选择“二粒小麦”作为栽培种。

野生的“二粒小麦”又与节节草发生远缘杂交，产生的后代，1个小穗有3—5粒种子，这叫“普通小麦”，产量进一步提高，于是人类又选择“普通小麦”作为栽培种。普通小麦就是现在的小麦。

在中国的商代以后，“二粒小麦”、“普通小麦”陆续传入中国。在小麦传入之前，中国的农作物如谷子（粟）、高粱、大豆、水稻等都是春播作物，一年一熟，不能越冬，而小麦是秋播作物，可以越冬，还可以实现一年两熟，从而提高土地生产率。

小麦是自花授粉作物，雌蕊、雄蕊长在一个颖壳里，授粉以后，颖壳会张开，这时候别的颖壳的花粉就可能飘过来补充授粉，因此小麦有2%的异花授粉率。也就是说，98%的种子是自交结实，2%的种子是异交结实，可以产生杂交优势。具有杂交优势的种子，长出来的穗子可能大一些，籽粒可能饱满一些，在收获之前，可在田间进行穗选，留作种子。这在1500年前北魏的《齐民要术》里就有记载。

第3讲：水稻的人工选择

水稻起源于中国。水稻栽培之初，具有自然落粒的野生属性，长熟了，籽粒会脱落，但是脱落有先后，脱落早的，掉在地上，收不起来，那么我们的先民收获的籽粒就是脱落晚的。这其实也是人工选择。年复一年，收获的是脱落晚的种子，等于是对籽粒脱落性状的定向选择。如此选择了2000多年，水稻成熟以后籽粒不再脱落。

野生水稻具有自花不育现象，袁隆平团队在海南岛找到了自花不育的野生稻，用作母本，培育成功了杂交稻。

野生水稻的穗子很小，一穗只有十几粒种子。1500年前小麦有穗选，水稻也有穗选。直至今日，一穗水稻最多有几百粒种子。

1000年前，印度的早熟抗旱的水稻品种通过“海上丝绸之路”传入越南南方，又传入中国福建泉州，当时泉州的港口，是“海上丝绸之路”的起点。越南南方在当时叫占城，这种水稻就叫“占城稻”，生育期只有50天，与中国本地水稻结合可以发展双季稻，因此，北宋朝廷大力推广“占城稻”。“占城稻”与我国原有的水稻必然发生自然杂交，通过人工穗选，必然丰富水稻的优良性状。

第4讲：18—19世纪的人工植物杂交

欧洲14世纪到17世纪的文艺复兴运动，不仅仅是复兴古希腊、古罗马的文艺，也是思想解放运动。知识分子挣脱了宗教的束缚，解放了思想，去认识自然，最终产生了自然科学，其中包括植物学。

在18世纪初，欧洲少数植物学家为了获得植物的不同性状，就给植物进行人工杂交。不过这个时候的杂交不是为了育种，而只是为了观察、研究植物的性状变化。

在19世纪，奥地利一位修道士，叫孟德尔，原先只是个默默无闻的植物学爱好者，也加入到植物杂交的队伍中来。1853年，31岁的孟德尔在修道院里开垦出三分地，开始了连续8年的豌豆杂交试验。1865年，他的《植物杂交试验》论文在当地科学学会的会刊上发表。他的论文认为：遗传因子决定豌豆植株的高矮、花朵的颜色、种子的圆皱；遗传因子有显性、隐性之分，所表达的性状呈现规律性。

发表孟德尔论文的会刊，按惯例印刷几百份，寄给欧洲各国的科学学会和大学图书馆，孟德尔又加印几十份寄给当时的著名科学家。可是寄出去的会刊，都没有引起任何反响。

1884年，孟德尔去世，享年62岁。他终生未婚，因为天主教不允许神职人员结婚。

1900年，欧洲3位从事植物杂交试验的植物学家，不约而同地发现孟德尔的论文，接着又重复了孟德尔的试验，证明了孟德尔的遗传理论，孟德尔因此被推崇为遗传学的开创者。

现在，孟德尔的修道院成为旅游胜地，那三分地的试验田则是遗传学圣地。

第5讲：20世纪初的玉米杂交育种

玉米起源于美洲，是印第安人的传统作物。野生玉米的穗子只有几厘米长，几千年以来，印第安人年复一年选择大穗做种子，才使玉米的穗子达到十几厘米长。在18—19世纪，美国农业工作者把不同的玉米种在一起，让它们自然杂交，收获的玉米作为种子，产量可以提高。这样做，和穗选的原理一样，还不能算是杂交育种。

