稻菽按
前天，我們轉(zhuǎn)發(fā)了Jrry86的博文，指出袁隆平的海水稻既使用了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)建出轉(zhuǎn)基因保持系，也使用了新型基因編輯技術(shù)敲除吸鎘基因。但有讀者反饋對(duì)海水稻如何利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)還不完全了解，現(xiàn)推送Jrry86寫的另一篇文章，詳細(xì)分析了遺傳工程雄性不育技術(shù)引入了哪些轉(zhuǎn)基因技術(shù)。
2013年，美國(guó)科學(xué)院院士、原耶魯大學(xué)教授、現(xiàn)北京大學(xué)生命研究院教授鄧興旺，在湖南成立湖南未名凱拓公司，攜手袁隆平，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行水稻的分子育種，這一技術(shù)被袁隆平稱為“第三代雜交育種技術(shù)”(G3育種技術(shù))，標(biāo)志著袁隆平利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)開發(fā)的雜交稻正式登上歷史舞臺(tái)。
鄧興旺、唐曉艷的研發(fā)團(tuán)隊(duì)于2016年在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院報(bào)》(PNAS)上發(fā)表論文，題為《利用核雄性不育基因構(gòu)建雄性不育體系用于水稻雜交育種和制種》，介紹轉(zhuǎn)基因的具體做法。最初的雄性不育特性是對(duì)已有的水稻品種黃華占應(yīng)用化學(xué)誘變方法之后篩選獲得的，然后用轉(zhuǎn)基因技術(shù)向此雄性不育植株轉(zhuǎn)入了一個(gè)同源和三個(gè)外源基因、從而構(gòu)建了保持系，再通過自交、雜交獲得高純度的非轉(zhuǎn)基因雄性不育系，用于最后與恢復(fù)系雜交。
他們聲稱這是 “利用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)'中轉(zhuǎn)'，但最終產(chǎn)出的是非轉(zhuǎn)基因雜交稻種子”。借此，他們繞過轉(zhuǎn)基因監(jiān)管程序，壓根兒沒有做過任何安全性試驗(yàn)和檢測(cè)，從未獲得轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，而是當(dāng)作雜交水稻來申請(qǐng)品種審定，說的嚴(yán)重點(diǎn)，這是蓄意欺騙。
作者|Jrry86
責(zé)編|侯馬 小麥
后臺(tái)編輯|童 話
圖片來源：齊魯晚報(bào)
袁隆平一直被盛贊為中國(guó)的“雜交水稻之父”，但近來這一稱號(hào)受到越來越多的質(zhì)疑，同時(shí)有越來越多的人發(fā)出了疑問，袁的雜交稻，到底有沒有轉(zhuǎn)基因?本文試圖傳遞給讀者的信息是：他自己承認(rèn)其第三、四期超級(jí)稻使用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)，而其使用了第三代水稻雜交技術(shù)——遺傳工程雄性不育系——開發(fā)的系列超級(jí)稻以及使用了基因編輯技術(shù)的去鎘稻、海水稻都是轉(zhuǎn)基因的。
聲明一下，筆者雖然從事生物領(lǐng)域的研究工作，但與農(nóng)業(yè)育種無關(guān)，所以下述內(nèi)容都是筆者通過閱讀而了解的，文字上引用也比較多，可算是筆者的學(xué)習(xí)筆記吧，篇幅較長(zhǎng)，希望能幫助讀者了解水稻雜交的過去和近況，與大家共同學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。如有理解錯(cuò)誤的地方（恐怕這是難免的），請(qǐng)不吝指正。
先介紹一下有關(guān)水稻雜交的知識(shí)。將具有不同性狀的品種甚至遠(yuǎn)緣物種進(jìn)行雜交，其后代往往會(huì)獲得多種性狀，例如生長(zhǎng)適應(yīng)性、抗蟲抗病性、高產(chǎn)等等，這就是所謂的雜種優(yōu)勢(shì)。
但根據(jù)下面這篇文章的說法，并不是使用了“雜交”手段選育的都是雜交稻，也可以是常規(guī)稻，后者與袁隆平的“雜交水稻”不是一個(gè)概念。“判斷一個(gè)品種是常規(guī)稻還是雜交稻，不是看是否利用了‘雜交’，而要看是否直接利用‘雜種優(yōu)勢(shì)’。”[1]
對(duì)于雌雄異株的植物，雜交很容易做到，把一個(gè)品種的雄株與另一品種的雌株種植在一起即可獲得雜交種子;有些作物則是雌雄同株但異花，即長(zhǎng)在同一植株上的花分成公母，如玉米，其雜交也不算困難，可以通過人工或機(jī)械去除雄花，再讓它接受其它品種的花粉授精，達(dá)到雜交的目的。水稻則比較特殊，它不僅是雌雄同株而且是同花，即雄性和雌性器官長(zhǎng)在同一朵花里，是自花授粉的作物，要把一個(gè)品種的雄性器官去除，再讓它接受另一個(gè)品種的授粉以達(dá)到雜交目的，操作上十分困難，所以幾乎沒有可能在不同品種之間進(jìn)行大規(guī)模雜交制種。
而如果有某個(gè)水稻品種本身是雄性不育的，也就是說其花粉是敗育的，則它只能接受來自其它品種的花粉授粉，這樣雜交的過程就會(huì)容易很多。所以獲得雄性不育品種，便成了水稻雜交的關(guān)鍵。
一、第一代水稻雜交技術(shù)——三系法
1964-1965年間，袁隆平在湖南安江農(nóng)校的農(nóng)場(chǎng)一帶發(fā)現(xiàn)了天然的雄性不育株，并據(jù)此寫成《水稻的雄性不孕性》一文，發(fā)表在1966年的《科學(xué)通報(bào)》第四期上，袁是唯一署名作者，由此成為國(guó)內(nèi)研究水稻雜種優(yōu)勢(shì)理論的先驅(qū)(國(guó)外早有這方面的研究)。但是袁隆平用他的野生不育材料育種卻不順利，好幾年都找不到合適的保持系[2]。
