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农业生物技术：转基因作物15年来对农艺和环境影响的思考与反思 摘要：转基因（GM）作物的品种，主要是大豆，玉米，油菜（油菜）和棉花，1996年转基因作物第一次商业化。2011年，转基因作物的种植在29个国家达到了14800万公顷，主要是在美洲和亚洲，但欧洲没有种植转基因作物，在欧洲，由于担忧转基因作物损害环境和对人类健康有不利影响，所以它们的引入一直存在争议。本文回顾了过去15年里有关转基因作物对农艺性状和环境影响出版的文献。总体而言，在发达国家和发展中国家，转基因作物的影响主要是农艺性状上和环境上的积极影响。而转基因作物的负面影响还未体现在大规模的田野中。转基因作物对农艺性状的影响，出现了单位面积产量的增加，主要是由于提高了害虫（如昆虫）和杂草的控制减少了损失；在具有抗虫性的转基因作物附近种植传统作物，对传统作物是有有益的，归功于所谓的“光环效应。转基因作物对环境的影响，减少杀虫剂的使用对非靶标生物和有益生物有好处，以及对地表和地下水污染的影响不太严重；与使用农药相关的人类健康问题也下降了。同样重要的是伴随着能源投入的减少，碳足迹也减少了。然而需要指出的是识别转基因作物的成功或长寿依赖于在目标杂草和昆虫中抗性建立的速度。然而，在一些害虫中已经检测出了耐转基因植物抗性，这表明科学家和农民不能自满。当前的转基因技术像传统的农药一样作为防治害虫的一种手段是相对短暂的，良好的管理将决定转基因技术被肯定后能持续多长时间。然而，转基因是一个相对较新的科学，转基因技术是相当短暂的可能性是相当大的。 前言现代生物技术包括生物以及生物组分的操作技术。生物组分技术如基因工程技术，它提高了处理有利于人类的特定任务的能力。最初沃森和克里克在20世纪50年代早期发现（Watson和Crick，1953）了脱氧核糖核酸（DNA）的分子结构，现代生物技术都集中在农业，园艺，环境修复，医学和法医学等遗传操作方面[1]。特别是自1996年以来，第一个转基因（GM）作物的商业化成为可能。转基因（GM）作物的商业化发展已经引起了争议，因此许多国家参加了全球转基因作物会议。会议争论的焦点是转基因作物能否对环境，经济和社会产生效益，或能否引起环境，经济和/或社会问题，自第一个转基因（GM）作物商业化以来，20世纪90年代早期到中期的不同学者就强调转基因作物可能带来的影响（e.g. Fox, 1993 Mannion, 1995a,1995b, 1995c; Morse, 1995; You et al., 1993）等。以上争议的现实性在一些论文中被提出，例如Barfoot and Brookes（2008），Lemaux (2008) and Ronald (2011)提出尽管社会经济问题往往应该优先考虑，但这些出版物主要是讲科学界/农业界问题。而由Lemaux（2009）写的一篇论文（2009）是个例外，它主要是写与转基因作物有关的环境问题等；本文采用了重点强调转基因作物对农艺和环境影响的方法，包括对能源和碳足迹问题的思考；本文还及时考虑到地理空间变化对与发达国家与发展中国家的温饱和商业化农业相关的转基因作物的影响；另外到现在为止已经对转基因作物的影响进行了大量的室外实验，而不只局限于室内实验。基本问题是：转基因作物实际上对环境和生态有利还是有害？本文也及时考虑到世界农业所面临的挑战，尤其在一个气候变暖和变幻莫测的世界中 (for commentaries,see Fedoroff, 2010; Fedoroff et al.,2010).迅速增长的人口。还有重要的是过去的政治家和政策的制定者的经验能否给我们一些启发，尤其是世界人口预计从2010年的670亿增加到2050年的910亿-930亿。（Population Reference Bureau, 2011; United Nations, 2009）（see comments by Sa′nchez, 2010）reviewed Martineau，2001），由美国食品和药物管理局（FDA）1994年批准上市。与传统的方法包括在水果绿色时收获然后人为用乙烯催熟相比，在收获水果前，用基因工程改变了番茄的成熟期，这样增加了水果留在藤上的时间，水果的口感就会更好。用基因工程改变番茄的成熟期只取得了有限的成功，主要是因为抗转基因组反对。尽管至今为止没有对消费者健康造成不利影响，但是1999年停止生产。自那之后，许多农作物通过基因修饰表达了一系列的优良性状，例如番木瓜的抗病性，增强水稻中维生素含量，马铃薯的抗病性，延迟了甜瓜的成熟。在近年的检测中发现，（see Copping，2010），像通过基因修饰表达了一系列的优良性状对植物有利的例子很多。然而，与主要的谷类作物如主要的商业转基因产品大豆，油菜（canola