1906年，美国有三个科学家出于科学探索，各自独立进行玉米自交试验，培育自交系，发现自交系的性状严重衰退。其中一个科学家，名字叫沙尔，他让两个自交系杂交，得到的种子种下去，产量提高25%。这是人类历史上第一次杂交育种。从此以后，从玉米到所有农作物，从美国到全世界，杂交育种如火如荼，一直到现在依然是育种的主要手段。

第6讲：20世纪遗传学的发展与应用

1900年，发现孟德尔的《植物杂交试验》论文，标志着遗传学建立。

1909年，丹麦遗传学家约翰森创造了gene这个单词，用来表示孟德尔的“遗传因子”，读音为“基因”。gene这个词是从拉丁语“血统”一词改造而来，这正符合“基因遗传性状”的本义。

1928年，美国遗传学家摩尔根通过果蝇杂交实验，确认控制性状的基因存在于细胞核里的染色体上。摩尔根获得1933年的诺贝尔生物学或医学奖。

基因存在于染色体上。染色体这个名词可以顾名思义，就是细胞染色之后呈现较深颜色的棒状物体，而对细胞染色是为了在显微镜下把细胞看清楚。染色体的主要成分是脱氧核糖核酸，英语缩写为DNA，这是一个有机大分子，它的一个个片段就是一个个基因，基因是由核苷酸组成的，核苷酸是由核糖、磷酸、碱基组成的。如此看来，DNA的分子结构一定很复杂，那么这个复杂的结构到底是怎样的呢？

1953年，美国人沃森，英国人克里克，在英国剑桥大学共同发现DNA的结构是双链螺旋状结构。二人获得1962年的诺贝尔生物学或医学奖。克里克2004年去世，沃森仍健在，已经90高寿，2016年123名诺贝尔奖获得者签名支持转基因，也有沃森。

发现DNA的双链螺旋状结构，是遗传学的分水岭。以前是细胞遗传学，以后是分子遗传学，在分子水平上研究遗传学，我的理解，就是遗传学回归化学，研究化学分子的变化，主要是研究DNA这个分子的变化。那么DNA的双链螺旋状结构到底是个什么结构？我们不妨把它拉展，拉展以后它就像一条铁路，两个相邻火车站之间的这段铁路就是一个基因。

铁路的结构的确与DNA的结构非常相似。大家想象一下，一条铁路横在你的眼前，一根枕木与铁轨，组成一个“工”字；这个“工”字，可分解为一个正立的T和一个倒立的T；一个T就是一个核苷酸，两个T就是两个核苷酸；核苷酸有4种，排列组合为一个“目”字，“目”的4横就是4根枕木，“目”的两竖就是铁轨。很多个“目”组成1个基因，每个基因的“目”的数量都不相等，当然核苷酸的数量也不相等。

1957年，科学家预测，酶协助DNA制造了RNA，RNA是单链螺旋状结构，相当于半拉DNA，RNA制造了蛋白质。这种定向三角关系叫“中心法则”，后被实验所证明。“中心法则”可以具体表述为：在细胞核里，有核苷酸，有酶，有DNA；基因是DNA的片段，酶是有催化作用的蛋白质；酶协助基因，催化核苷酸合成核糖核酸，核糖核酸的英语缩写为RNA；RNA从细胞核里出来，在细胞质里催化氨基酸合成蛋白质。这个过程叙述起来比较复杂，可以简化为：基因（DNA片段）“翻译”产生RNA片段，RNA“翻译”产生蛋白质；不同的基因产生不同的RNA片段，不同的RNA片段产生不同的蛋白质。还可以把RNA简化掉，简化为两句话：基因转录产生蛋白质，不同的基因产生不同的蛋白质。

我们通常说蛋白质是生命的载体，为什么蛋白质是生命的载体呢？因为生物体内各种细胞的结构是由各种蛋白质为框架组成的。还因为生物体内有很多种酶，不同的酶催化不同的化学反应，而酶也是蛋白质。

我们通常说基因决定性状，基因是怎样决定性状的呢？是这样的：基因转录产生蛋白质，不同的基因产生不同的蛋白质，不同的蛋白质构成不同的细胞，不同的细胞构成不同的组织及器官，不同的蛋白质、组织及器官都可能表现不同的性状，归根结底是基因决定性状。酶也是蛋白质，也是基因产生的，不同的酶催化不同的化学反应，化学反应就是生命活动，生命活动就是生命性状，归根结底是基因决定性状。