幸運(yùn)降臨在李必湖身上，1970年，作為袁隆平助手的他首先在海南島發(fā)現(xiàn)了一株后來被命名為“野敗”的野生稻品種，其雄性器官發(fā)育不良，不能形成正常花粉，具有雄性不育的性狀，需借助其它水稻花粉才能結(jié)出種子[3]。在此關(guān)鍵性發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，全國(guó)多個(gè)單位從袁隆平處獲得“野敗”植株，開始協(xié)作開展“三系法”雜交水稻研究。
介紹一下“三系法”：是指雄性不育系、保持系和恢復(fù)系三系配套的育種方法，不育系為生產(chǎn)大量雜交種子提供了可能性，保持系被用來幫助不育系繁殖、以保證有源源不斷的不育系供雜交，而恢復(fù)系則被用來給不育系授粉以生產(chǎn)雄性育性恢復(fù)且有雜交優(yōu)勢(shì)的雜交稻種子。
雄性不育系：是一種雄性退化(主要是花粉退化)但雌蕊正常的母本水稻，由于花粉無活力，不能自花授粉，只有依靠外來花粉才能受精結(jié)實(shí)。因此，借助這種母本水稻作為遺傳工具，通過人工輔助授粉的辦法，就能大量生產(chǎn)雜交種子。
保持系：是一種正常的水稻品種，它的特殊功能是用它的花粉授給不育系后，所產(chǎn)生的后代，仍然是雄性不育的。因此，借助于保持系，不育系就能一代一代地繁殖下去。
恢復(fù)系：是一種正常的水稻品種，它的特殊功能是用它的花粉授給不育系后，所產(chǎn)生的雜交種雄性恢復(fù)正常，能自交結(jié)實(shí)，如果該雜交種有優(yōu)勢(shì)的話，就可用于生產(chǎn)。
于是就可以按如下方法進(jìn)行大規(guī)模雜交水稻制種了：分別種一塊繁殖田和一塊制種田，在繁殖田種植不育系和保持系，當(dāng)它們都開花的時(shí)候，保持系花粉借助風(fēng)力傳送給不育系，不育系得到正常花粉結(jié)實(shí)，產(chǎn)生的后代仍然是不育系，達(dá)到繁殖不育系的目的;技術(shù)人員可以將繁殖來的不育系種子，保留一部分來年繼續(xù)繁殖，另一部分則同恢復(fù)系一道種植以制種。制種田則種植不育系和恢復(fù)系，當(dāng)它們都開花的時(shí)候，恢復(fù)系的花粉傳送給不育系，不育系產(chǎn)生的后代，所得到的種子恢復(fù)了育性，這就是一般意義上的提供給農(nóng)民用于大面積大田種植生產(chǎn)的雜交稻種子。而由于保持系和恢復(fù)系本身的雌雄蕊都正常，它們也會(huì)各自進(jìn)行自花授粉，結(jié)出的種子仍然可以再次用作保持系和恢復(fù)系[4]。
前文提到的李必湖發(fā)現(xiàn)的“野敗”，是現(xiàn)今絕大部分“三系法”雜交稻不育系的始祖，后來李必湖卻與袁隆平分道揚(yáng)鑣。江西省萍鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)局的顏龍安于1972年率先利用“野敗”培育出了不育系和同型保持系，成為第一人，而袁隆平則晚了一年才育成;然而沒有合適的恢復(fù)系，“三系”仍然不能配套，無法用于生產(chǎn)。1973年，廣西農(nóng)學(xué)院教師張先程在東南亞的品種里找到第一個(gè)結(jié)實(shí)率在90%以上的強(qiáng)恢復(fù)系，至此雜交水稻的“三系”配套獲得成功，而袁隆平的育種研究依然不順利，其開發(fā)的“南優(yōu)2號(hào)”抗病能力差，曾導(dǎo)致洞庭湖地區(qū)幾十萬畝水稻顆粒無收，因而被逐步淘汰。1980年代，福建三明農(nóng)科所技術(shù)員謝華安育成新一代強(qiáng)恢復(fù)系“明恢63”，與顏龍安的不育系“珍汕97”配套，培育出“汕優(yōu)63”，從1987年起連續(xù)15年種植面積冠居全國(guó)，單年最大種植面積超過1億畝，是迄今為止國(guó)內(nèi)種植面積最大、推廣速度最快、連栽時(shí)間最長(zhǎng)的品種[5]。
由此可見，從發(fā)現(xiàn)“野敗”到第一個(gè)能大規(guī)模推廣的不育系、保持系、恢復(fù)系及其優(yōu)勢(shì)組合都不是袁隆平做出的，但長(zhǎng)期以來他卻被認(rèn)作是“雜交水稻之父”，幾乎成為雜交水稻唯一的形象代言人。1981年新中國(guó)第一個(gè)特等發(fā)明獎(jiǎng)被授給了雜交水稻研發(fā)團(tuán)體，袁隆平排在首位，獎(jiǎng)金也最高;1987年，中國(guó)將雜交水稻這個(gè)成果向聯(lián)合國(guó)教科文組織申報(bào)科學(xué)獎(jiǎng)，因獎(jiǎng)項(xiàng)只能授予個(gè)人，于是袁隆平又成了唯一獲獎(jiǎng)?wù)遊6]。
功勞和光環(huán)都落在了袁隆平身上，而發(fā)現(xiàn)“野敗”的功臣李必湖以及對(duì)三系法作出巨大貢獻(xiàn)的其它農(nóng)業(yè)科學(xué)家卻鮮為人知。
二、第二代水稻雜交技術(shù)——兩系法
在三系法之后，又出現(xiàn)了兩系法。湖北石明松于1973年在“農(nóng)墾58S”中發(fā)現(xiàn)了“光敏核不育系”，而湖南鄧華鳳則在80年代發(fā)現(xiàn)了“溫敏核不育系”，分別在長(zhǎng)日照和高溫季節(jié)具有雄性不育性狀，而在短日照和低溫季節(jié)又能恢復(fù)可育性。
據(jù)此，石明松提出了“兩系法”雜交育種的全新設(shè)想：即在長(zhǎng)日照高溫下利用光敏雄性不育系與恢復(fù)系雜交制種，而在短日照低溫下完成其自身繁殖[7]。也就是說，光敏雄性不育系可以一系二用，兼具了不育系和保持系的功能，而不再需要另外的保持系。
石明松的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)，拉開了“兩系法雜交水稻技術(shù)”時(shí)代的序幕。1982年，石明松榮獲全國(guó)“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?1985年石明松用“兩系法”育成的雜交水稻通過了農(nóng)牧漁業(yè)部、中國(guó)農(nóng)科院以及湖北省內(nèi)外50多位有關(guān)專家的鑒定，被認(rèn)為是我國(guó)水稻史上繼矮化育種、雜交三系成功后的第三次重大發(fā)現(xiàn)，在國(guó)際上居領(lǐng)先地位，并被正式命名為“湖北光敏感核不育水稻”;1986年，石明松榮獲湖北省科技進(jìn)步特等獎(jiǎng);同年被授予“國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)技術(shù)專家”稱號(hào)[8]。
