轉基因育種的優點和缺點
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在現代育種領域,轉基因技術作為一種前沿生物技術,正逐漸嶄露頭角,其應用價值涵蓋多個關鍵層麵,為農業發展帶來了前所未有的機遇與變革,但同時也伴隨著一些不可忽視的局限性。
轉基因技術在育種中的顯著優勢
突破物種界限,拓寬基因來源
傳統雜交育種依賴可雜交物種間的基因交流,而轉基因技術打破了這一束縛。通過轉基因技術,育種專家能將來自不同物種的優良目的基因導入目標生物。例如,將深海魚類中抗凍蛋白基因轉入農作物,使作物在寒冷環境下也能正常生長,極大地拓展了農作物的種植範圍和適應性。這種跨物種的基因利用,為培育具有全新性狀組合的品種提供了無限可能,讓育種不再局限於親緣關係較近的物種之間,為解決農業生產中的諸多難題開辟了新路徑。
精準改良,高效獲得純合體
在同一物種內部,當已知優良基因時,轉基因技術展現出獨特的優勢。相較於雜交育種,它能精確改良單個性狀。以小麥為例,若想提升其蛋白質含量,傳統雜交育種需經過多代複雜的基因排列組合,在眾多後代中篩選,獲得穩定遺傳純合體的時間漫長,且易受其他基因幹擾。而轉基因技術可直接將控製高蛋白質合成的基因導入小麥,精準改變目標性狀,大大縮短育種周期,顯著提高育種效率,能快速培育出滿足特定需求的優良品種。
技術融合創新,催生新方法
轉基因技術不僅自身具備強大功能,還為其他先進育種方法奠定基礎。其中,基因編輯技術備受矚目。它借助轉基因技術將編輯工具導入細胞,對生物基因組進行精準修飾,完成編輯後最終產品中不會殘留任何轉基因片段。這意味著既能利用轉基因技術的優勢實現基因操作,又能消除公眾對轉基因殘留的擔憂。通過基因編輯,可對作物基因進行定點突變、插入或刪除,精確改良作物性狀,如培育抗特定病害的番茄品種,使其在生長過程中免受病害侵擾,保障產量和品質。
轉基因技術在育種中存在的局限性
依賴常規育種,無法獨立成體係
從育種整體流程來看,轉基因技術雖強大,但不能獨立構建育種體係,必須與常規育種緊密結合。常規育種通過長期的雜交、選擇和培育,選育出綜合性狀優良的品種,這是轉基因技術應用的基礎。例如,在培育轉基因抗蟲玉米時,首先需通過常規育種獲得高產、優質、適應性強的玉米品種作為受體,然後再將抗蟲基因轉入其中。若沒有常規育種提供的優良遺傳背景,即便有再好的目的基因,也難以培育出理想的轉基因品種。那種認為轉基因技術可完全取代傳統育種的觀點是暫時實現不了的。
目的基因稀缺,開發難度大
盡管轉基因技術發展迅速,但目前真正可用且效果良好的優良目的基因數量有限。發現一個具有實際應用價值的優良目的基因是一項艱巨任務,需要大量的資金、人力和時間投入。一般科研單位由於資源和技術限製,難以開展深入的目的基因挖掘工作,通常隻有大型農業科技公司、頂尖科研機構或高校才有能力承擔。不過,隨著基因測序、功能分析等技術的不斷進步,目的基因解析速度有望加快,未來可能會發現更多有價值的目的基因。
可改良性狀受限,複雜性狀改良困難
受限於目的基因的匱乏,目前轉基因技術可改良的目標性狀較為有限。當下應用最廣泛的是抗蟲基因和抗除草劑基因,主要用於解決農作物的病蟲害和雜草問題。對於大多數由多個微效基因控製的重要農藝性狀,如作物產量、對多種逆境的綜合抗性等複雜性狀,轉基因技術的改良效果尚不顯著。因為這些複雜性狀涉及多個基因的協同作用,單純導入單個或少數幾個基因難以實現有效改良,需要更深入的基因調控網絡研究和技術突破。
監管至關重要
轉基因技術的安全性一直是公眾關注焦點。如果監管不力,確實可能引發安全性問題。轉基因產品的安全性取決於轉入的具體基因及其表達產物,不同的轉基因操作可能帶來不同目標。然而,經過嚴格國家安全性檢驗的轉基因產品,其安全性是有保障的。但目前公眾對轉基因安全性的質疑,往往集中在經政府檢驗合格的產品上,已經偏離了討論的軌道,加強科學監管和公眾科普教育迫在眉睫。
轉基因技術在育種中既展現出巨大的潛力和優勢,為農業發展帶來新契機,也麵臨著諸多挑戰和問題。隻有充分認識其優缺點,合理應用並加強監管,同時不斷推進技術創新和研究深入,才能讓轉基因技術在育種領域發揮更大作用,為保障全球糧食安全和農業可持續發展做出積極貢獻。
下篇寫寫:轉基因技術在研究中的應用,這可能是它應用最廣的一個領域。
作者:白帝燃,農學副研究員,中醫愛好者,寫於2024年。)
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