1959年，科学家发现不同细菌之间的转基因现象，即一种细菌的一个基因可以插入另一种细菌的DNA之中。

1961年，发现同一种细菌内部，一段DNA脱落下来，转移并插入到别处DNA的链条之中。

1963年，发现一种病毒DNA，可以随机插入细菌DNA之中。

1967年，在大肠杆菌中发现DNA连接酶，这种酶可以让两段DNA连接起来。

1968年、1970年、1971年，三个科学家分别发现细菌的限制性内切酶，这种酶可以将DNA切断。

总结一下：DNA分子结构像铁路一般，一段铁路可以移走并插入他处，一段DNA也可以移走并插入他处；移走一段铁路并插入他处需要工具，移走一段DNA并插入他处需要酶；在酶的帮助下，一段DNA可以跨物种转移并插入，这就是天然的转基因现象。基因为什么可以跨物种转移并插入呢？因为各个物种的DNA、基因都是由几种相同的核苷酸连接而成的，基因的转移并插入，其实就是核苷酸的重新连接。不妨把核苷酸拟人化，在核苷酸眼里没有物种，只认同类，只要是核苷酸，就可以携手。

1971年，美国旧金山斯坦福大学教授保罗·伯格根据以上理论，利用内切酶将一种病毒的DNA切开，又利用连接酶将另一种病毒的DNA片段插入进来，基因工程由此诞生。基因工程就是人工进行跨物种的DNA重组或者基因重组，俗称转基因。在保罗·伯格之后，别的科学家又完成了两种不同细菌的基因重组，以及动物与细菌的基因重组。这种动物是非洲的一种青蛙。

这时，在生物科学家内部产生了一种担心，担心人工重组的DNA若从实验室泄露到自然界，会不会侵染自然界的细菌和病毒从而产生新的细菌和病毒。这种担心在科学界酝酿了5年，到1976年，美国国家卫生研究院公布《重组DNA研究准则》 ，规定生物实验室必须与其他建筑物隔离开来，实验室内的气压必须低于外界的气压，这样，实验室内的空气就不会流向外界，实验的细菌、病毒就不能迁移到实验室之外。如此，则可消除转基因实验室的潜在风险。但是，全世界对转基因安全性的潜在风险却展开了激烈争论，至今仍然争论不休。

请注意，所谓“潜在风险”指的是实验室的潜在风险，而不是经过安全评估后的转基因应用的潜在风险。实验室的潜在风险是完全可以防范的，而经过安全评估后的转基因应用的“潜在风险”是根本不存在的。如果谁说现在市场上的转基因食品有潜在风险，那他要么是不懂转基因，要么就是故意妖魔化转基因。我们科普转基因，不能说“转基因食品与非转基因食品都不是绝对安全的，都有潜在风险”，如果这样说，公众越听越糊涂，越听越怀疑。我们必须说“转基因食品至少与非转基因食品同样安全，并没有带来额外的潜在风险”。

上个世纪七十年代，转基因研究和应用在社会争论中继续发展。

1978年，人胰岛素基因成功转入大肠杆菌。这里需要解释。不是把人的基因取出来转入大肠杆菌，而是把人的这个基因进行人工合成，然后转入大肠杆菌。基因是分子，是分子就可以人工合成，把人工合成的人胰岛素基因转入大肠杆菌的DNA之中，大肠杆菌有了人胰岛素基因，就会产生人胰岛素，和人体内产生的胰岛素一模一样。大肠杆菌很容易繁殖，繁殖得越多，产生的人胰岛素就越多，这就可以进行工厂化生产，转基因大肠杆菌因此被称为工程菌。接着，把人胰岛素基因转入酵母菌，也可以生产人胰岛素。

此前，医用胰岛素是从猪、牛的胰腺中提取的，价格昂贵，产量很少，不足所需，而且疗效差、副作用大，这是因为猪胰岛素有1个氨基酸和人胰岛素不一样，牛胰岛素有3个氨基酸和人胰岛素不一样，有差异，人体免疫系统就会产生排异反应，所以疗效差、副作用大。转基因胰岛素使糖尿病治疗成本及效果发生根本性改变。

至如今，转基因药品已有几十种，常用的除了胰岛素，还有生长激素（治疗侏儒症），干扰素（抗病毒），白介素（提高免疫力），促红细胞生成激素（治疗肾病和贫血），重组人P53腺病毒注射液（抗癌），使用最普遍的是转基因疫苗，有乙肝疫苗、丙肝疫苗、百日咳疫苗、狂犬病疫苗  、轮状病疫苗、弓形虫疫苗等。这些转基因药品都是直接注入血液的，如果有风险，那要比口服的风险大得多。反对转基因食品、不吃转基因食品的人，按照逻辑也别使用转基因药品。