1987年，“兩系法”水稻研究被正式列為國(guó)家863計(jì)劃的第一個(gè)項(xiàng)目，而當(dāng)時(shí)已經(jīng)成為雜交水稻學(xué)界權(quán)威的袁隆平則擔(dān)任了責(zé)任專家，主持全國(guó)16個(gè)單位的聯(lián)合攻關(guān)，石明松也在專家組成員之列。不幸的是，項(xiàng)目剛剛開始，石明松卻于1989年1月在武昌參加會(huì)議期間，因賓館熱水器漏電而不幸去世。1993年，湖北省將“兩系稻”向國(guó)家申報(bào)，獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)，已經(jīng)去世的石明松是第一獲獎(jiǎng)人[9]。
2011年，袁隆平領(lǐng)銜的湖南省雜交稻研究中心，將“兩系法”雜交水稻申報(bào)了國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)，但在申報(bào)的獲獎(jiǎng)?wù)呙麊卫铮瑓s沒有石明松的名字。石明松的兒子得知后據(jù)理力爭(zhēng)：石明松最早開始研究“兩系法”雜交水稻，并在去世前已獲初步成果，他才是這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明人[10]。最后在2013年出爐的50名獲獎(jiǎng)?wù)咧惺魉傻拿殖霈F(xiàn)在第二位，排在袁隆平之后。
相比于“三系法”需要尋找特定的恢復(fù)系，“兩系法”的優(yōu)勢(shì)就在于恢復(fù)系廣泛，配組更自由、易于選擇好品種;20多年來，水稻領(lǐng)域的研究成果如雨后春筍，都源于石明松的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)[11]。當(dāng)然這是眾多農(nóng)業(yè)科學(xué)家共同努力的結(jié)果，而不只是某個(gè)人(包括袁隆平)的功勞。而且從目前推廣的組合來看，仍以石明松當(dāng)年發(fā)現(xiàn)的“農(nóng)墾58S"為背景的光敏不育系所配的組合推廣面積最大[12]。
三系法和兩系法都有其優(yōu)缺點(diǎn)：三系法品種育性穩(wěn)定，但恢復(fù)系、保持系難以獲得，選到優(yōu)良新品種的概率較低;而二系法育種，因?yàn)椴恍枰３窒担x育優(yōu)良品種的幾率大大高于三系法，也是目前超級(jí)稻育種最主要的方法，但它的育性易受氣溫變化、特別是極端高低溫氣候的影響[13]。
三、第三代水稻“雜交”技術(shù)——遺傳工程雄性不育系
但是不管是三系法還是兩系法，其育種過程都是相當(dāng)耗時(shí)費(fèi)力的，其發(fā)展也遭遇了瓶頸。很顯然有些人等不及傳統(tǒng)三系法、兩系法的漫長(zhǎng)的育種過程，而急于走捷徑出成果了。在這一背景下，袁隆平利用第三代水稻“雜交”技術(shù)的超級(jí)稻閃亮登場(chǎng)了——利用轉(zhuǎn)基因分子育種技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得大量“雜交”新品種。
2013年，美國(guó)科學(xué)院院士、原耶魯大學(xué)教授、現(xiàn)北京大學(xué)生命研究院教授鄧興旺，在湖南成立湖南未名凱拓公司，攜手袁隆平，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行水稻的分子育種，這一技術(shù)被袁隆平稱為“第三代雜交育種技術(shù)”[14]，標(biāo)志著袁隆平利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)開發(fā)的雜交稻正式登上歷史舞臺(tái)。
請(qǐng)注意筆者所用“正式”一詞，因?yàn)樵诖饲暗挠玫谝弧⒍s交技術(shù)培育的雜交稻中，袁應(yīng)該已經(jīng)對(duì)某些品種使用過轉(zhuǎn)基因技術(shù)。實(shí)際上，不育系、保持系、恢復(fù)系之中只要有一個(gè)運(yùn)用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)或者來自轉(zhuǎn)基因品種，那么其雜交后代理所當(dāng)然地就應(yīng)被視為是轉(zhuǎn)基因的，即使最后一步使用的是雜交技術(shù)。而已有的文獻(xiàn)資料確實(shí)記載了十幾年前袁隆平團(tuán)隊(duì)就向某些恢復(fù)系中轉(zhuǎn)入過抗除草劑基因，例如通過基因槍轉(zhuǎn)化法將抗草銨膦除草劑基因Bar轉(zhuǎn)入早秈稻兩系恢復(fù)系D68中，育成了轉(zhuǎn)基因抗除草劑恢復(fù)系Bar68-1[15]，而且是與香港中文大學(xué)生物系從事轉(zhuǎn)基因研究的辛世文教授(他克隆了世界上第一個(gè)植物基因，被譽(yù)為克隆植物基因之父)合作的。文獻(xiàn)中還可以查到其它來自袁隆平團(tuán)隊(duì)的類似的轉(zhuǎn)基因研究，而袁隆平自己也承認(rèn)其三、四期超級(jí)稻使用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)（見下文）。
回過來說第三代“雜交”技術(shù)：鄧興旺、唐曉艷的研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)了雄性不育系分子設(shè)計(jì)水稻育種體系的構(gòu)建，論文于2016年發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院報(bào)》(PNAS)上，題為《利用核雄性不育基因構(gòu)建雄性不育體系用于水稻雜交育種和制種》[16]。
