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论中国生物工程发展方向  

2009-01-08 16:36:04|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                                                          那中元   杨红军

            论中国生物工程发展方向 - 江苏省丰谷种业有限公司 - 江苏省丰谷种业有限公司

       据悉中国又要加大支持转基因技术力度,心头十分沉重。
      我们先不去讨论有争议的转基因可能存在的生物污染、生态污染和对生物多样性的破坏等问题,我们假定这些污染和破坏即使不存在,转基因技术在中国现在条件情况下,有无增大支持力度的必要,和中国的生物工程和生态农业问题有无新途径可能的问题。
(一)转基因技术的理论基础问题
      转基因技术问题曾是世界生物科学最热门的头号生物科学,人们曾对其寄予了改造世界的全部厚望。然而,这种技术的“坚实”的理论基础,首先是建立在对基因功能的定位上,基因功能定位的最重要的理论基础,又是一个基因对应于一种蛋白,可主宰产生一种功能或性状。因此,按“理论”只要找到一种与某种蛋白相关的基因,就能主宰这种蛋白表达,从而产生固定不变的相关功能或性状。
      且不说表型表达中“中心法则”的片面所在,事实上,就连一种基因对应控制一种蛋白的最牢不可破的坚实理论基础,也随着人类基因测序的大功告成而破灭了。既然一个基因不能对应一种蛋白,一种成分相同的蛋白也不一定对应一种功能,就存在基因与功能的非线性对应关系,和受若干条件、机制等影响的关系。如何在基因基本功能定位上解决这一科学基础问题,使转基因技术即使在有限的范围内能稳定地发挥作用,是转基因技术倡导者现在必须给予明确解释的时候了。若这一问题解释不清,则是无方向的盲人追象,不可能会有重大成就。
(二)转基因技术在应用上的可行性范围问题
       转基因技术在世界和中国都是首先成功应用简单功能性状的抗虫表达上,如在抗虫棉上的应用。然而回顾一下两年来中国大面积应用抗虫棉的悄然变化,明白人是否能看出一些问题呢?2000年中国首次大规模推广抗虫棉,抗虫效果使很多人不满,2001年不得不急忙推出第二代抗虫棉,然而,今年很多地方抗虫效果仍很难令人满意。并且连续两年都有抗虫棉不抗虫,农民打官司的报道。最近又有报道,中国又有新的更好的超过2001年大力推荐的美国抗虫棉的新转基因品种问世。我们实在忍不住想问,既然一代又一代的新抗虫棉都在抗虫科学实践上不尽人意,而GPIT技术却均能在同等条件下使抗病抗虫和耐虫性能明显增强。是否该是要停止不断利用人们对未知的好奇心不断制造悬念和希望的“高速推陈出新”,而该扎扎实实分析解决一下到底问题所在了吧。
      事实上,最推崇、最成功转基因技术的王国——美国,今年敢于由美国农业部出资铲除了正在申请要全面解禁的、并且正在田间生长的全部“星联”转基因玉米,不仅是和不同科学见解有关,而是理论上科学事实严重地动摇了转基因原定的理论基础;实践上,十年来数百例昂贵的基因治疗无一例真正成功,而去年理论严密、科学依据无懈可击操作设计倍加小心和认真的18岁的基因治疗者,三天内任何抢救都无法缓解负作用而死亡。加之转基因生态污染争论问题的部分证实,很多国家公开抵制转基因作物,才导致如此惊天动地之举在美国成为事实。这难道不值得我们借鉴问一个为什么吗?