1980年，美国联邦最高法院对生物专利法涵盖的范围做出新的解释，根据这一解释，动物、植物、微生物的基因组合、基因修饰都应得到专利保护，简言之，就是转基因可以申请专利。这一解释源于一起细菌专利诉讼案。早在1972年，细菌学家查克拉巴迪将4种细菌基因重组，培养出可以分解石油的新细菌，用于清除石油污染，效果非常好。他申请专利却未获批准，因为当时的生物专利法只包括动物、植物，不包括细菌和基因重组的细菌。查克拉巴迪坚持8年，持续上诉，终于得到联邦最高法院的解释而获得专利。这个划时代的判例推动了转基因技术的发展，许多公司因此开始投资研究转基因。后来的转基因巨头孟山都就是在这个判例之后从化工领域进入生物技术领域的。

1983年，美国培育出世界首例转基因植物——转基因抗除草剂烟草。

1986年，美国白宫科技政策办公室发布《生物技术管理协调框架文件》 ，确立“农业生物技术产品与传统农作物实质等同”原则。

1991年，美国智库“竞争力委员会”向布什总统提交《国家生物技术政策报告》 ，提出“调动全部力量进行转基因技术开发并促其商业化”。

1994年，美国批准转基因抗除草剂棉花商业化种植。

1996年，美国批准商业化种植的转基因作物有：转基因抗除草剂大豆、转基因抗除草剂油菜、转基因抗虫玉米、转基因抗虫棉花、转基因延熟西红柿。从此，美国转基因农业迅速发展。

第7讲：中国转基因农作物种植与转基因农产品进口

1996年我国批准种植转基因延熟番茄，几年后被引进的以色列非转基因的延熟番茄所取代。

1997年我国开始推广转基因抗虫棉，20年来我国的棉花基本上都是转基因的。

1999年我国批准种植转基因抗病毒病甜椒，因抗病性不强，几年后被市场淘汰。

2006年我国推广转基因抗病毒病番木瓜，现在市场上基本上都是转基因番木瓜。

2009年农业部给两个转基因抗虫水稻、1个转基因植酸酶玉米颁发安全证书，但是一直没有推广。

我国进口的转基因农产品主要是转基因大豆，2017年进口9500多万吨。进口的转基因农产品还有转基因玉米、转基因油菜籽，每年各有数百万吨。

第8讲：全球转基因农作物种植概况

1996年以来，全球转基因农作物种植面积逐年递增，到2016年，全球28个国家种了28亿亩转基因作物，占全球耕地的12%。28亿亩中有27亿多亩是大豆、玉米、棉花、油菜，其中——

大豆13.7亿亩，占全球大豆总面积的78%；

玉米9.09亿亩，占全球玉米总面积的33%；

棉花3.34亿亩，占全球棉花总面积的13%；

油菜1.29亿亩，占全球油菜总面积的33%。

其他转基因作物还有甜菜、苜蓿、木瓜、南瓜、土豆、茄子、甘蔗、苹果。

转基因作物种植面积前10位的国家有——

美国10.94亿亩，种植的转基因作物有玉米、大豆、棉花、油菜、甜菜、苜蓿、木瓜、南瓜、土豆、苹果，其中转基因大豆占本国大豆面积的94%，转基因棉花占本国棉花面积的93%，转基因玉米占本国玉米面积的92%；

巴西7.37亿亩，分别是大豆、玉米、棉花；

阿根廷3.57亿亩，分别是大豆、玉米、棉花；

加拿大1.74亿亩，分别是油菜、玉米、大豆、甜菜、苜蓿；

印度1.62亿亩，主要是棉花；

巴拉圭5400万亩，分别是大豆、玉米、棉花；

巴基斯坦4350万亩，主要是棉花；

中国4200万亩，分别是棉花、番木瓜；

南非4050万亩，分别是玉米、大豆、棉花；

乌拉圭1950万亩，分别是大豆、玉米。

第9讲：转基因农作物的科学原理

抗虫的转基因，转的是苏云金芽孢杆菌的基因。苏云金芽孢杆菌的英语缩写为Bt，它的基因就叫Bt基因，Bt基因产生的蛋白就叫Bt蛋白，Bt蛋白被目标害虫（比如鳞翅目昆虫）吃了以后，与昆虫肠道壁上的糖蛋白结合，导致昆虫肠穿孔而死。把一个Bt基因转入农作物的DNA，就可产生Bt蛋白，就可抗虫。Bt基因产生的Bt蛋白对人和哺乳动物无害，因为人和哺乳动物的肠道壁上没有那种糖蛋白，而且人和哺乳动物肠道里的核酸酶和蛋白酶可以分解Bt基因和Bt蛋白，所以它对人和哺乳动物无害。

目前转基因抗虫棉、转基因抗虫玉米、转基因抗虫水稻，转的都是Bt基因，抗的都是鳞翅目害虫。鳞翅目害虫是农业的主要害虫，减轻虫害，必然增产，一般增产15%以上。转基因抗虫，减少了农药用量，既降低了种田成本，又减少了环境污染。