根據(jù)這篇論文，他們首先是選擇了一個(gè)半矮稈、高產(chǎn)、口感好、在國(guó)內(nèi)不同地域都有種植的優(yōu)良水稻品種黃華占，對(duì)其實(shí)施了化學(xué)誘變，從所有的突變植株中篩選出最初的雄性不育系，并從此突變株中鑒定出是由于其OsNP1基因發(fā)生突變而導(dǎo)致的雄性不育性狀，突變后的基因用OsNP1-1表示。當(dāng)與具有正常OsNP1基因的水稻雜交時(shí)，就可以恢復(fù)雄性可育性。
前文提到三系法中，為了繁殖雄性不育系，需要用保持系與之雜交。在這里，他們便使用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)：用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法向上述通過化學(xué)誘變獲得的雄性不育突變株中轉(zhuǎn)入了若干基因，從而構(gòu)建了保持系。
他們所構(gòu)建的質(zhì)粒中轉(zhuǎn)入了兩個(gè)T-DNA，第一個(gè)T-DNA就是以CaMV-35S為啟動(dòng)子的NPTII基因(來自大腸桿菌的新霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶基因)，這是一個(gè)抗生素標(biāo)記基因，用于篩選轉(zhuǎn)基因植株。第二個(gè)T-DNA則包含了三個(gè)功能元件，第一個(gè)是正常的OsNP1，即育性恢復(fù)基因(其啟動(dòng)子來自水稻本身)，用來恢復(fù)雄性不育植株的育性;第二個(gè)是用來使轉(zhuǎn)基因花粉失活的α-淀粉酶基因(該基因來自玉米，其使用的花粉特異性啟動(dòng)子PG47也來自玉米);第三個(gè)是用于標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)基因種子的紅色熒光蛋白基因DsRed(該基因來自珊瑚，使用來自大麥的糊粉層特異性啟動(dòng)子LTP2 )。
將上述構(gòu)建的質(zhì)粒轉(zhuǎn)入前面通過化學(xué)誘變獲得的雄性不育株后，得到T0代轉(zhuǎn)基因作物。將此T0代自交，再利用第一個(gè)T-DNA引入的NPTII基因來篩選出不含有第一個(gè)T-DNA、但含有一個(gè)拷貝的第二個(gè)T-DNA的T1代轉(zhuǎn)基因植株，這個(gè)T1代就用作保持系。將此保持系自交，可以按1:1比例得到非轉(zhuǎn)基因的雄性不育系和轉(zhuǎn)基因的可育系，然后可依據(jù)由DsRed編碼的紅色熒光將兩者區(qū)分出來。再將非轉(zhuǎn)基因的雄性不育系與轉(zhuǎn)基因的可育系進(jìn)行異花授粉，就得到高純度的非轉(zhuǎn)基因雄性不育系，后者再用來與其它用作恢復(fù)系的優(yōu)良水稻品種雜交得到雜交稻。
簡(jiǎn)單來說，最初的雄性不育特性是對(duì)已有的水稻品種黃華占應(yīng)用化學(xué)誘變方法之后篩選獲得的，然后用轉(zhuǎn)基因技術(shù)向此雄性不育植株轉(zhuǎn)入了一個(gè)同源和三個(gè)外源基因、從而構(gòu)建了保持系，再通過自交、雜交獲得高純度的非轉(zhuǎn)基因雄性不育系，用于最后與恢復(fù)系雜交。這就是他們所謂的“利用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)'中轉(zhuǎn)'，但最終產(chǎn)出的是非轉(zhuǎn)基因雜交稻種子”。
這種說法十分可笑，轉(zhuǎn)基因技術(shù)為人詬病，不僅在于其轉(zhuǎn)入了外源基因和外來啟動(dòng)子、終止子等一套基因工具，從而表達(dá)出了新的物質(zhì);還在于用基因槍或農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法隨機(jī)插入的基因改變了原基因組的內(nèi)在關(guān)聯(lián)和穩(wěn)定性，導(dǎo)致可能出現(xiàn)非預(yù)期變化、產(chǎn)生意外毒素或過敏原等非預(yù)期效應(yīng)，這些都帶來了進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)分析和評(píng)估種植及食用安全性的必要性。
但很顯然對(duì)于利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建的保持系，這些數(shù)據(jù)都是缺失的，轉(zhuǎn)基因父本保持系是否能安全種植和食用根本沒有得到確定，不能保證在轉(zhuǎn)基因過程中不會(huì)出現(xiàn)非預(yù)期效應(yīng)；而單純地因?yàn)樽詈蟮碾s交種中可能沒有外源基因，就宣稱其不是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，這是不負(fù)責(zé)任的，其是否可能承繼了轉(zhuǎn)基因父本的可能存在的非預(yù)期效應(yīng)，這并沒有得到驗(yàn)證，其種植和食用安全性也沒有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持；更何況最后與恢復(fù)系雜交之前的所謂的高純度非轉(zhuǎn)基因雄性不育系，只是純度高而已，并不能保證百分之百剔除了轉(zhuǎn)基因種子。
所以借口最后一步雜交之前使用的雄性不育種子是非轉(zhuǎn)基因的，因而最后的雜交產(chǎn)物是非轉(zhuǎn)基因的，從而繞過轉(zhuǎn)基因監(jiān)管程序，壓根兒沒有做過任何安全性試驗(yàn)和檢測(cè)，從未獲得轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，而是當(dāng)作雜交水稻來申請(qǐng)品種審定，說的嚴(yán)重點(diǎn)，這是蓄意欺騙。
