随着21世纪的日趋临近，现今世界正在面临诸多问题。在全球17个主要捕鱼场中，目前已有4个呈无鱼可捕的境地；灌溉用水的短缺成了世界众多区域的一大难题；水质污染问题正在威胁着农田产量；在可耕地面积尚未得到有效开垦的今天，每年人口增长的速度预期在未来30年间将达到1个亿。结果，在非洲的撒哈拉地区以及南亚部分区域，其人均食品的生产正在继续下降，对此，许多专家也感到束手无策。
生物技术——尤其是通过转基因方法将某一物种转变至另一基因组的技术，对上述诸多难题具有潜在的减缓可能。例如，遗传工程（转基因）鱼，其生长速度要比野生鱼和传统的水生物种快得多，这或许能对世界鱼场的压力起到一定的缓解作用。利用生物工程改造后的抗虫害作物不仅能提高产量，减少各种杀虫剂用量，而且还能消除对人体的毒害，降低农药对地下水源的污染。在某些地区，经遗传工程改造后的耐除草剂作物，不仅能有效降低除草剂用量，且还能达到免耕目的，并能最大限度地减少除草剂对庄稼的损害。能够生产食用油衍生化学品的遗传工程庄稼可使供油压力减缓。重组牛生长激素可使牛的喂养更趋合理，产奶量也有所提高。
尽管上述应用领域前景看好，但与此同时也可能会给生态系统，人体健康或经济生产及社会结构带来某种潜在的危害。拥护生态技术者宣称，大多数转基因农副产品不会对人体或环境构成严重危害，而持相反观点者则认为，生物工程产品的优点被人为地夸大了，这些产品多具有潜在的毒害，只是到目前为止尚未得到充分的澄清罢了。总之，分子生物学家承认，遗传工程产品均具有生物化学背景，但他们不太相信转基因生物体能对生态系统构成危害。而从事渔业和水生物技术研究的专家及生态学家们还是提醒人们，在向自然界中释放此类生物体时，还是慎重些为好。
在美国，政府部门一般深信，采用生物技术不会给社会造成过度损害。就全球范围而言，生物技术的应用应本着自愿和相互监督的原则是可以得到安全实施的。美国对签署一个具有法律约束力的国际公约持有异议，因为这样的公约不仅会限制基因改造生物体的应用和释放，而且还会对生物技术工业的研究与开发产生不良影响。
与此观点相反，一些欧洲国家，尤其是某些发展中国家则对采用生物技术十分谨慎。前期，欧洲议会通过一项决议，旨在说明签署一项具有国际法律约束力的生物安全性公约不仅是必要的，而且也是一件相当紧迫的任务。该决议声称，由于众多的发展中国家尚未制定有自己的用于释放基因改造生物体的文件规定，他们则不具备有依法治理的条件和基础，因此也就很难保证其使用过程中的安全性。在这种情况下，地球生物圈便会处于较危险的境地中。
经过多年的开发，农业生物产品正在迅速进入市场。在美国，首次获准上市的重组牛生长激素已于1994年2月进入市场。其它9种产品也相继得到批准。另外，还有7种产品正等待申请上市，估计在未来2~3年内便有可能投放市场。
尽管世界各地尚未形成转基因鱼的商业化销售网络，但有些公司已经开始着手批量养殖转基因鱼了，并期望在今后几年内向市场投放。中国正在计划尽快实施基因改造鱼的商业化销售工作。
由于开发成本高，因此尚没有一家公司在转基因农业产品销售中获得过丰厚的利润。但众多的公司依然看好未来潜在的大市场，他们决定在今后几年中继续从事转基因农产品的研究工作。据生物技术工业组织预测，到公元2000年，转基因农产品的年销售额将会达到儿百万美元。
