5.2 基因：从动植物经验培育到转基因阴影

“小麦这种杂草成功驯化了人类”。即便没有孟德尔的发现，人类也拥有越来越好的小麦

农业发展历史就是对作物选种育种的过程。

• 把新收的“三仁”花生挑出来，专门种在一起，以期获得更好的收成。
• 把在大风后幸存没有倒伏的小麦和玉米种子专门收集起来，集中培育，以期获得抗倒伏的品种。
• 把侥幸没有被虫子吃掉的水果种子（或者扦插）种下去以期获得抗虫的品种。
• 从远处获得高产种子种下，看看是不是在本地也可以取得产量增加。
• 把不同品种杂种一起，经常会得到特殊的优良品种。
• ......

农业亩产提高来自两个原因，一个是种植和培育技术持续提高，另外一个原因就是总有更好的作物品种出现，高产优质的种子往往是更重要的原因。

1635年荷兰郁金香泡沫时交易场景。最贵的球茎就是培育的珍稀品种

除了农作物外，花花草草也很早就开始经验培植，取得非常惊艳的成果。比如中国的牡丹和芍药杂交培植创造了很多优秀品种。1635年著名的荷兰郁金香泡沫炒作的郁金香球茎就是培养出来的珍稀植株。

如果我们用小麦的观点来看看农业革命这件事，在1万年前，小麦也不过就是许多野草当中的一种，只出现在中东一个很小的地区。但就在短短1000年内，小麦突然就传遍了世界各地。生存和繁衍正是最基本的演化标准，而根据这个标准，小麦可以说是地球史上最成功的植物。以北美大平原为例，1万年前完全没有小麦的身影，但现在却有大片麦田波浪起伏，几百公里内完全没有其他植物。小麦在全球总共占据大约225万平方公里的地表面积，快有英国的10倍大小。究竟，这种野草是怎么从无足轻重变成无所不在？

现在主要的家畜家禽也是人类不断培育后优选出来的品种。在机械动力之前的时代，决定战争胜负和历史进程的马匹更加具有典型意义。

良种马是小心翼翼地培养出来的

不同品种的马具有不同的战术和战略作用。成吉思汗时代，蒙古人马队在欧洲所向披靡的时候，欧洲骑士的良种马卖相更好，看上去应当更加具有战斗加持作用。可是在蒙古人针对自己马匹耐力强、能吃苦耐劳而设计出来的战术面前， 欧洲人被打败了。拥有阿拉伯马的阿巴斯王朝也被蒙古人占领了首都巴格达。矮小短腿的蒙古马一时成为尊贵品种。机械动力时代来临，蒙古马不再尊贵，现在良种马的王冠回到欧洲和阿拉伯地区精心培育的良种马头上。

没有人会认为开辟一块儿试验田采用杂交的方法育种有什么错误。也没有人认为让马和驴杂交生下拥有马的爆发力和驴子的耐力但无法完成繁殖的骡子有多大错误。

世界上现在有4万头狮子，但有6亿只家猫；有90万头非洲水牛，但有15亿头驯化的牛；有5000万只企鹅，但有200亿只鸡。自1970年以来，虽然人类的生态意识不断提升，但野生动物族群仍然减少了一半（并不是说它们在1970年很繁盛）。 1980年，欧洲还有20亿只野鸟，到了2009年只剩16亿只，但同年欧洲肉鸡和蛋鸡的数量合计达到了19亿。目前，全球大型动物（也就是体重不只是几公斤而已）有超过90%不是人类就是家畜。

人类驯化了植物当作农作物、经济作物和观赏植物，甚至投资标的；人类驯化了动物做家禽家畜和宠物。数千年来，人类通过选择性育种或人工选择，获得了自己想要的物种改良。可以肯定，如果没有基因科技出现，人们也许根本不会考虑这么做有什么伦理问题，也不会担心有什么危险降临。可是转基因农作物改变了这些认识。

转基因植物是指将从动物、其他植物或微生物中分离出的目的基因，导入到植物、作物的基因组中，并且可以稳定遗传给下一代的一类植物，可以是原有性状发生改变，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。涉及到的研究技术有：植物抗虫基因工程、抗病基因工程、植物抗逆基因工程、植物品质改良的基因工程、植物叶绿体基因工程和植物生物反应器等等。
近年来，逐渐通过诱变改变了物种的基因组。而遗传工程作为直接操纵DNA、由人外部育种和突变是自20世纪70年代产生的。

世界转基因食品生产国（2005年）

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转基因技术简史（维基百科）

• “遗传工程”这个术语最早由杰克·威廉姆森在1951年——也就是DNA在在遗传中的作用得到了阿弗雷德·赫希和玛莎·蔡斯的证实的前一年——出版的科幻小说“龙之岛中创作。

• 1953年，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克发现DNA分子具有双螺旋结构。斯丹利·温鲍姆的1936年的科幻故事普罗透斯岛（Proteus Island）中探索了直接遗传操作的一般概念。

• 1972年，保罗·伯格通过将来自猴病毒SV40的DNA与λ病毒的DNA结合而产生了第一个重组DNA分子。

• 在1973年，赫伯特·博耶和斯坦利·科恩通过将抗生素抗性基因插入到大肠杆菌细菌的质粒中而产生了第一个转基因生物。

• 一年后，鲁道夫·耶尼施通过将外来DNA引入其胚胎中创建了一种转基因小鼠，使其成为世界上第一个转基因动物。

• 这些成就导致了科学界对基因工程的潜在风险的关注，这些问题首先在1975年的阿西洛马会议上进行了深入讨论。这次会议的主要建议之一是，在技术的安全性得到确认之前政府应加强对重组DNA研究的监督。