另一個(gè)更為重要的方面是，雖然上述鄧興旺發(fā)表的研究文章中，最初的雄性不育植株是通過化學(xué)誘變法獲得的，但由于使用化學(xué)誘變法并從獲得的大量突變植株中篩選出具有雄性不育性狀的植株是一件繁重的工作，而且由于化學(xué)突變的隨機(jī)性，并不一定能獲得雄性不育系。所以在實(shí)際應(yīng)用中，如果某個(gè)品種存在OsNP1基因，就可以通過基因編輯方法使之發(fā)生突變，從而快速獲得雄性不育性狀，然后再如法炮制，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法等普通轉(zhuǎn)基因技術(shù)(筆者使用該詞，以區(qū)別于基因編輯等新型轉(zhuǎn)基因技術(shù))構(gòu)建出轉(zhuǎn)基因保持系。
而與水稻育性有關(guān)的基因?qū)嶋H上并不只有OsNP1，國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)有多種基因都與育性有關(guān)，理論上，通過基因編輯技術(shù)使之產(chǎn)生突變，獲得不育系、再通過普通轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得保持系，可以在很短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)絕大部分品種之間的雜交，遠(yuǎn)比第一第二代的三系法和二系法技術(shù)要快速有效得多，優(yōu)良品種的配組自由度也大得多。
所以，如果袁隆平團(tuán)隊(duì)確實(shí)是利用基因編輯技術(shù)來獲得雄性不育性狀的話，那么他們培育出來的雜交稻品種就更加是屬于轉(zhuǎn)基因品種了。
四、轉(zhuǎn)基因海水稻
再說說近期被媒體大肆渲染的海水稻。海水稻是耐鹽堿水稻的俗稱，并不是種在海里，而是種在沿海的灘涂、鹽堿地里，礦物質(zhì)含量較高因而營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，不易受蟲害所以不需農(nóng)藥，化肥用量少[17]。
耐鹽堿的野生水稻首先是由陳日勝于1986年在湛江遂溪縣海灘發(fā)現(xiàn)的[18]，此后他獨(dú)自開始了漫長(zhǎng)的育種過程，用了近30年時(shí)間，2014年4月，他以“海稻86”的品種名向農(nóng)業(yè)部申請(qǐng)品種權(quán)，9月上榜農(nóng)業(yè)部頒布的“農(nóng)業(yè)植物新品種保護(hù)公報(bào)”;同年他的海水稻引起了袁隆平的關(guān)注，后者于2016年10月在青島成立了海水稻研發(fā)中心，并與李滄區(qū)政府以及青島袁策生物科技公司簽訂戰(zhàn)略合作備忘錄執(zhí)行方案，由青島市政府出錢出地，而袁隆平則在袁策公司占有股份。
按陳日勝的說法(見陳日勝2018年6月22日新浪博文《關(guān)于海水稻的一點(diǎn)聲明》，原博文已刪除[19])，2016年9月袁隆平院士邀請(qǐng)他到長(zhǎng)沙商談合作研究海水稻事宜，袁介紹說青島政府愿意拿出25億資金成立海稻研究所，力邀陳日勝參與，并答應(yīng)給陳最高專家國(guó)家待遇等一系列的優(yōu)厚條件。陳同意并受邀參加了10月份青島海水稻研發(fā)中心簽約儀式，但實(shí)際上所有的承諾后來均未兌現(xiàn)。
陳在文中說：“2016年12月19日至20日，袁策生物公司在海南三亞召開海稻專家會(huì)，袁策公司邀請(qǐng)我去開會(huì)，但由于武漢方面沒有與袁策公司達(dá)成合作協(xié)議，也未達(dá)成成果分享，所以我未去參加...媒體就此宣傳海水稻是袁隆平院士的科研成果。”
2018年6月27日陳日勝再次發(fā)表博文《一條發(fā)給央視編導(dǎo)的短信說起》，文章開頭是他發(fā)給央視“我有傳家寶”編導(dǎo)的一條短信[20]，否認(rèn)他與袁隆平有任何合作關(guān)系，他說：“袁隆平院士的學(xué)生說我給過稻種給他們，他們也在節(jié)目中說海水稻。如果他們說海水稻，這個(gè)節(jié)目我可以退出，這個(gè)是兩家公司和兩個(gè)投資人的嚴(yán)重問題，我從來沒有給過種子給他們，他們就不應(yīng)該在電視臺(tái)說假話，目前剽竊和盜竊我的種子時(shí)有發(fā)生，請(qǐng)您慎重考慮，謝謝。”
文中還提到，見證節(jié)目錄制的《湛江日?qǐng)?bào)》的張記者在日記中說袁的兩個(gè)學(xué)生“謊稱陳與袁合作并提供海水稻種子共同研發(fā)，是為了給青島海水稻種質(zhì)資源的來源合法性、合理性找臺(tái)階下”。
不管這背后真相如何，袁隆平的海水稻研究進(jìn)展極快。根據(jù)報(bào)道[21]，2017年初，袁還在說海水稻的研究剛剛起步，計(jì)劃用三年時(shí)間獲得抗0.8%~1%海水濃度、畝產(chǎn)300公斤的海水雜交稻品種，所使用的就是基于遺傳工程雄性不育系的第三代雜交稻技術(shù)。
也就是說，他們應(yīng)該先是用基因編輯技術(shù)使抗鹽堿品種獲得雄性不育性狀，然后再用普通轉(zhuǎn)基因技術(shù)如前所述構(gòu)建出轉(zhuǎn)基因保持系，通過回交、異花授粉，獲得高純度雄性不育母本（所謂非轉(zhuǎn)基因的），再與高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的恢復(fù)系父本品種雜交，從而得到所謂的海水稻。也許具體的育種過程與筆者的推測(cè)有出入，但他們使用了第三代遺傳工程雄性不育系技術(shù)，這是確定無疑的。
而正是由于使用了第三代“雜交”技術(shù)，袁隆平的海水稻從啟動(dòng)到試驗(yàn)種植到具備推廣條件，只花費(fèi)了不到3年的時(shí)間。相比之下，陳日勝用30年的艱辛和勞作才得到“海稻86”，這似乎是傻子才會(huì)干的事情。
根據(jù)2018年7月的報(bào)道，袁隆平團(tuán)隊(duì)與迪拜達(dá)成“綠色迪拜”合作框架協(xié)議，在迪拜開展四個(gè)階段的海水稻種植實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)化推廣計(jì)劃，并于當(dāng)年在迪拜沙漠試種海水稻獲得階段性成功，未來將在中東和北非推廣[22]。