除了重组牛生长激素外，在美国尚未得到政府认可的转基因农产品的研究内容主要分为6个类型：①耐除草剂基因工程植物；②设计新一代抗病虫害植物；③培育晚熟的基因工程番茄；④由其它植物经基因改造后生产出的新型植物；⑤经基因工程改造后更便于加工的植物；⑥设计出能在紫苜蓿中加强细菌固氮的植物或可用于控制虫害的植物。
转基因鱼
在生物技术研究领域，几乎所有的研究人员均有此共识，即DNA重组技术是一种可深入了解植物和动物生理特性的最有效的研究工具。利用该项技术，研究人员可使动植物的繁育周期大大缩短，进而试验次数得以减少，且差错率也随之下降。
就转基因鱼的培育问题，科学家们有其鲜明的对立观点。一些专家认为，转基因鱼对缓解现今世界捕鱼场渔业资源日渐枯竭的窘况，及为众多营养不良的人们增加蛋白质的摄取无疑是一件大好事。他们相信，即使有些多产的转基因鱼混入海洋或某些淡水鱼池中也不会构成太大的生态危害。而另外一些科学家则对此持有异议，他们声称基因改性鱼是一种潜在的祸害，它能使许多野生鱼种永久性绝迹。
如今，世界上约有40~50家试验室在从事着转基因鱼的研究工作，其中有10多家试验室是在美国，另外10几家机构在中国，其余的则分布于加拿大、澳大利亚、新西兰、以色列、巴西、古巴、日本、新加坡、马来西亚等国家。有些试验室采用与公司合作的方式来展开转基因鱼的研究工作，他们期望能在今后几年使其改造鱼实现商业化销售。开发后的鱼种，其生长速度比野生鱼或通过采用传统方法喂养的水产养殖鱼要快得多。通常将一种鱼的生长激素基因移植到另一种鱼的体内后即可达到该鱼种的迅速生长。据研究人员介绍，快速生长鱼不仅在短时间内即可投放市场，而且还能大大节省鱼食用量。
例如，康涅狄格大学生态技术中心主任托马斯 · 陈曾作过将虹鳟鱼的生长激素DNA植入普通鲤鱼体内的试验。其遗传物质通过微量注射法注入到鲤鱼卵中。研究人员发现，同未经改性的同科类鲤鱼的生长速度比较，第一代转基因鲤鱼的生长速度要快20%~40%。目前，陈教授正在开发转基因鲇鱼、罗非鱼、鳍鱼、鳟鱼和鲽鱼。
另一个试验例证是，加拿大海洋渔业公司的研究人员罗伯特 · 德夫林教授曾对红大马哈鱼的遗传物质进行了开发，并用改性后基因使银大马哈鱼的生长激素基因发生了变化。这种转基因大马哈鱼同未变更鱼比较，其平均生长速度快11倍，其最大的转基因鱼的生长速度最快可高出37倍。据德夫林介绍，转基因鱼体内的生长激素含量可保持一年之久，即使在冬季里也不会下降，而普通鱼则没有这种能力。一年以后，这种转基因大马哈鱼即可投放市场，而普通大马哈鱼则需要3年的时间才能长到可投放市场的标准大小。
奥本大学渔业及水产养殖系的阿米 · 尼科尔斯和雷克斯 · 邓纳姆教授联合开发了转基因鲤鱼和鲇鱼，其生长速度比同类标准养殖鱼要快20%~60%。科学家们通过微量注射和electroporation法将另一种复制后的鱼生长激素基因注射到受精鱼卵中。而改良后的鲤鱼和鲇鱼的生长则完全受新注射后鱼生长基因的刺激而迅速生长。
转基因鱼均具有野生性，或近似野生性，因为他们都是从野生物种中收集到的配子中经孵化后的卵子而形成的，因此，这种鱼完全有与野生鱼交配的能力。那么，与转基因鱼交配的重要危险是 :一旦转基因鱼散落到淡水或海洋中去并与野生鱼交配，则他们就会使野生群体基因库的多样化性遭到一定的破坏，