       就连简单功能性状的转基因技术,还难通过科学实践应用检验,那么,真正在大量农业生产“三性”应用中的一系列难题,均主要是与表型表达机理相关的,并且是由多基因或基因群互作,且受条件因素影响而产生作用的主要功能性状的技术难题,转基因技术准备如何解决呢?如果连解决的方向都没有的“大海捞针”,在中国的科技实力和财力下,中国是否该再度大力倡导这种带泡沫性质的科学技术呢? 1975年获诺贝尔生物学、医学奖的科学家杜尔贝早就曾忧虑地指出:把基因技术应用描绘得神奇美妙无比的不是那些真正在研究基因科学的科学家们。
(三)现代研究方法临渊羡鱼和望洋兴叹的问题。
      现代科学技术的整体水平的大幅度进步和革命性的进展,使研究手段、方法已达到了几乎是过去神话中才敢想象的地步。正因为如此,人们有了细微、离体研究的几乎一切手段。因此,西方的科学研究方向和方法达到了找到并分析出无数不可辩驳数据的登峰造极的地步,人们也因此进一步陷入找到这些数据则一切问题都可解决的误区。因而,得出大量数据为重要目标的逆向研究方法成了一种最时髦的科学“避风港”。
        一方面是人们对高新设备得出的数据的崇拜心理,导致一些人在迷雾中不得不产生的盲崇;另一方面是无论能否解决多少实际问题,高新科技仪器和手段得出的数据就是发表论文的依据,而论文就是金钱、地位的台阶,这就更为数据成为海洋而推波助浪。然而,现在转基因技术面临的问题不是没有足够多的数据,而是海量数据中到底有多少是和有解决实际问题应用价值功能相关的数据。为什么我们面对海量数据而很少甚至无法得到有用的功能呢?这就是一个必须使许许多多科技人员必须改变惯性思维意识的问题,是一个如何摆对研究方向与研究方法、手段的问题。也就是说研究方法、手段无论多么先进,如果研究方向不对,则就将只有临渊羡鱼而望洋兴叹!皮之不存,毛将焉附?
      我们现有的从海量数据中找功能的研究方法,是逆向研究方法,是从海量数据中来捞出对应功能的金针,离体逆向研究方法在一些简单直观生命现象中,曾经是极其有用的方法。然而,现在研究的目标变了,基因与表达不是简单的非线性对应,也不是一般复杂的非线性对应,再沿用惯性研究思维方式和方法是不可能有可解决重大实际难题的任何重大创新可能的。面对现在的基因工程海量数据困境,正是从中国科学思想体系为研究方向,充分利用西方研究手段、方法和高新仪器使中国人走在基因工程潮头,导向潮流的大好时机。而在基因工程理论基础和相关技术方法没有走出困境之前,去加大转基因研究力度,无疑是肉包子打饿狗。中国的财力打不起,也不应该去打。
(四)科学新途径有没有?
       事实上,转基因陷入进退维谷的尴尬境地,首先是哲学逻辑的错误,其次才是技术理论基础的错误,然后才是对于生物整体主要生理生化功能性状技术方法上的无望,最后才是相关技术方法的无助。当这一系列错误和当今对自然深层机理机制的认识及其他科技水平发展还没有达到可相关促动其难题解决的时候,我们是否能在另辟的新途径中解决我们人类与自然共同需对待解决的问题呢?
       事实上,是完全大有科学新途径可走的。生命本来就是进化的产物,并且还在不断地进化。进化就是运动组合,既有规律性,也有随机性,有主控规律的内在机制,但没有主宰规律的唯一机制。因此,生命才能从为数不多的简单物质中创造出难以计数的物质和物种。而从有限的物质中创造出无限的物质种类,除必备基础条件外,就是不同机制随条件因素的诱发条件结果。而要在一定程度上不违背生物的基本规律,又获得人的所需意愿,就是进行有方向引导的诱发调节,这就是诱导调控。而GPIT理论和技术,就是一条已经不断被证明,虽与惯性思维格格不符,但就是上述思想体系的体现,及在应用上对一系列重大难题有重大系列新突破的生物工程新途径。
       该新途径的一系列科学实践,首先突破并不断证明了基因不是功能性状主宰,其次是在有简单、更附合自然规律的部分条件配合下,能从信息感受度改变、动力学机制改变和能量获取改变这三个生命效率最基础又最复杂的生理生化难题可发生改变,从而至少启动细胞水平的机理机制和整个植物生命体的表型可发生重大变化,有的甚至已是非典型的表型中心法则和非经典遗传理论变化。在应用上至少已表现在:首先攻克解决了植物光合速率大幅度提高的难题;其次是突破了抗自然逆境中为首最难的抗冷耐冻和抗热性共存的悖现实和经典理论的难题,对其他包括阶段性抗旱等一切与细胞水平和能量及效率水平有关抗逆问题自然也就产生了重大突破;再有就是包括抗生物逆境的病、虫 害抗性和高效无害治愈的难题……;从而使品种种质特征相对固有的有效积温、生长速率、肥效率、节水机制、水效率、可逆性生长等很多经典定律理论也可发生动摇。
