轉基因玉米

自 1995 年抗蟲抗除草劑玉米在美國獲得商業化許可後，轉基因玉米的推廣應用十分迅速。國際農業生物技術應用服務組織 （ISAAA）統計數據表明，從 1996 ～2016 年，全球轉基因玉米累計種植面積達 6 億 hm²。在轉基因玉米種植面積較大的國家中，美國排名第一，2016年達到3500萬hm²，佔玉米總面積的92%；巴西1570萬hm²、阿根廷470萬hm²、加拿大150萬hm²。已登記的玉米轉基因事件達 231 個，其中還不包括中國國內的絕大多數轉化事件 ^[3]  。

在玉米上得到應用的遺傳轉化技術方法及其改進類型多種多樣，各自具有其優點和缺點。最早成功的轉基因玉米報道始於 1988 年的原生質體轉化，最早培育出可育轉基因玉米的遺傳轉化方法是基因槍轉化。通過條件優化，並且多用幼胚和懸浮細胞作受體，獲得瞭如 MON810、GA21、NK603等轉化事件。農桿菌可介導的玉米遺傳轉化技術報道相對較晚，直到日本煙草公司發表基於農桿菌介導的幼胚轉化方法及其標準程序後，在業界應用越來越廣泛，該技術還在得到不斷的優化與完善，使轉化效率得到進一步提高 ^[3]  。

玉米轉基因育種涉及到抗蟲、抗除草劑、優質、抗逆、抗病、高產、生物反應器等多種性狀，研發出的產品中以抗蟲、抗除草劑最多，應用範圍最廣 ^[3]  。

玉米蟲害十分嚴重，但由於玉米抗蟲種質資源極度缺乏，利用轉基因技術培育抗蟲玉米新品種成為玉米育種中的主要途徑。抗蟲基因主要來源於蘇雲金桿菌（Bacillus thuringiensis），稱為 Bt 基因 ^[3]  。

到商業化應用的抗除草劑轉化事件涉及到12個基因。推廣應用的轉基因產品中多為複合性狀產品，其中，來自根癌農桿菌的cp4 epsps應用較為廣泛，孟山都公司獲得的轉化事件 NK603 在後續的抗除草劑育種中使用較多。此外還有一些基因在挖掘和應用之中 ^[3]  。

乾旱、鹽鹼等非生物脅迫因子嚴重影響玉米生產，開展抗逆轉基因玉米新品種培育是解決這個問題的有效手段。但已商業化應用的轉基因抗逆玉米僅有 1 例 ^[3]  。

玉米制種問題一直困擾着種業發展，研發智能不育親本具有很重要的意義。已商業化應用的雄性不育基因僅 4 個，而真正商業化推廣的僅有1個轉化事件32138，該轉化事件由杜邦先鋒公司利用農桿菌介導的轉化方法獲得，涉及 ms45 和zm-aa1 兩個來自玉米的基因 ^[3]  。

尚沒有抗病轉基因玉米產品商業化，但其前景光明 ^[3]  。

迄今為止，已商業化的優質轉基因玉米產品僅有1個，即Renessen LLC公司通過基因槍轉化法，把穀氨酸棒狀桿菌（Corynebacterium glutamicum）中的二氫甲基吡啶酸合成酶基因cordapA轉入玉米，獲得可提高賴氨酸含量的轉化事件 LY038 ^[3]  。

提高玉米產量是玉米育種的永恆主題，這裏的產量傳統上是指食用或飼用的子粒產量，現在也指加工後的生物乙醇產量。提高子粒產量的轉基因途徑探索不多，其中有意義的例子包括杜邦先鋒公司把玉米本身的ARGOS1（ZAR1）基因進行過表達，發現可提高玉米生長量、子粒產量和抗旱性，當把該基因的兩個優良等位基因進行基因疊加後，產量和適應性會更好 ^[3]  。

養分高效利用的玉米轉基因產品尚未商業化應用，但研究上取得了一定進展。總體來説，提高氮磷鉀利用效率的研究成果公開發表的還不多 ^[3]  。

玉米是用於生物反應器很好的作物之一，每hm²玉米可產重組蛋白74～740 g，利用玉米進行生物反應器產品開發取得了突破性進展。ProdiGene 公司在 1997 年利用玉米生產抗生物素蛋白 avidin，先鋒公司在1999年利用玉米生產抑酶肽。針對產生腸毒素的大腸桿菌（導致腹瀉）的疫苗原型已進入臨牀 I 期評估中，轉基因玉米表達的目標蛋白是大腸桿菌熱不穩定腸毒素的B亞基（LTB）。另有一些針對細菌和病毒的轉基因玉米疫苗產品處於臨牀前期的評估階段。另外，玉米也用於其他蛋白或代謝產物的生產 ^[3]  。

近年來聚合多個基因的基因疊加（gene stacking）技術得到飛速發展，其中包括僅涉及一個性狀的基因疊加和涉及多種性狀的基因疊加。在遺傳轉化環節通過多基因單載體轉化、多基因多載體共轉化等實現基因疊加是重要途徑，獲得了一批有重要價值的複合性狀轉化事件 ^[3]  。

在商業化應用的複合性狀轉化事件中，大多數是通過不同轉化事件之間的雜交後代篩選獲得的。其中主要是抗蟲抗除草劑兩個性狀複合的事件，但也有抗蟲優質、抗蟲高產（乙醇產量高）、抗除草劑高產、抗除草劑抗旱的轉化事件 ^[3]  。

轉基因作物的安全性問題主要體現在以下方面：可能發生基因漂移，外源基因可能會通過雜交的方法從轉基因作物轉入非轉基因作物中，影響非轉基因作物的生長，從而對生物羣落結構造成影響。可能導致過敏，外源基因表達的蛋白質可能是過敏原，導致一些人羣發生過敏反應。超級雜草問題，轉基因作物因其優勢更容易生存下來，其抗性基因片段在環境中的概率就會增加，可能會傳給野生雜草使其變為除不去的超級雜草。但這些安全問題也不用特別擔心，因為要表現出新性狀 , 必須具有一定的水肥等條件，以及配套的種植技術。由於生殖隔離的存在，它們很難與其他植物雜交，花粉傳播的距離有限、存活時間有限 ^[4]  。

當地時間2022年10月3日，肯尼亞內閣批准了轉基因玉米的商業化，允許開放種植和進口。 ^[6] 

中國關於轉基因食品安全立法存在立法層次低、部門協調不好等問題，如現階段法律僅侷限於一些行政法規和部門規章，尚未見一部從整個生物安全角度對轉基因生物技術及產品的監督管理作出全面、系統規定的高立法層次的綜合法律 ^[5]  。

當前轉基因相關法律和法規在執行中出現很多現實難題，如機構設置、安全性認定和商業種植認定等。此外，依託一些科研院校進行安全性認定和資質評定出現了信息不對稱狀態下的認定失責和監管不力現象，加劇了公眾的恐慌和不信任 ^[5]  。

由於缺少相關轉基因安全知識的宣傳普及，而公眾用來獲取相關資訊的各大網站、社交平台等媒體又存在一些失真的內容和報道，導致公眾對轉基因農產品的食用安全性產生了極大的誤解。另外，當前中國的轉基因論戰，“挺轉”和“反轉”意見分歧較大，且相關人士和羣體的知識結構和儲備差異甚大，因此客觀且理性的對話較為欠缺，加劇了公眾的猜想和擔憂，對政府監管和公信力形成較大壓力 ^[5]  。