在挪威海岸的峡湾就曾发生过类似事故。在此养殖的一些大马哈鱼会不时地撞破网箱，游逸到挪威的附近海岸，并与那里的野生大马哈鱼进行交配。因受酸雨的影响，野生大马哈鱼产于淡水区域的鱼卵均受到严重破坏，进而导致野生大马哈鱼的数量呈逐年下降趋势，且养殖的大马哈鱼极容易取代野生大马哈鱼的位置。由此而导致的最终结果是，野生大马哈鱼的基因受到同化，挪威因此而失掉了最重要的鱼类资源之一——大马哈鱼的遗传多样化性，进而使该国的商业及垂钓业收入每况愈下。
另外，转基因鱼也有可能通过捕食并与本地物种的竞争形成一种吞噬整个水产生态系统的局面，这同引进外来鱼种后通常所受到的影响很相似，在美国，由于引进了外来鱼种，致使86种本地鱼类产品中的28种都程度不同地受到了影响。
美国和加拿大的研究机构目前正在制定详尽的制度，以求阻止进一步向环境中再释放更多的转基因鱼。这类转基因鱼大多都在池塘中养殖，池塘均设有罩网以防鸟群入侵，有的还设有电栅栏用以遏止浣熊、麝鼠及偷鱼者的觊觎。池塘出口架设有细眼排水网以防止小鱼和鱼卵的损失。
美国农业生态技术研究管理委员会（USDA）最近起草了一份自发性旨在加强遗传改性鱼及贝类开发研究的安全标准。该委员会向全世界从事鱼贝类研究的科学家们通报了这一标准，并计划出版发行。许多美国研究人员均表示出对采用本标准的兴趣。该标准也考虑到了某些发展中国家的适用性，就其经验与资源的利用都有详细论述。据弗吉尼亚工业大学渔业及野生科学系助教埃里克 · 哈勒曼所做的一项调查发现，全世界目前只有12个国家就转基因水产类物种的研究颁布有专门的政策或国家条例。
转基因鱼的商业化开发会不可避免地引发某些鱼种的漏逃，即使所设计的渔池或网栏再仔细也难免有疏漏。因此一些研究人员计划采取新战略，也即只养殖三倍体转基因鱼，用以阻止转基因鱼的再繁殖。含有2套染色体的转基因鱼可再行生育，而三倍体鱼则具有3套染色体，不能再行生育，在适当的开发时间内，通过对二倍体鱼的鱼卵进行加热或压震后即可生产出三倍体转基因鱼。
但上述方法具有潜在的退化性。采用加热或压震法只能得到90%~98%的三倍体鱼卵。如果利用交替的方法来生产三倍体鱼，上述难题大概就可以得到解决。利用加热或压震先生产出四倍体鱼卵，然后再让四倍体鱼与三倍体鱼交配，就会产下100%的3倍体鱼。
即使转基因鱼为100%的三倍体，但科学家们近来又面临着另一大难题。他们发现，某些三倍体鱼仍有可能转回到二倍体状态，并可再行生育。据拉特格大学水产科学助教斯坦迪什 · 艾伦发现，当试验人员将三倍体太平洋蚝投放到切萨皮克湾后，有许多牡蛎都变成了二倍体。在牡蛎被投放到海湾前，每枚牡蛎均试验过2次，不长时间内，所有的牡蛎均变成了三倍体。但在经历过几个月的试验之后，在一些地方，有近14%的牡蛎变成了二倍体，而另外一些地方转换率则达到了20%。
艾伦称，由于目前试验次数有限，因此尚不可能真正估算出三倍体鱼的转换率，由于没有这方面的资料可供借鉴，因而很难了解哪些鱼会发生转换，部分原因也来自于饲养者没能仔细观察三倍体鱼的转换情况。
由于对转基因鱼知之甚少，因此这些鱼一旦漏逃到外界，研究人员也就无法评估其对环境能够构成多大的危害。研究人员甚至对这样一个简单的问题也不敢妄下结论：同非改良特种鱼相比，转基因鱼会无限生长吗？陈相信，一般情况下，鱼一生中都能保持生长，这样一来，生长速度较快的转基因鱼，其体积则远比标准的同类鱼就要大得多。
另一个未知世界是 :通过传种接代，多产的遗传改良鱼该如何变化才算适宜。研究人员怀疑，改良后的某些物种，其适应能力将会变得更强些，而另外一些则表现得不尽人意。但有关这方面的具体试验数据还是空白。某些专家相信，几乎所有的转基因鱼在野生环境中都得要经历一段适应求生存和繁殖下一代的艰苦时间。
