遗传工程或重组DNA(R-DNA)技术,为促进农业发展和公众健康提供了许多有利条件。此项技术使得遗传性状能够在完全不同的生物体间进行迅速转移,从而它优于传统的动植物育种方法。潜在的利益包括:作物和牲畜得到较高的产量,其营养价值得到改进;杀虫剂和肥料的应用减少;土壤和水分污染得到更好的控制。然而,释放一些用遗传工程方法改造过的生物体也许具有一定的生态、社会和经济效应。
因此,科学团体的目标应是:从遗传工程中获得最大程度潜在的社会和经济效益,而其对公众健康、人类福利和环境所带来的风险最小。如果由于遗传工程的应用的确带来了严重问题,那么它将阻碍此项技术在未来的发展。
由于在本质上我们对遗传上改造过的生物体了解很少,所以有关这些生物体在生态、遗传、人口力学和潜在的环境与公众健康方面的风险,观点不一,有的生物学家宣布:R-DNA技术的风险与传统的动植物育种方法差异不大,且修改过的生物体对环境所带来的风险并非是特有的(Brill1988,NA51987a)。然而,其它的生物学家则宣布:将遗传物质从一种生物体转移到另一种;完全不同的生物体中的能力,足以引起强烈的关垚。例如,来自可可树的基因已被加入到细菌中以产生可可提取物,且已将来自细菌的基因转移到植物中以防治昆虫。来自猪和鸡的遗传性状也已被转移到小鼠中。顽固的反对者则认为:R-DNA技术的危害太大以至于应放弃此项技术。
在本文中,我们评价了故意将遗传上改造过的生物体释放到环境中的潜在的效益和风险。我们建议库将一些可用于使环境风险减至最小的方法方案与释放结合起来进行讨论。
以前科学家们还从未有能力将遗传性状在完全不同的微生物、植物和动物间转移。这种能力给环境带来了不同寻常的风险,正像因异种引入而产生的问题一样。还存在一些与R-DNA技术有关的社会经济问题,由于至今只有6例大田释放,所以有关潜在的环境危险方面的资料或经验还很少。众所周知,在论据不足时,便存在有各种各样的假设和许多错误概念。
根据我们的分析,得出以下结论:
· 培育抗虫作物的风险性最小且有助于减少杀虫剂的用量。
· 尽管改善作物对除草剂的抗性在某些情况下会增加除草剂的效果,但这种方法可能会刺激在许多作物上更大量地应用除草剂一从而加剧了与这些杀虫剂相联系的生态问题。
· 尽管释放在遗传上改造过的微生物以对付专一的化学污染物质具有改善环境的能力,但这些微生物必须是复合专一性的,且产生无害的副产品;否则它们将会对环境带来灾害。
· 当通过微生物和其它生物体将独特的遗传性状释放到环境中时,这些新的DNA序列的一部分又可被转移到其它的微生物和生物体中。
· 某些单基因变化会将温性的生物体转变为恶性的动植物病原体。
·由于大多数的害虫种类是本地起源的,故应用当地生物体从遗传上建造新的生物体并非无风险。
· 在生态系统中处于完全饱和状态的生态小生境极少,因此,自然群体不可能抵抗外来生物体包括在遗传上改造过的生物体的入侵。
·根据过去的经验,在美国有意引进动植物而变成灾害的机率随引进的范围和频率的不同而异,可从0.10到0.01%。
· 在农业和林业上,R-DNA技术具有增加其遗传多样性的潜力;然而,由于在作物和林木品种的培育反应用中的众多因素的影响,在这些系统中的遗传多样性可望衰减。
·在预测释放遗传上改造了的生物体的生态效应上的准确性,取决于生物体的种类、所引进的遗传资源的类型、向其中释放生物体的特定环境,以及详细的生态资料的有效性。
·要预报因释放遗传上改造过的生物体而引起的环境问题及虫害爆发问题,论据还不充分,根据现有数据,我们预测将会发生一些环境问题,因为无一试验方案能使我们以100%的准确性来预测改造过了的生物体对环境的影响,在过去,我们一直不能完全准确地将有益生物体与潜在的害虫区别开来,向环境中的大量释放,增加了灾害性的引进的机率,且因人的误差而引起的危害从不会被消除。
·已发现了几例遗传工程技术的操作不当,因此很明显,需要对这种技术进行更有效的管理和操作。
·为使管理更有效,遗传工程应仅由EPA和OSHA管理。然而,EPA不应试图只在TSCA和FIFRA之下施行管理;这需要有新的立法。
· 遗传工程技术的社会经济代价及效益必须在制订和完善政府政策的过程中来评价。遗传工程为促进农业和公众健康提供了许多有利条件。然而,我们相信此项新技术的风险也必将被面临且得到有效的控制。而对此问题的忽略将会在美国和所有其它国家中导致严重的环境、经济和社会问题。尽管正在为产生快速结果蓄集力量,但潜在的问题会延迟或危害从遗传工程中获得潜在效益的实现。
[Bioscience,1989年第39卷第9期]