抗除草剂的转基因，转的是土壤农杆菌的基因。除草剂有几十种，其中草甘膦除草效果最好、毒性最低、残留最低，因而使用量最大。草甘膦除草原理是抑制植物氮代谢的酶的活性，氮代谢的终端产物是蛋白质，蛋白质是细胞的主要成分，氮代谢的酶没了活性，氮代谢就停止了，蛋白质就不能产生了，新的细胞也不能产生了，那么植物就死亡了。土壤农杆菌里也有氮代谢的酶，酶是基因产生的，把土壤农杆菌的氮代谢酶基因转入作物，可以让作物氮代谢酶增加50倍，抵消了草甘膦的作用还绰绰有余，所以草甘膦只能除草，不能伤害作物。

抗病毒病的转基因，转的是病毒的基因。病毒的结构是蛋白质外壳包裹着基因组。病毒只有侵入植物、动物的细胞内利用细胞内的资源才能复制，复制之前，病毒基因组与蛋白质外壳分离。病毒基因组的一个基因产生复制酶，这个基因就叫复制酶基因。复制酶基因产生的复制酶，催化病毒基因组和蛋白质外壳分别不停地复制，复制后又不停地组合，组合成更多新的病毒，再侵入更多的细胞，从而造成病害。

转基因抗病毒的原理是：把病毒基因组的复制酶基因转入作物细胞的基因组，因为转入的只是一个复制酶基因而不是病毒的基因组，所以作物并不染病；病毒的复制酶基因转入作物的基因组，就成了作物的基因，不再是病毒的基因；当病毒侵入作物细胞后，这个复制酶基因会阻止病毒基因组的复制酶基因发挥作用，这叫“基因沉默”，沉默是因为内源、外源两个基因结构相同，沉默的机制很复杂，细说艰深，简单而通俗地说就是“相克”，是“内源外源基因结构相同而相克”，相克，病毒便不能复制，也就不能致病。转基因抗病毒病以番木瓜为代表。番木瓜病毒病常常使番木瓜绝收，推广转基因番木瓜以后年年丰收。

转基因防褐变苹果的原理也是“基因沉默”。苹果里的酚与酚氧化酶互不接触，相安无事，但是削皮或切开以后，酚与酚氧化酶就结合了，然后产生醌，醌为褐色。把苹果的酚氧化酶基因的一个片段复制下来，再转入苹果，那么苹果原来的基因片段与转入的基因片段因为结构相同而相克，结果是“同归于尽”，双双沉默，不再产生酚氧化酶，苹果削皮、切开就不会褐变了。

抗真菌的转基因，以土豆为例，转的是野生植物的基因。农作物的病害，80%是真菌感染引起的，土豆晚疫病就是真菌病害。真菌的细胞壁由几丁质和葡聚糖组成，如果农作物体内的几丁质酶、葡聚糖酶活性足够强，就可以把真菌的细胞壁溶解，从而抗病。但是，农作物体内这两种酶的活性太弱，所以都不抗病。育种家发现野生土豆抗晚疫病，于是就把野生土豆的基因转入栽培土豆，产生的几丁质酶、葡聚糖酶活性足够强，这便具有抗病性。

未来转基因的一个方向是抗旱，旱情依然制约农业增产。若让农作物抗旱，一种方法是增强根系吸收水分的能力。根系吸收土壤水分，是因为根系内的液体浓度大于土壤液体浓度，而水分总是从低浓度向高浓度渗透。如果干旱，土壤液体浓度大于根系液体浓度，根系就吸收不到水分。根系液体浓度由化学反应决定，化学反应由酶决定，酶由基因决定，所以转基因可以增强农作物抗旱能力。

第10讲：农作物为什么要转基因？

农作物为什么要转基因呢？因为农作物的优良基因有限，而且有限的优良基因与不良基因连锁，分不开，所以杂交育种很难获得更优良的性状。

杂交育种是同一物种内DNA的优化组合，DNA上有好基因，也有坏基因，好的取不走，坏的去不掉，那么优良性状就与不良性状连锁在一起，所以没有完美无缺的杂交品种，所谓优良品种只不过是好性状多一些，坏性状少一些、轻一些。

农作物本身通常不具有很强的抗虫基因，也不具有强抗病基因，所谓抗虫品种、抗病品种，只不过是虫害、病害轻一点罢了。而不同物种的野生植物，尤其是细菌中，可能存在抗病基因、抗虫基因，这就需要用转基因的方法，培育抗病、抗虫品种。

