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【聚焦转基因食品】中国转基因鲤鱼何时上餐桌?
2017-07-27   中国食品传媒网   文章来源:南方周末微信号   责任编辑:牛会用

  中国的转基因鲤鱼在技术上已经做好了产业化准备,但是要拿到安全证书,真正送上人们的餐桌,可能还需要长时间的等待。

  2015年11月美国批准转基因大西洋鲑鱼上市,加拿大半年后也批准这一食用转基因动物产品,最近,阿根廷、巴西和印度尼西亚等国家也相继开展了这种转基因三文鱼的商业化养殖试验,转基因三文鱼有望很快进入人们的食谱。而曾经领跑世界转基因鱼研究、因产业化受阻而潜水多年的中国转基因鲤鱼也浮出了水面。

  1、转了半个草鱼基因

  20世纪80年代初,第一个转基因小鼠诞生,燃起了各国科学家开展转基因动物研究的热情,转基因猪、牛、羊、鸡、鱼等相继培育成功,而中国科学院水生生物研究所朱作言研究员团队则成为转基因鱼研究领域的领跑者。

  1984年,朱作言研究员团队采用小鼠金属硫蛋白基因启动子与人生长激素基因编码序列组成新的重组基因,显微注射到鱼类受精卵,先后获得转基因泥鳅、鲤鱼、鲫鱼,并表达重组人生长激素,转基因鱼生长速度也显著快于非转基因鱼,并发现转植基因整合的行为与机制,从而建立了世界上第一个转基因鱼模型。

  上个世纪八十年代初仅欧美等极少数实验室有能力进行基因克隆,可用于育种的基因很少,朱作言研究员团队建立的这些转基因鱼模型是第一次探索农艺性状的转基因研究,研究人员也没有过多考虑产业化应用问题。不过生长快速一直是动物育种的主要目标之一,如果能通过转基因技术,培育生长快速的鱼类新品种,有望产生巨大的经济价值。

  不久,朱作言研究员团队研究人员就提出了“全鱼”基因的设想,所谓“全鱼”基因,是指研制转基因鱼所用的重组基因元件全部来自鱼类自身。他们自主克隆出鲤鱼的肌动蛋白基因序列和草鱼的生长激素基因序列,利用鲤鱼肌动蛋白基因启动子序列与草鱼生长激素基因编码区序列拼接成新的“全鱼”重组基因,再将“全鱼”重组基因显微注射到鲤鱼受精卵内,育成了具备产业化潜力的转“全鱼”生长激素基因鲤鱼。

  显然,“全鱼”转基因鲤鱼其实只含有“半”个草鱼生长激素基因。之所以选择草鱼生长激素基因,主要因为草鱼是鲤鱼的近亲,都是鲤形目鲤科的物种,鲤鱼和草鱼也能杂交产生后代,而且草鱼体型比鲤鱼大,生长速度也比鲤鱼快,研究人员推测草鱼生长激素基因能更有效地促进转基因鲤鱼生长。事实也证明这种推测是正确的,转基因鲤鱼生长速度比普通对照鱼快40%以上,成年体重是对照鱼体重的2倍以上,而饲料转化率也能提高近20%,转基因鲤鱼能在养殖当年上市,节省了大量饲料和人工。

  2、输给加拿大三文鱼

  鲤鱼是我国的重要养殖鱼类,虽然不属于中国“四大家鱼”,但是产量排在我国所有养殖鱼类的第四位,仅次于草鱼、鲢鱼和鳙鱼。最近几年鲤鱼年产量达300万吨以上,占淡水鱼总产量的12%左右,是海水养殖鱼类总产量的2倍以上。一旦转基因鲤鱼实现产业化,将有望产生巨大的经济效益。

  最初,中国科学家自主研发的转“全鱼”生长激素基因鲤鱼在国际转基因鱼研发竞争中一直是处于领先的。1991年中国转“全鱼”生长激素基因鲤鱼培育成功,2000年完成中试,之后又开展了转基因鲤鱼的生产性能测定、食用安全和生态安全评价等一系列试验,这些研究均早于加拿大转生长激素基因三文鱼。不过2000年以后,中国转基因鲤鱼一直停留在环境安全评价阶段,而加拿大转基因三文鱼却经过不懈努力和漫长等待,2010年通过美国FDA食用安全许可,2012年又通过美国FDA的环境安全性评估,最终于2015年11月获得美国FDA的上市批准,成为国际上第一个获准上市的食用转基因动物,完成了对转基因鲤鱼的逆袭。