普杜大学种群遗传学家威廉姆 · 缪尔正在研究一种转基因青锵，这种小鱼的繁殖期只有10周时间。在观察青锵繁殖的过程中，缪尔认为，如果允许某些转基因鱼繁殖，相信其后代的适应能力会不断提高。当首次给野生鱼转换基因时，我们并未遇到棘手的问题。一开始，转基因鱼可能与生理学机理不相同步，但自然选择方式可能会帮助生物体适应这种新功能，并或许随着时间的推移，转基因鱼就会变得更具进取性或更趋于适应自然环境的要求。
遗传改良植物
尽管科学家们尚未形成像看待转基因鱼那样所出现的两极分化趋势，但对改良植物也存有很大争议。美国农业生物技术办公室（USDA）的官员们对转基因植物的基本看法是，同标准植物比较，改良后植物没有根本性区别。因此，没有必要对其研究和商业化事宜给予特别关注。但大多数科学家们却持有不同见解。他们相信，遗传改性植物会给谷类作物带来重大危害。
但美国政府还是对下列转基因植物颁发了许可证书，其中包括：两种晚熟西红柿、抗除草剂棉花、防虫害土豆、防虫害玉米、抗溴苯晴大豆、抗病毒南瓜、利用遗传工程改造后的多肉型西红柿。
最近，研究人员开发出一种能够抵御科罗拉多土豆甲虫的马铃薯。USDA及环保局的专家相信，这种土豆几乎完全没有危险，实际上还会对环境十分有益。利用转基因技术不仅能消减毒性农药用量，提高粮食产量，而且还能起到保护农民、消费者以及地下水免受毒害的作用。
抗病虫害马铃薯的改良过程为：首先采用改良病毒作为一种媒介物，然后向土豆中植入一种截状基因，目的是通过鳞绿杆菌Bacillus thuringiensis（Bt）制造出一种有效的杀虫毒剂。截状基因取自于能够杀灭科罗拉多土豆甲虫毒素的不同Bt品种。
农民及其它种植业者一直在使用从Bt和Bt孢子本身所衍生出来的杀虫毒素，30多年来，这种习惯已被看成是农药应用领域中不可缺少的手段之一，通过这种方式的应用，Bt只能在植物中滞留几天时间，随后即会被日光分解。尽管如此，有些地窖中的抗Bt粮虫还是出现了。在夏威夷，当地农民使用上述杀虫剂的用量已经远远地超标。除非要采取一定的措施，不然这类粮虫也有可能对Bt植物产生抗药性，这是因为与所采用的细菌非常相似的Bt毒素在整个生长季节都会存在于植物中，因此不会被日光分解。
由于出现了上述的潜在问题，美国环保署做出一项具有战略性的决策，即允许农民自愿使用，以能够去除抗药性。该计划包括建立一种安全岛，也即在某些农田中种植一些转基因植物，而在另外相邻土地上种植可遭受虫害侵蚀的非改良植物。这样，一些非抗药性甲虫就会与抗药性甲虫婚配。这项决策中还包含作物监测系统，如果某地发生抗药性灾害时，则能采取措施，防止扩散。
早些时候，环保署批准了拟投入市场的两个杂交谷物品种。该种子利用Bt进行了遗传基因工程改造，旨在防止一种来自欧洲的谷物蛀虫的侵蚀。这项发明是由两家公司（Ciba汽巴和迈考金Mycogen）合作而成的。两家公司还编写了有关培训教材，用以帮助农民提高防虫害能力。为了能降低谷物蛀虫的数量，则需要进一步开发单独控制机理的耐受（药）性——Bt毒素—种子，即应具有Bt的基因，也该携有从野生谷物亲缘体中获得的自然抗病基因，并混入通过传统方法种植的种子中去。
抗药性