如果科学没有发展到转基因这一步，那就只好杂交、杂交、再杂交，以期获得好一点的性状。既然科学发展到了转基因这一步，为什么不用转基因的方法获得优良性状呢？

转基因育种不是不要杂交育种，而是与杂交育种相结合，以杂交育种为基础，给杂交育种锦上添花。

人类选育农作物品种经过三个阶段：1万年的自然杂交、人工选择阶段，100年的人工杂交育种阶段，如今进入人工杂交与转基因相结合阶段，这个阶段还包括与基因编辑相结合。基因编辑犹如文字编辑，文字编辑可以删掉错别字，基因编辑可以删除不好的基因，文字编辑用的是笔，基因编辑用的是酶。基因编辑与转基因结合，可以引导转基因准确插入特定位置，而单纯的转基因则是随机插入。

转基因和基因编辑仍在发展之中，未来的农作物将会更高产、更优质、更抗虫、更抗病、更抗旱。

转基因是跨物种的基因转移，但是我们不要总是想着这是人工制造新物种违背自然规律。什么是物种？

达尔文的进化论认为物种就是生殖隔离，就是说，可以交配繁殖后代的生物个体都是相同的物种。转基因棉花与非转基因棉花，转基因玉米与非转基因玉米，转基因大豆与非转基因大豆，都可以繁殖后代，所以转基因不是制造新物种，不违背自然规律。

2015年，科学家发现红薯的基因组里有土壤农杆菌的基因，这是自然界的细菌给植物转基因，更有力地证明人工转基因是顺应自然，模仿自然。

第11讲：转基因之争不是科学之争，而是意识形态与科学之争

转基因源于美国，转基因之争则源于英国，然后扩散到全世界。美国以及全世界的转基因之争，都不是科学之争，而是意识形态与科学之争。如果是科学之争，必然表现为遗传学家之争，可是遗传学家对转基因从未有过争论。反对转基因甚至妖魔化转基因的意识形态，主要是极端环保主义和有机理念。

1.极端环保主义简介

转基因技术从一开始就遭到舆论的激烈反对，这是为什么呢？这是因为在转基因技术诞生之前，国际社会就形成了强大的极端环保主义思潮。

极端环保主义产生于环保主义，环保主义产生于环保运动，环保运动产生于1962年。那一年，美国科普女作家蕾切尔·卡逊出版了畅销世界的书《寂静的春天》。书中虚构了一个鸟语花香的小镇，忽然有一年春天，虫不再鸣，鸟不再叫，小镇一片寂静。原来，以DDT为代表的化学农药污染，毒死了虫，毒死了鸟，所以小镇一片寂静。这本书虽然虚构了“春天的寂静”，却真实地揭露了化学农药对环境的破坏。公众读了这本书恍然大悟：原来普遍使用的化学农药在破坏人类生存的环境。于是，世界性的环保运动和环保主义蓬勃兴起。

蕾切尔·卡逊在书中写道：“我的意见并不是化学杀虫剂根本不能使用”，“我所争论的是人们对它潜在的危害却全然不知”，“我进一步要强调的是：我们已经允许这些化学农药的使用，然而却很少或完全没有对它们在土壤、水、野生生物和人类自己身上的毒效进行调查”。诚如蕾切尔·卡逊所言，当时的科学界较少关注化学农药的污染和残留问题。

以农药防治害虫是人类无奈的选择，因为人类与昆虫都以植物为食物。以天然农药防治害虫的历史可以追溯到两千多年前，用的是有毒植物、有毒矿物，防治效果差强人意。1939年，瑞士化学家米勒发现人工合成的有机氯化合物DDT杀虫效果非常好，它属于神经毒剂，几乎可以杀灭一切昆虫。米勒发现的DDT，是奥地利化学家柴德勒1874年合成的，当时有机化学刚起步，不知道DDT有什么用，就束之高阁了。1939年以后，DDT不仅用作农药，而且用于消灭卫生害虫，如蚊子、苍蝇、臭虫、跳蚤、虱子等，可以有效控制疟疾、痢疾等虫媒传染病。1948年，米勒因发现DDT的杀虫作用而被授予诺贝尔医学或生理学奖。《寂静的春天》揭露DDT污染以后，科学界研究发现，DDT的环状分子结构太稳定，在自然界不易分解，所以具有长期毒性，毒死了虫，又毒死了吃虫的鸟。1972年，美国禁用DDT。2004年，联合国在世界范围内禁用DDT。不仅DDT，其他有机氯农药残留时间也很长。所以，有机氯农药渐渐被残留时间较短的有机磷农药所取代。进而，有机磷农药的主流地位又被残留时间仅有几天的菊酯类农药所取代。菊酯类农药是模仿菊酯类植物的毒性成分而人工化学合成的。总之，农业不能没有农药，即使有机农业也离不开使用天然的有毒植物、有毒矿物生产的农药。

