▲圖為AquaBounty轉(zhuǎn)基因鮭魚農(nóng)場(chǎng)培育的轉(zhuǎn)基因鮭魚。（視覺(jué)中國(guó)/圖）
中國(guó)的轉(zhuǎn)基因鯉魚在技術(shù)上已經(jīng)做好了產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備，但是要拿到安全證書，真正送上人們的餐桌，可能還需要長(zhǎng)時(shí)間的等待。
2015年11月美國(guó)批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因大西洋鮭魚上市，加拿大半年后也批準(zhǔn)這一食用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)品，最近，阿根廷、巴西和印度尼西亞等國(guó)家也相繼開展了這種轉(zhuǎn)基因三文魚的商業(yè)化養(yǎng)殖試驗(yàn)，轉(zhuǎn)基因三文魚有望很快進(jìn)入人們的食譜。而曾經(jīng)領(lǐng)跑世界轉(zhuǎn)基因魚研究、因產(chǎn)業(yè)化受阻而潛水多年的中國(guó)轉(zhuǎn)基因鯉魚也浮出了水面。
1 轉(zhuǎn)了半個(gè)草魚基因
20世紀(jì)80年代初，第一個(gè)轉(zhuǎn)基因小鼠誕生，燃起了各國(guó)科學(xué)家開展轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究的熱情，轉(zhuǎn)基因豬、牛、羊、雞、魚等相繼培育成功，而中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所朱作言研究員團(tuán)隊(duì)則成為轉(zhuǎn)基因魚研究領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。
1984年，朱作言研究員團(tuán)隊(duì)采用小鼠金屬硫蛋白基因啟動(dòng)子與人生長(zhǎng)激素基因編碼序列組成新的重組基因，顯微注射到魚類受精卵，先后獲得轉(zhuǎn)基因泥鰍、鯉魚、鯽魚，并表達(dá)重組人生長(zhǎng)激素，轉(zhuǎn)基因魚生長(zhǎng)速度也顯著快于非轉(zhuǎn)基因魚，并發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)植基因整合的行為與機(jī)制，從而建立了世界上第一個(gè)轉(zhuǎn)基因魚模型。
上個(gè)世紀(jì)八十年代初僅歐美等極少數(shù)實(shí)驗(yàn)室有能力進(jìn)行基因克隆，可用于育種的基因很少，朱作言研究員團(tuán)隊(duì)建立的這些轉(zhuǎn)基因魚模型是第一次探索農(nóng)藝性狀的轉(zhuǎn)基因研究，研究人員也沒(méi)有過(guò)多考慮產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用問(wèn)題。不過(guò)生長(zhǎng)快速一直是動(dòng)物育種的主要目標(biāo)之一，如果能通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，培育生長(zhǎng)快速的魚類新品種，有望產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
不久，朱作言研究員團(tuán)隊(duì)研究人員就提出了“全魚”基因的設(shè)想，所謂“全魚”基因，是指研制轉(zhuǎn)基因魚所用的重組基因元件全部來(lái)自魚類自身。他們自主克隆出鯉魚的肌動(dòng)蛋白基因序列和草魚的生長(zhǎng)激素基因序列，利用鯉魚肌動(dòng)蛋白基因啟動(dòng)子序列與草魚生長(zhǎng)激素基因編碼區(qū)序列拼接成新的“全魚”重組基因，再將“全魚”重組基因顯微注射到鯉魚受精卵內(nèi)，育成了具備產(chǎn)業(yè)化潛力的轉(zhuǎn)“全魚”生長(zhǎng)激素基因鯉魚。
顯然，“全魚”轉(zhuǎn)基因鯉魚其實(shí)只含有“半”個(gè)草魚生長(zhǎng)激素基因。之所以選擇草魚生長(zhǎng)激素基因，主要因?yàn)椴蒴~是鯉魚的近親，都是鯉形目鯉科的物種，鯉魚和草魚也能雜交產(chǎn)生后代，而且草魚體型比鯉魚大，生長(zhǎng)速度也比鯉魚快，研究人員推測(cè)草魚生長(zhǎng)激素基因能更有效地促進(jìn)轉(zhuǎn)基因鯉魚生長(zhǎng)。事實(shí)也證明這種推測(cè)是正確的，轉(zhuǎn)基因鯉魚生長(zhǎng)速度比普通對(duì)照魚快40%以上，成年體重是對(duì)照魚體重的2倍以上，而飼料轉(zhuǎn)化率也能提高近20%,轉(zhuǎn)基因鯉魚能在養(yǎng)殖當(dāng)年上市，節(jié)省了大量飼料和人工。
2 輸給加拿大三文魚
鯉魚是我國(guó)的重要養(yǎng)殖魚類，雖然不屬于中國(guó)“四大家魚”,但是產(chǎn)量排在我國(guó)所有養(yǎng)殖魚類的第四位，僅次于草魚、鰱魚和鳙魚。最近幾年鯉魚年產(chǎn)量達(dá)300萬(wàn)噸以上，占淡水魚總產(chǎn)量的12%左右，是海水養(yǎng)殖魚類總產(chǎn)量的2倍以上。一旦轉(zhuǎn)基因鯉魚實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將有望產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