• 1976年，赫伯特·博耶和罗伯特·史旺森创立了遗传工程公司基因泰克（Genentech），该公司在大肠杆菌中生产了人类蛋白生长抑素。

• 基因泰克在1978年宣布生产转基因生产的人胰岛素。

• 1980年，美国最高法院在Diamond诉Chakrabarty案中裁定，遗传改变的生命可以获得专利。此种借由细菌生产的胰岛素以“优泌林”作为品牌名称，在1982年经美国食品药物监督管理局批准销售。

• 丁香假单胞菌：20世纪70年代，威斯康辛大学麦迪逊分校的研究生史蒂文·林多（Steven Lindow）与D.C.阿尔尼（D.C.Arny）和C.韦瑟（C.Weather）发现了一种细菌，它被认为是在冰成核过程中发挥作用的丁香假单胞菌，并在1977年发现了一种突变的减冰细菌。 林多博士（现在是加州大学伯克利分校的植物病理学家）后来成功创建了一个重组减冰细菌。

• 1983年，一家生物技术公司先进遗传科学公司（Advanced Genetic Sc​​iences，AGS）申请美国政府授权，使用丁香假单胞菌的减冰菌菌株进行田间试验，以保护作物免受霜冻，但环境组织和抗议者通过法律挑战推迟了此项田间试验四年。

• 1987年，随着加利福尼亚的草莓田和马铃薯田的喷雾，丁香假单胞菌的减冰菌菌株成为第一个被释放到环境中的转基因生物[29]这两块测试田在测试开始前一天晚上都遭到活动家团体攻击：“世界上第一的试验田吸引了世界第一的捣蛋鬼”。

• 1986年在法国和美国进行了转基因植物的第一次田间试验，实验植物为一种抗除草剂的转基因烟草。

• 中华人民共和国是第一个将转基因植物商业化的国家，1992年引入了抗病毒的烟草。

转基因培育的黄金大米与普通大米

• 在1994年，佳基因公司（Calgene）获批将Flavr Savr番茄（一种具有较长的保质期的转基因番茄）投入市场，同年欧盟批准转基因抗除草剂溴苯腈烟草，使其成为在欧洲商业化的第一个转基因作物。

• 1995年，马铃薯作物Bt Potato在经美国食品药品监督管理局和美国环境保护局批准安全使用，成为美国第一个批准的抗虫转基因作物。

• 2009年，11个转基因作物在25个国家商业化生产，主要为美国、巴西、阿根廷、印度、加拿大、中国、巴拉圭和南非。

• 2010年，克莱格·凡特研究所的科学家创建了第一个合成基因组并将其插入空的细菌细胞。得到的细菌，名为“辛西娅”（Synthia），可以复制和产生蛋白质。

• 在2014年，开发了一种细菌，其复制含有独特碱基对（非腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、鸟嘌呤）的质粒，是首个使用扩展遗传字母表的生物体。

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公众对转基因保持高度关注，主要集中在转基因食品方面。

欧洲环保主义者抗议转基因大会在欧洲召开

转基因食品争议是指关于食用转基因作物及其副产品、在食品生产中利用基因工程技术等方面的争议。这场争议与消费者、生物技术公司、政府管理者、非政府组织和科学家都密切相关。

关于基因改造食品的争论核心包括：转基因食品的上市标注、政府管理者的责任、相关科学研究的目的、转基因作物对环境和健康的影响、对害虫之抗药性的影响、对农业生产者的影响和转基因作物对满足全球粮食需求的作用。

公众往往担心转基因食品有害健康，但科学界的共识是此类转基因作物及其副产品的健康安全风险并不高于传统食品，也就是说转基因作物的安全性是可以保证的。对转基因食品的安全评估始于鉴定该食品是否与同类非转基因食品「实质等同」，后者是那些已经被确认无害的传统食品。目前还没有报告宣称转基因食品在人身上造成疾病。虽然针对转基因生物产品的标注在许多国家是强制性的，但美国和加拿大并不执行类似政策，在市场上转基因食品和传统食品是没有差别的。

对转基因的争执源于这样一种担心：
如果转基因技术用于人会怎样？下属情形都可能发生：

• 给一个人的受精卵植入一段基因可以免除某种癌症；
• 一个人的卵子被分裂成很多个，而且都已受精，现在从中选择最优的留下，其余的抛弃；
• 敲除一个人的懒惰基因（如果有的话），然后培养没有这个基因的后代；
• 植入强化体力和智力的基因；
• 植入可以无视肮脏环境和气味的基因，而让这个人未来从事那些工作；
• ......

如此，就出现了《美丽新世界》里面的可怕场景，就出现电影《云图》里首尔餐厅服务员喝着用自己同类身体蛋白质制作的索普（Soap）的场景。

“如果戏剧的第一幕出现了枪，那么第三幕这把枪就会击发。”

这种假设完全不是危言耸听，而我们完全没有准备，都不知道应该怎么办。

5 遗传、基因、DNA&RNA、基因图谱、光怪陆离的蛋白质
5.2 基因：从动植物经验培育到转基因阴影