有些科学家怀疑，即使再精心设计，抗药性也只能维持几年时间。在生长季节里，当成千上万亩的庄稼一直都在制造Bt甲虫毒素时；当每种作物仅有一种类型的Bt时，这一问题则显得更为突出。农业昆虫学家注意到，控制害虫只通过一种途径，往往收效甚微。一家私人机构的农业顾问查尔斯 · 本布鲁克指出，一旦甲虫对Bt植物有了抗药性，它们也会对农民使用的Bt产生抗药性，这时，Bt也就变得毫无使用价值了，
某些专家警告：抗除莠剂或抗病虫基因能通过转基因作物向野生植物扩散，并因此生长出难以控制的野草，有时其作物本身也能变成杂草。在美国，玉米，土豆和大豆没有野生之说，但油菜籽植物在芸苔属植物家族中却有6种野生亲属。其中，在某些生长有油菜籽的地区已经出现了相当棘手的杂草。好在有几家大型化学公司，如赫斯特、蒙萨托等正在开发耐除莠剂油菜籽，并有望能在几年内即可投入商业化生产。
爱达荷大学植物基因学家杰克 · 布朗一直在从事抗除莠剂基因通过转基因植物进行扩散的试验。他在利用油菜子进行试验时发现，抗阻基因可通过油菜籽花粉少量地转移给芸苔杂草，随后，该基因再传播给野生的芥末杂草。专家指出，尽管杂草的影响还不算很大，但其生长能力是巨大的，大量的抗除莠剂杂草会在未来几年内即有可能大量地繁殖并会形成气候。我们必须深入了解自然条件下基因转移的动向，并寻找出切实可行的办法。布朗警告说，在全面实施基因改良作物的生产之前，我们应当先考虑后果，也即根据我们的经验尽可能预知出何种危害会降临到我们头上。
重组牛生长激素
经过多年的争论之后，重组牛生长激素（rBGH）在许多消费者联合抵制的情况下首次于1994年2月投放了市场。之后，有许多超级市场业主及牛奶批发商声称，他们不会接受rBGH奶产品，因为据他们估计，未来的市场牛奶销售量可能将会有所下降。
随着声势的不断扩大，某些商业企业也扬言要开始抵制rBGH牛奶。但实际情况是，在1994年的头10个月里，牛奶的总消费量比前年同期上升了4%，鲜奶的供应量也上升了1%。
反对者认为，rBGH将会使奶牛得乳腺炎，进而因过量使用抗菌素而导致所供牛奶中抗菌素残余物增高，持批评态度的人也声称，经过改性的牛有出现生育障碍的可能。
尽管美国目前已经使rBGH完全商业化，但欧洲仍持强烈的反对立场。欧盟已发布命令要求暂停使用rBGH，因为使用该类激素时有使小型奶制品业主处于不利竞争的局面。再者，使用此类激素还会面临使奶牛发生某种意想不到的疾患的可能，甚至能引发人类患病，例如人们发现在改造后的牛奶中出现过类似于像胰岛素的生长激素-I（IGF-I）。最近，世贸组织提出应颁布一套世界级标准，以保护人体健康和环境，并宣布暂缓实施rBGH行动，待今年再适时做出规定。
是否应给改性食品貼标签
许多科学家和观察人员对是否应对遗传工程食品贴标签持有不同观点。美国食品和药物管理局决定暂不需要贴标签，除非所提供食品中含有已知的过敏物或其成分中含有与标准食品不同的潜在的物质。例如，富含月桂酸脂的油菜籽就被贴上了标签，因为该产品含有浓度较高的月桂酸。根据FDA的政策，多数经遗传工程改造过的食品均不贴示标签。
但有些专家对此却持反对意见，他们认为，消费者应绝对有权了解他们所购买的食品是通过何种途径生产的，这是起码的惯例。另外，许多可食产品与某些不可食产品的化学性质是一样的，他们被制作的过程应当向大众公开，金枪鱼就是简单的例子。
总而言之，人们所关心物种间是否存在着某种壁垒，这种壁垒一旦被人为地打破，DNA还是原来的DNA吗？在人类开始进行试验前，我们有必要了解，一旦越过了这道壁垒，那么接下来将会发生何种事情，而不应采取先斩后奏的原则。
[C&EN，1995年8月]