  当然,加拿大转基因三文鱼之所以能上市,主要因为四个原因,首先三文鱼是西方国家的重要食用鱼类,以肉质鲜美、营养丰富著称,经济价值较高,2015年美国进口大西洋鲑鱼近28万吨,产值达21亿美元;其次由高科技企业主导,并有风险投资跟进,虽然中途多次面临审批受阻和财务危机,但是一路锲而不舍,坚持了二十多年;第三是在技术和设施上保障转基因三文鱼对生态环境不造成影响,将生产用的三文鱼制备成三倍体,不能繁殖后代,该公司还采取了一系列物理措施防止转基因三文鱼逃逸,打消了评审专家对转基因三文鱼影响生态环境的顾虑;最后是美国食品药品监督管理局的科学审批,虽然转基因三文鱼也面临很多的反对声音,美国FDA在审批过程中一度比较谨慎,但是最终还是在科学评价的基础上作出了批准转基因三文鱼上市的决策。

  3、何时拿到安全证书

  自上世纪90年代以来,与转基因三文鱼一样,研究人员对转基因鲤鱼开展了一系列安全评价试验,从技术上已完全可确保转基因鲤鱼的食用安全性和环境安全性。

  与普通鲤鱼一样,转基因鲤鱼的生长激素也主要于血液中存在和发挥作用,而人们在吃鱼时一般要把鱼的血液先排干净,因此食用转基因鲤鱼而摄入的重组生长激素极其微量。即使摄入微量的重组生长激素也没有安全风险,因为鱼的生长激素是一种蛋白质,人们在吃鱼时,会将鱼体内的生长激素一并摄入,而生长激素也像与其它蛋白质一样,被人体消化成氨基酸,不会对人体产生不利影响。况且,人类已有数万年食用鱼类的历史,也就有了数万年食用鱼类生长激素的历史,从未发现存在食用安全问题。

  当然,科学的问题需要科学的证明。为了验证转基因鲤鱼的食用安全性,中国疾病预防控制中心营养与食品安全研究所等权威检测机构,按照国家I类新药的毒理学实验规范和实质等同性原则,对转基因鲤鱼进行了营养学、毒理学和致敏性研究,证明转生长激素基因鲤鱼与普通对照组一样不存在食用安全风险。

  另一方面,公众特别是一些生态学者则担心转基因鲤鱼会不会对野生鲤鱼的生态造成破坏,挤压野生鲤鱼的生存空间,或导致转基因扩散无法控制。其实,这些问题研发人员早已考虑到,他们首先将转基因鲤鱼培育出不能生育的三倍体鲤鱼。与加拿大科学家采用热休克法制备三倍体转基因三文鱼不同的是,朱作言研究员团队利用在实验室培育的二倍体转基因鲤鱼与湖南师范大学科研人员培育的异源四倍体鲫鲤进行杂交,其杂交后代100%都含有三套染色体,因为正常动物只含两套染色体,因此这些三倍体转基因鲤鱼既不能和同类繁殖后代,也无法与野生鲤鱼繁殖后代,这样就避免了转基因鲤鱼释放后的基因扩散问题。

  为进一步验证转基因鲤鱼不会对生态环境造成不利影响,中国科学院水生生物研究所还专门设计和构建了一个面积约为100亩、模拟中国长江中下游湖泊生态环境的人工模拟湖,该人工湖中的鱼类、水草等均模拟典型的自然湖泊生态,而且不进行人工投喂,该湖泊中共放养了12个科的23种鱼,其中包括转基因鲤鱼和野生鲤鱼。研究人员从分子、个体、种群和群落等不同水平,全面系统评价了转基因鲤鱼对生态环境的可能影响,包括基因扩散、竞争性、生存能力等。有趣的是,最后将湖水抽干发现,转基因鲤鱼竟然没有一条存活,表明转基因鲤鱼在野生环境的生存能力非常差,也不能将转基因扩散到其它物种。结果表明转基因鲤鱼的生态风险并不比对照鲤鱼高。

  现在转生长激素基因鲤鱼已完成中试,根据我国现行转基因生物安全管理相关法规,转基因安全评价需要经过实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和安全证书等五个阶段,因此转基因鲤鱼要拿到安全证书,需要进行环境释放和生产性试验两个阶段评价,获得安全证书后,还需要申请品种认定,才能产业化。据朱作言院士预计,即使一切顺利,转基因鲤鱼至少还要等5-6年才能游出实验室,可见科技创新之难。

  不过,目前我国政府对于转基因技术研发和产业化的支持态度更加明朗和坚决,而转基因三文鱼上市也给转基因鲤鱼树立了榜样,在研发人员和管理部门等共同努力下,具有自主知识产权的中国转基因鲤鱼将有望游出实验室,跟随转基因三文鱼跳上人们的餐桌。


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