今年是袁隆平海水稻在我國(guó)試種的關(guān)鍵的第三個(gè)年頭，試種面積將從1萬畝擴(kuò)大至近2萬畝，覆蓋新疆、黑龍江、浙江、山東、陜西、河南等多個(gè)省份[23]。而在2018年，袁隆平就已經(jīng)豪邁地宣稱，海水稻將在2020年大面積推廣，希望未來三年內(nèi)在全國(guó)推廣種植一億畝“雜交”海水稻[24]。
特別需要指出的是，按照袁隆平的說法，他的海水稻還同時(shí)利用基因編輯技術(shù)敲除了吸鎘基因[25]，海水稻在生長(zhǎng)過程中就不會(huì)吸收土壤中的鎘，這樣一來海水稻就確定無疑是屬于轉(zhuǎn)基因的了。順便提一下，據(jù)“新華網(wǎng)”報(bào)道，袁隆平利用基因編輯技術(shù)開發(fā)的低鎘稻，本身也已具備大面積推廣技術(shù)條件[26]。
要知道，2018年7月份，歐洲法院裁定包括基因編輯在內(nèi)的基因誘變技術(shù)應(yīng)被視為轉(zhuǎn)基因技術(shù)，原則上應(yīng)接受歐盟轉(zhuǎn)基因相關(guān)法律的監(jiān)管[27]。這是世界上首次從法律層面確認(rèn)了基因編輯作物屬于轉(zhuǎn)基因生物。而在中國(guó)，雖然崔老師曾在2017的政協(xié)會(huì)議上提案[28]，呼吁盡快就如何監(jiān)管基因編輯技術(shù)及其產(chǎn)品進(jìn)行立法，成為正式提出相關(guān)立法吁求的第一人，但目前在我國(guó)如何監(jiān)管基因編輯仍然處于無法可依的狀態(tài)。不過根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的報(bào)告[29]，中國(guó)的轉(zhuǎn)基因監(jiān)管部門農(nóng)業(yè)農(nóng)村部有意將基因編輯產(chǎn)品納入國(guó)家轉(zhuǎn)基因監(jiān)管范疇，按照轉(zhuǎn)基因來監(jiān)管，但新的監(jiān)管措施還在制定之中，將來對(duì)某些基因編輯產(chǎn)品可能會(huì)提供一個(gè)簡(jiǎn)化的監(jiān)管程序。
無論如何，即使這樣的監(jiān)管會(huì)有所弱化，那也不是說不加監(jiān)管就可以任意上市。而袁隆平的海水稻在育種過程中既應(yīng)用了普通轉(zhuǎn)基因技術(shù)又使用了基因編輯技術(shù)，卻既沒有按已有的轉(zhuǎn)基因監(jiān)管程序進(jìn)行檢測(cè)，又搶在中國(guó)政府關(guān)于基因編輯的相關(guān)政策出臺(tái)之前推出，刻意繞過了任何監(jiān)管程序。目前在淘寶[30]以及天貓?jiān)咂炫灥闧31]居然已經(jīng)有袁的轉(zhuǎn)基因海水稻在售賣。請(qǐng)問袁隆平先生，你的海水稻究竟經(jīng)過了怎樣的監(jiān)管和評(píng)估程序？到底有沒有做過食用安全性試驗(yàn)？安全評(píng)估試驗(yàn)數(shù)據(jù)和報(bào)告何在？生產(chǎn)應(yīng)用安全證書何在？
五、一些概念和現(xiàn)狀
除了遺傳工程雄性不育系，袁隆平團(tuán)隊(duì)還利用類似的技術(shù)，開發(fā)出了遺傳工程雌性不育恢復(fù)系，這些都屬于第三代遺傳工程“雜交”技術(shù)。即將水稻雌性可育基因、花粉失活基因、熒光篩選標(biāo)記基因等3基因表達(dá)盒導(dǎo)入雌性不育水稻構(gòu)建出雌性不育恢復(fù)系，這樣就可以實(shí)現(xiàn)與雄性不育系混播混收，解決了雜交水稻機(jī)械化制種的難題[32]。
而第四代、第五代“雜交”技術(shù)，也一直在發(fā)展之中。筆者為雜交一詞加上引號(hào)，是因?yàn)樗鼈兠麨殡s交，實(shí)際上都使用了普通轉(zhuǎn)基因技術(shù)和/或基因編輯等新型基因修飾技術(shù)。所謂第四代，是指向水稻中轉(zhuǎn)入玉米C4基因以提高光合作用效率、增加產(chǎn)量;而第五代則是利用基因編輯實(shí)現(xiàn)無融合生殖的一系法。這些離實(shí)際應(yīng)用還有些距離，以后有機(jī)會(huì)再加以介紹。
雜交技術(shù)的劃分，與第幾期超級(jí)稻是兩個(gè)不同的概念，兩者之間并不是一一對(duì)應(yīng)的。前者是以技術(shù)的突破來區(qū)分，而后者則是以畝產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)。
1996年，中國(guó)農(nóng)業(yè)部立項(xiàng)了中國(guó)超級(jí)稻育種計(jì)劃，其目標(biāo)是第一期超級(jí)稻達(dá)到700公斤/畝(1996-2000年)，第二期超級(jí)稻達(dá)到800公斤/畝(2001-2005年)，注意這里的數(shù)據(jù)指的是示范田的平均畝產(chǎn)。農(nóng)業(yè)科學(xué)家全面開展相關(guān)育種研究，三系法、兩系法并舉，提前完成了這第一、二期超級(jí)稻的目標(biāo)，第一期超級(jí)稻以“兩優(yōu)培九”為代表，而第二期超級(jí)稻則有“準(zhǔn)兩優(yōu)527”和“兩優(yōu)0293”。
于是有關(guān)人員又提出了第三期超級(jí)雜交稻育種計(jì)劃，目標(biāo)是示范田畝產(chǎn)900公斤(2006-2015年)，“Y兩優(yōu)2號(hào)”和“Y兩優(yōu)8188”就屬于第三期超級(jí)稻。
袁隆平團(tuán)隊(duì)從2014年啟動(dòng)了畝產(chǎn)1000公斤的第四期超級(jí)雜交稻計(jì)劃，培育出Y兩優(yōu)900。
2015年，袁隆平宣布啟動(dòng)第五期超級(jí)稻開發(fā)，爭(zhēng)取用3年時(shí)間達(dá)到畝產(chǎn)約1100公斤。其代表品種為“超優(yōu)千號(hào)”，又稱作“湘兩優(yōu)900”[33]，曾在2017年的測(cè)產(chǎn)中創(chuàng)下平均畝產(chǎn)1149公斤的世界水稻單產(chǎn)的最新、最高紀(jì)錄[34]。