《寂静的春天》引发了世界性的环保运动和环保主义。凡是大规模的群众运动，都会有一些群体走向极端。环保主义者的一些群体就背离了《寂静的春天》作者的初衷，走向了极端，成为极端环保主义者。他们广泛传播极端环保主义，形成思潮，影响全世界。

极端环保主义就是“自然崇拜”，只要原生态，反对人工改变自然。他们认为农药污染食物链，化肥污染土壤，杂交种不仅改变了原始品种，并且因为高产而需要更多化肥和农药，所以统统反对。正当极端环保主义发展到高潮时，转基因出现了，他们认为转基因改变了自然的基因型，从根子上改变了自然，于是作为头号目标极力反对。

极端环保主义催生了许许多多反对转基因的民间组织。其中最大的是“绿色和平”，它在40多个国家有分支机构。科学界认为秉承极端环保主义的“绿色和平”是反科学组织，2016年，世界123名诺奖得主签名支持转基因，要求“绿色和平”停止反对转基因。

极端环保主义也催生了一些“生态恐怖组织”，最著名的是“地球解放阵线”，它要解放的是它认为的被掠夺、被破坏的生态，它解放生态的手段就是破坏：焚烧转基因实验室、试验田；焚烧伐木公司的营地；焚烧高耗材、高耗能的在建豪宅；焚烧新建的加油站、炼油厂；焚烧待售的高耗油汽车……从1992年到2004年共犯下1200起罪案，美国联邦调查局把这些破坏活动称为“恐怖组织威胁之外的最大威胁”。

极端环保主义在欧洲影响最大，欧洲各国的绿党都信奉极端环保主义，都反对转基因。为了增加选票，执政党不得不对极端环保主义者让步，这正是转基因研究与应用在欧洲发展缓慢的原因。

中国在2002年以前没有极端环保主义运动，几乎没有人反对转基因，转基因棉花是1997年开始推广的，推广得很顺利。2002年，“绿色和平”在北京设立办事处，把极端环保主义带入中国，掀起反对转基因的风浪。网上妖魔化转基因的文章都是2002年以后的，没有2002年以前的。

2.有机理念简介

有机理念实质上是极端环保主义在饮食上的体现。在转基因农作物商业化种植之前，有机理念指导下的有机农业只是拒绝化学合成的肥料和农药；在转基因农作物商业化种植之后，有机农业坚决拒绝转基因。在美国，转基因农作物发展很快，转基因食品消费量越来越大，有机农业发展较慢，有机农业生产者为了市场竞争，不仅拒绝转基因，更极力反对转基因甚至妖魔化转基因。在欧洲，转基因发展很慢，有机农业发展较快，有机农业生产者反对甚至妖魔化转基因的力量更大。

有机理念源于1840年以前的“腐殖质营养学说”。有机质在土壤中腐烂就是腐殖质。腐殖质包含多种有机分子，也含有微量的矿质元素，这些矿质元素来源于植物动物残体。“腐殖质营养学说”认为，植物的根系吸收腐殖质作为营养。

1840年，德国化学家李比希出版《化学在农业和生理学上的应用》，在这本书中提出“矿质营养学说”，否定“腐殖质营养学说”。李比希认为：腐殖质来源于植物残体，那么地球上必然先有植物，后有腐殖质，而最早的植物就不可能以腐殖质为营养；植物其实是以腐殖质所含的微量矿质元素以及土壤中存在的矿质元素为营养的；为了满足农作物对矿质元素的需求，应当把秸秆、人畜粪便、厩肥全部还田，这样才能保持土壤肥力不减；可是许多人离开农村进入城市，而城市的粪便难以还田，那么土壤肥力就会下降；要避免土壤肥力下降，就要给土壤补充矿质元素，补充的矿质元素来源于土壤之外的矿山和工厂。

李比希的“矿质营养学说”可以概括为两句话：植物不能吸收有机肥，必须给土壤补充矿物质。

李比希的“矿质营养学说”是化肥工业的理论基础。

1842年，英国建成过磷酸钙磷肥厂。

1861年，德国开采钾矿作为钾肥。

1909年德国化学家哈伯利用催化剂将氮气、氢气合成为氨，但成本太高，又经过几千次试验，终于在1912年建成低成本的合成氨工厂，合成氨所需的氮气来源于空气，氢气来源于煤、天然气、石油、水。

第一次世界大战以后，氮肥、磷肥、钾肥以及复合肥等化肥工业迅速发展，农作物产量随之迅速提高，养活了日益增长的人口。

化肥的增产作用证明了李比希的“矿质营养学说”，但是植物到底能不能吸收有机肥呢？

植物生理学的发展，又强有力地证明了植物不能吸收有机肥。植物生理学发现，植物的根毛吸收的营养，必须进入根毛的细胞间隙，但是细胞间隙太窄，所以根毛只能吸收矿质元素和无机分子这些小分子，而腐殖质分子等其他有机分子太大，植物根系不能吸收。