最初，中國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)的轉(zhuǎn)“全魚”生長(zhǎng)激素基因鯉魚在國(guó)際轉(zhuǎn)基因魚研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)中一直是處于領(lǐng)先的。1991年中國(guó)轉(zhuǎn)“全魚”生長(zhǎng)激素基因鯉魚培育成功，2000年完成中試，之后又開展了轉(zhuǎn)基因鯉魚的生產(chǎn)性能測(cè)定、食用安全和生態(tài)安全評(píng)價(jià)等一系列試驗(yàn)，這些研究均早于加拿大轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因三文魚。不過(guò)2000年以后，中國(guó)轉(zhuǎn)基因鯉魚一直停留在環(huán)境安全評(píng)價(jià)階段，而加拿大轉(zhuǎn)基因三文魚卻經(jīng)過(guò)不懈努力和漫長(zhǎng)等待，2010年通過(guò)美國(guó)FDA食用安全許可，2012年又通過(guò)美國(guó)FDA的環(huán)境安全性評(píng)估，最終于2015年11月獲得美國(guó)FDA的上市批準(zhǔn)，成為國(guó)際上第一個(gè)獲準(zhǔn)上市的食用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，完成了對(duì)轉(zhuǎn)基因鯉魚的逆襲。
當(dāng)然，加拿大轉(zhuǎn)基因三文魚之所以能上市，主要因?yàn)樗膫€(gè)原因，首先三文魚是西方國(guó)家的重要食用魚類，以肉質(zhì)鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富著稱，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，2015年美國(guó)進(jìn)口大西洋鮭魚近28萬(wàn)噸，產(chǎn)值達(dá)21億美元；其次由高科技企業(yè)主導(dǎo)，并有風(fēng)險(xiǎn)投資跟進(jìn)，雖然中途多次面臨審批受阻和財(cái)務(wù)危機(jī)，但是一路鍥而不舍，堅(jiān)持了二十多年；第三是在技術(shù)和設(shè)施上保障轉(zhuǎn)基因三文魚對(duì)生態(tài)環(huán)境不造成影響，將生產(chǎn)用的三文魚制備成三倍體，不能繁殖后代，該公司還采取了一系列物理措施防止轉(zhuǎn)基因三文魚逃逸，打消了評(píng)審專家對(duì)轉(zhuǎn)基因三文魚影響生態(tài)環(huán)境的顧慮；最后是美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局的科學(xué)審批，雖然轉(zhuǎn)基因三文魚也面臨很多的反對(duì)聲音，美國(guó)FDA在審批過(guò)程中一度比較謹(jǐn)慎，但是最終還是在科學(xué)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上作出了批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因三文魚上市的決策。
3 何時(shí)拿到安全證書
自上世紀(jì)90年代以來(lái)，與轉(zhuǎn)基因三文魚一樣，研究人員對(duì)轉(zhuǎn)基因鯉魚開展了一系列安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)，從技術(shù)上已完全可確保轉(zhuǎn)基因鯉魚的食用安全性和環(huán)境安全性。
與普通鯉魚一樣，轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長(zhǎng)激素也主要于血液中存在和發(fā)揮作用，而人們?cè)诔贼~時(shí)一般要把魚的血液先排干凈，因此食用轉(zhuǎn)基因鯉魚而攝入的重組生長(zhǎng)激素極其微量。即使攝入微量的重組生長(zhǎng)激素也沒(méi)有安全風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)轸~的生長(zhǎng)激素是一種蛋白質(zhì)，人們?cè)诔贼~時(shí)，會(huì)將魚體內(nèi)的生長(zhǎng)激素一并攝入，而生長(zhǎng)激素也像與其它蛋白質(zhì)一樣，被人體消化成氨基酸，不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不利影響。況且，人類已有數(shù)萬(wàn)年食用魚類的歷史，也就有了數(shù)萬(wàn)年食用魚類生長(zhǎng)激素的歷史，從未發(fā)現(xiàn)存在食用安全問(wèn)題。