以上關(guān)于超級(jí)稻劃分的內(nèi)容參考自百度百科[35]和百度文庫(kù)[36]。
根據(jù)新華網(wǎng)2018年的報(bào)道，Y兩優(yōu)2號(hào)(第三期超級(jí)稻)，創(chuàng)造了水稻較大面積單產(chǎn)世界紀(jì)錄，品種累計(jì)推廣1000萬畝以上。而Y兩優(yōu)900(第四期超級(jí)稻)助力袁隆平院士成功實(shí)現(xiàn)百畝連片1000公斤攻關(guān)目標(biāo)，截至目前，累計(jì)推廣1000萬畝以上[37]。
而袁隆平在接受采訪時(shí)親口承認(rèn)，他的第三、四期超級(jí)稻使用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)[38]。前文提到袁隆平于2013年才與鄧興旺開始合作開發(fā)應(yīng)用第三代轉(zhuǎn)基因雄性不育雜交技術(shù)，而第三期超級(jí)稻于2006年就已經(jīng)啟動(dòng)，第四期超級(jí)稻則于2014年啟動(dòng)。所以根據(jù)時(shí)間關(guān)系來推測(cè)，既然他自己承認(rèn)三、四期超級(jí)稻使用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)，那么早期的第三期超級(jí)稻很可能是對(duì)普通三系法、二系法培育的品種使用了普通轉(zhuǎn)基因技術(shù)，即不育系、保持系和恢復(fù)系中某個(gè)品種運(yùn)用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)，如第三節(jié)中提到的通過基因槍轉(zhuǎn)化法向某些恢復(fù)系中轉(zhuǎn)入抗草銨膦除草劑基因等等，具體情況還有待袁隆平團(tuán)隊(duì)公開披露，這也是彰顯民眾知情權(quán)的體現(xiàn);而第四期超級(jí)稻則很可能是應(yīng)用了第三代轉(zhuǎn)基因雄性不育技術(shù)。
袁隆平團(tuán)隊(duì)利用第三代雜交水稻技術(shù)——遺傳工程雄性不育技術(shù)開發(fā)的水稻品種還有第五期超級(jí)稻超優(yōu)千號(hào)、以及海水稻、巨型稻、華南雙季稻、弱堿大米等等，再有利用基因編輯技術(shù)開發(fā)的去鎘稻，這些都是確定無疑的轉(zhuǎn)基因品種。
作為本文的結(jié)尾，讓我們來重溫一下轉(zhuǎn)基因的定義。世界衛(wèi)生組織在其網(wǎng)站上這樣說：轉(zhuǎn)基因生物可定義為遺傳物質(zhì)（DNA）被以非自然的方式而改變的生物（包括植物、動(dòng)物或微生物），這種改變是不會(huì)以交配和/或自然重組的方式發(fā)生的；轉(zhuǎn)基因技術(shù)又常被稱作“現(xiàn)代生物技術(shù)”或“基因技術(shù)”，有時(shí)也被稱作“DNA重組技術(shù)”或“遺傳工程”[39]。
而根據(jù)我國(guó)國(guó)務(wù)院頒布的《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》，轉(zhuǎn)基因生物的定義是：本條例所稱農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物，是指利用基因工程技術(shù)改變基因組構(gòu)成，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或者農(nóng)產(chǎn)品加工的動(dòng)植物、微生物及其產(chǎn)品[40]。
毫無疑問，按照世衛(wèi)組織和我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因生物的定義，不管是轉(zhuǎn)入外源基因的普通轉(zhuǎn)基因技術(shù)還是包括基因編輯在內(nèi)的新型基因修飾技術(shù)，都是使用了基因工程技術(shù)改變了生物的基因，是非自然的方式，因而由此獲得的生物都落入轉(zhuǎn)基因生物范疇，即使其最終產(chǎn)品中并不存在外源基因。
上述包括袁隆平的第三代及以后的“雜交”技術(shù)、以及李家洋的分子模塊育種、張啟發(fā)的綠色超級(jí)稻等等，都用到了普通轉(zhuǎn)基因、基因編輯等基因工程技術(shù)，都屬于轉(zhuǎn)基因，而他們卻都在以“雜交”的名義推廣或?qū)⒁茝V，特別是近期張啟發(fā)的國(guó)家863計(jì)劃“綠色超級(jí)稻新品種選育”項(xiàng)目有41個(gè)綠色超級(jí)稻品種獲認(rèn)定，并已累計(jì)示范推廣超過1.5億畝[41]。
北大前校長(zhǎng)許智宏院士一語道破了天機(jī)：“歷史上育種有不同的技術(shù)......比如，向一個(gè)品種轉(zhuǎn)了一個(gè)抗蟲基因，對(duì)于另一個(gè)品種如要引進(jìn)這個(gè)基因就很簡(jiǎn)單了，與轉(zhuǎn)基因材料進(jìn)行一次雜交，再選育......所以，轉(zhuǎn)基因本身只是一種技術(shù)，它本身不足以成為一個(gè)單獨(dú)的育種體系。”[42]
也就是說先轉(zhuǎn)基因后雜交，這就是其育種之道，然后他們就敢信誓旦旦地說是非轉(zhuǎn)基因的。而據(jù)袁隆平夫人透露，他們家長(zhǎng)年吃的是五常大米，不是袁米[43]。
參考資料：
[1]https://c.m.163.com/news/a/DP2SMK3V00097U81.html?spss=wap_refluxdl_2018
[2]http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&mobile=1&do=blog&id=881130&id=881130@
[3]https://baike.baidu.com/item/野敗/2243409