化肥的增产作用，导致农民只施化肥，不施有机肥，于是土壤出现了板结，影响作物的生长。虽然这不能怪罪化肥，只能怪罪只施化肥、不施有机肥的农民，但是这种现象导致“矿质营养学说”和化肥饱受诟病。

于是一些科学家重新研究“腐殖质营养学说”。研究证明腐殖质可以改善土壤的物理性状，使土壤保水、保肥、保空气、保微生物，从而促进作物生长。腐殖质一般仅占土壤耕作层干重的1%左右，如果几倍、十几倍地增施有机肥，腐殖质就会大量增加，即使不施化肥也能提高作物产量。

这样的研究成果和观点无疑是完全正确的，却是以偏概全。有机肥主要来源于秸秆和人畜粪便，总量基本上是固定的，如果给局部土壤增施有机肥，那么其他土壤的有机肥就会减少甚至没有。就地球而言，要增加农业产量，必须在充分利用有机肥的基础上，确保农作物对矿质营养的需求。有机肥追根溯源是来源于土壤，矿质营养则来源于土壤之外，氮来源于空气，磷和钾主要来源于矿山，只有把土壤之外的营养施入土壤，才能增加地球土壤的农作物产量。

第12讲：怎样看待有机农业和现代农业？

有机农业可以满足一部分人的消费需求，但是不能满足全世界人口的消费需求。有机农业的某些专家认为，有机农业常常为病虫害所困，应当使用转基因抗病虫害的农作物摆脱这个困境。

为人类提供更多的食品，必须靠现代农业。现代农业需要有机肥、化肥、农药、杂交种、转基因。化肥、农药必须合理使用。滥用化肥、农药，是无知行为，应当改正。

为了提醒全世界重视粮食生产，发展现代农业，联合国粮农组织设立了“世界粮食日”。为了表彰并奖励为粮食生产做出突出贡献的人，“世界粮食奖基金会”设立了“世界粮食奖”。

第13讲：世界粮食奖

“世界粮食奖基金会”是美国小麦育种家、1970年诺贝尔和平奖获得者诺曼·博洛格发起建立的，从1987年开始，每年颁发“世界粮食奖”，表彰并奖励对粮食生产做出突出贡献的人，奖金25万美元。

我国曾有三人获奖。1980年到1990年担任农业部长的何康在1993年获奖。他担任农业部长的10年，正是中国农村改革的10年，我国由粮食不足转变为自足有余。“杂交水稻之父”袁隆平院士在2004年获奖。中国农业大学崔振岭教授在2017年获奖，他创造了合理施肥方法，提高了化肥利用率。

2013年的“世界粮食奖”颁给了三位转基因科学家。一位是比利时根特大学的植物学教授，他提出了转基因的方法；一位是先正达公司的科学家，她实验成功了转基因的方法；一位是孟山都公司的科学家，他组织培育了一系列转基因品种。

最后一讲，我要给大家讲一个成语故事，结束今天的演讲。这个成语是“民以食为天”。

第14讲：“民以食为天”

“民以食为天”这句话是刘邦的谋士郦食其（liyiji）对刘邦说的，《史记· 郦食其传》有记载。

当时，楚汉相争，以鸿沟为界。鸿沟是一条运河，在荥阳境内，荥阳在现在郑州的西边。项羽夺取了荥阳，刘邦往西退守巩义。荥阳有敖山，敖山有敖仓，敖仓是潼关以东最大的粮食仓库，而且临着鸿沟与黄河，便于漕运。

但是楚汉相争的时候，敖仓有没有粮食呢？史书没有记载，可是郦食其假设敖仓有粮食，他对刘邦说：自古以来，王以民为天，民以食为天，民无食，国将不国，王将不王，手中有粮，则王事可成。如今楚军占领荥阳却不占领敖仓，此乃上天赐给汉王的良机，因为天下都知道敖仓藏粮很多，如果汉军据有敖仓，则可天下归心。刘邦即刻发兵，占领了敖仓。之后，郦食其出使齐国，游说齐王归汉，摆出多个理由，最后一个理由就是“汉王据有敖仓之粟”，齐王终于被说服。可是韩信不能容忍郦食其凭三寸不烂之舌立下如此大功，便擅自发兵攻齐。齐王就烧了一锅开水，残忍地把郦食其给烹了。

郦食其以后，每个朝代的历史都是对“民以食为天”的验证。有粮，天下太平；无粮，天下大乱。今天是“世界粮食日”，让我们永远记住“民以食为天”这个成语，也记住郦食其这个人。

我的演讲到此结束。谢谢大家。