當(dāng)然，科學(xué)的問(wèn)題需要科學(xué)的證明。為了驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因鯉魚的食用安全性，中國(guó)疾病預(yù)防控制中心營(yíng)養(yǎng)與食品安全研究所等權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)，按照國(guó)家I類新藥的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)范和實(shí)質(zhì)等同性原則，對(duì)轉(zhuǎn)基因鯉魚進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)學(xué)、毒理學(xué)和致敏性研究，證明轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因鯉魚與普通對(duì)照組一樣不存在食用安全風(fēng)險(xiǎn)。
另一方面，公眾特別是一些生態(tài)學(xué)者則擔(dān)心轉(zhuǎn)基因鯉魚會(huì)不會(huì)對(duì)野生鯉魚的生態(tài)造成破壞，擠壓野生鯉魚的生存空間，或?qū)е罗D(zhuǎn)基因擴(kuò)散無(wú)法控制。其實(shí)，這些問(wèn)題研發(fā)人員早已考慮到，他們首先將轉(zhuǎn)基因鯉魚培育出不能生育的三倍體鯉魚。與加拿大科學(xué)家采用熱休克法制備三倍體轉(zhuǎn)基因三文魚不同的是，朱作言研究員團(tuán)隊(duì)利用在實(shí)驗(yàn)室培育的二倍體轉(zhuǎn)基因鯉魚與湖南師范大學(xué)科研人員培育的異源四倍體鯽鯉進(jìn)行雜交，其雜交后代100%都含有三套染色體，因?yàn)檎?dòng)物只含兩套染色體，因此這些三倍體轉(zhuǎn)基因鯉魚既不能和同類繁殖后代，也無(wú)法與野生鯉魚繁殖后代，這樣就避免了轉(zhuǎn)基因鯉魚釋放后的基因擴(kuò)散問(wèn)題。
為進(jìn)一步驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因鯉魚不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利影響，中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所還專門設(shè)計(jì)和構(gòu)建了一個(gè)面積約為100畝、模擬中國(guó)長(zhǎng)江中下游湖泊生態(tài)環(huán)境的人工模擬湖，該人工湖中的魚類、水草等均模擬典型的自然湖泊生態(tài)，而且不進(jìn)行人工投喂，該湖泊中共放養(yǎng)了12個(gè)科的23種魚，其中包括轉(zhuǎn)基因鯉魚和野生鯉魚。研究人員從分子、個(gè)體、種群和群落等不同水平，全面系統(tǒng)評(píng)價(jià)了轉(zhuǎn)基因鯉魚對(duì)生態(tài)環(huán)境的可能影響，包括基因擴(kuò)散、競(jìng)爭(zhēng)性、生存能力等。有趣的是，最后將湖水抽干發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因鯉魚竟然沒(méi)有一條存活，表明轉(zhuǎn)基因鯉魚在野生環(huán)境的生存能力非常差，也不能將轉(zhuǎn)基因擴(kuò)散到其它物種。結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因鯉魚的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)并不比對(duì)照鯉魚高。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因鯉魚已完成中試，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行轉(zhuǎn)基因生物安全管理相關(guān)法規(guī)，轉(zhuǎn)基因安全評(píng)價(jià)需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究、中間試驗(yàn)、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗(yàn)和安全證書等五個(gè)階段，因此轉(zhuǎn)基因鯉魚要拿到安全證書，需要進(jìn)行環(huán)境釋放和生產(chǎn)性試驗(yàn)兩個(gè)階段評(píng)價(jià)，獲得安全證書后，還需要申請(qǐng)品種認(rèn)定，才能產(chǎn)業(yè)化。據(jù)朱作言院士預(yù)計(jì)，即使一切順利，轉(zhuǎn)基因鯉魚至少還要等5-6年才能游出實(shí)驗(yàn)室，可見(jiàn)科技創(chuàng)新之難。
不過(guò)，目前我國(guó)政府對(duì)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的支持態(tài)度更加明朗和堅(jiān)決，而轉(zhuǎn)基因三文魚上市也給轉(zhuǎn)基因鯉魚樹立了榜樣，在研發(fā)人員和管理部門等共同努力下，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)轉(zhuǎn)基因鯉魚將有望游出實(shí)驗(yàn)室，跟隨轉(zhuǎn)基因三文魚跳上人們的餐桌。