[4]以上內(nèi)容來自百度百科：https://baike.baidu.com/item/雜交水稻/2929526
[5]http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&mobile=1&do=blog&id=881130&id=881130@
[6]http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&mobile=1&do=blog&id=881130&id=881130@
[7]https://baike.baidu.com/item/石明松
[8]https://baike.baidu.com/item/石明松
[9]http://wap.sciencenet.cn/home.php?mod=space&mobile=1&do=blog&id=881130&id=881130@
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[13]http://www.xinhuanet.com//science/2017-01/30/c_136011289.htm
[14]G3育種技術(shù)，
https://wenku.baidu.com/view/802f892ce2bd960590c677c0.html
[15]http://www.ricedata.cn/variety/varis/610760.htm?610760
[16]https://www.pnas.org/content/pnas/early/2016/11/17/1613792113.full.pdf
[17]http://www.xinhuanet.com//science/2017-01/30/c_136011289.htm
[18]http://zj.southcn.com/content/2016-10/13/content_157436624.htm
[19]http://m.wyzxwk.com/content.php?classid=24&id=391063
[20]http://www.hongqi.tv/wybl/2018-06-30/13117.html
[21]http://www.xinhuanet.com//science/2017-01/30/c_136011289.htm
[22]https://www.whb.cn/zhuzhan/kjwz/20180723/205224.html
[23]https://news.sina.com.cn/c/2019-06-07/doc-ihvhiqay4092724.shtml
[24]https://www.chinanews.com/gn/2018/06-10/8534534.shtml
[25]http://tv.cctv.com/v/v1/VIDEiOIvUtXSCjqylhVLWVjd180525.html?from=singlemessage
[26]https://www.weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309351000124289864332869642
[27]http://scitech.people.com.cn/n1/2018/0731/c1057-30180421.html?from=groupmessage
[28]https://www.weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404310874335637014
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[30]https://www.taobao.com/list/item-amp/560386191188.htm
[31]https://yuancesp.m.tmall.com/?ajson=1&parentCatId=0&user_id=3362930849&item_id=560386191188&spm=a21wu.10013511.2.1
[32]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1598590211520473291&wfr=spider&for=pc&isFailFlag=1
[33]https://xw.qq.com/cmsid/20190513A067MX00
[34]http://www.bjnews.com.cn/inside/2017/10/17/461139.html
[35]https://baike.baidu.com/item/雜交水稻/2929526
[36]https://wenku.baidu.com/view/f2e451f6d05abe23482fb4daa58da0116c171fc3?ivk_sa=1023194j
[37]http://www.xinhuanet.com/politics/2018-09/20/c_1123456855.htm
[38]https://video.weibo.com/show?fid=1034:4361013311557747
[39]https://www.who.int/foodsafety/areas_work/food-technology/faq-genetically-modified-food/en/
[40]http://www.gov.cn/gongbao/content/2011/content_1860866.htm
[41]https://m.huanqiu.com/r/MV8wXzE1MDEzMDk3XzUzXzE1NjA4MTc2MjA
[42]https://c.m.163.com/news/a/CUI1MCLQ00097U81.html?spss=wap_refluxdl_2018
[43]http://history.people.com.cn/n/2013/0531/c362039-21693739-2.html
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