(五)新途径存在的问题:
(1)GPIT理论:
       GPIT的理论基础首先就是否定“基因独裁主宰论”和表型“中心法则”唯一性。GPIT承认基因是生命不可缺少的最重要基础物质,是有性遗传中最主要的可遗传信息载体,但同时认为生命是一种高度复杂的运动过程精密组合,基因虽是最重要的信息载体单元,虽能基本主宰“种瓜得瓜,种豆得豆”的最基本种质特征,但不等于能主宰表型,性状和功能,因为除基本种质特征外,绝大多数性状和功能都虽也有相当的稳定性,但不是不可改变,而一些新的性状和功能的表达则虽更符合应有的进化规律,但确更运离了“基因独裁主宰”和“中心法则”。当然,要人们一下从认为已找到生命问题根源的基因主宰错误中改变认识,从各方面都还有大量需进一步解决的问题。
(2)GPIT应用:
        多年来GPIT在应用上存在的所谓稳定性问题,正是高度开放性生命系统植物的一个深层次规律的部分展示,因而是不能完全用化学、物理、工程等已习惯的理念和方法来看待解决的问题。这种稳定性不是不可以解决,而是必须对真正的生物途径技术有正确的认识,和按其独有规律性合理应用。因为生物技术也就是“生命系统技术”,与传统化学、物理、工程等本身性质近乎固有不变,也不会引起生物复杂变化的传统途径技术有根本性的不同,不理解这一区别,也就无法正确认识应用好真正的生物技术。事实上,GPIT技术虽几乎在所有作物上,均可表现出同一性趋势的定性,但在具体到各种条件各种作物的最佳效果应用定量上,确很有不同。不仅如此,即使是同一作物的同一品种,不仅存在不同地区、不同土壤气候的不同应用方法,在同一块土壤上,不同节令的应用上都有不同;即使一切条件相同,仅使用GPIT的方法细微不同,有时都能产生不可思议的巨大反差,如在山西对马铃薯干旱时的不同方法,一种处理则半年才出苗但薯块全部完好无损,而另一种处理亩用诱导剂50克,均能亩增产1500斤至2000斤,增产率达38-60%,而同样处理,若亩用诱导剂增加到150克,反而无任何增产效果;在河北的花生完全相同的处理,仅因堆种时间不同,不仅增产率相差70%,所有种质性状让育成该种的专家都不敢相信是自己育成的种;而黑龙江水稻能否高抗病早熟跨积温带种植,仅与处理籽种时的温度方法高度相关;玉米能否稳定早熟达可10-15天以上且高产则与处理种的方法和堆种时间、方法高度相关。这一切简单的方法过去单独应用,对作物根本没有什么明显作用;而这些不同需要的细微变化,在GPIT中却往往能发挥十分重要的作用,产生“基因主宰理论”和“中心法则理论”无法解释的功能性状表型的巨大变化,这难道还不值得深思和引起重视吗?!因此,在应用上,就需要去研究相关规律,并有高素质的人去首先掌握不同地区、不同种质、不同节令、不同条件、不同需要的最佳规律,并传播给有一定素质的人的问题。
      这些简单可行的方法能带来巨大改变的大量的科学实践也充分证明诱导调控表达之门能够开启;同时也将证明,正确的开启深层次自然规律才是现在人类追求的理想目标最重要的新途径。
(六)科学领域能有起码的公平吗?
      上述对生物工程解决人类生产中难题的不同途径问题,一方面是沿基因主宰为中心途径的不断激发好奇心并制造泡沫,但很少有无害解决重大难题的“主潮流”;另一方面虽是悖“主潮流”,但新理论和科学实践能不断在简单可行条件范围内解决很多重大难题,但因其悖“经典理论”和对惯性石化农业措施,特别是对污染残留部分的相悖冲击,而很难得到惯性思维“专家”们公正客观的评价。更为严重的是,在GPIT正确应用已能明显增产、节水、节肥等情况下,有一些人却认为GPIT复杂,常规方法多浇灌一、二次水,每亩多用几十斤化肥也同样能增产;且不说GPIT正确应用能产生的早熟、抗逆等效应,常规技术很难甚至根本无法做到,甚至就是他们认为的增产途径,在化肥农药严重污染、水资源极度紧缺的今天,国家倡导发展可持续农业,每一个公民都应该自觉为子孙后代负责的时代,面对以阳光效率获取的物质和有污染及不可再生能源的投入为代价获取的物质所比较,居然还有人这样宣传,让人极感震惊。更为可悲的是,有的还是职能部门领导,甚至是具高级专业职称的人。这种典型的错误认识若不能得到公开批判,中国科学技术还能有起码的公正基础吗?!GPIT最重要被指责和否定该技术的曾是理论基础问题。如果说过去很多专家,对GPIT自创的新理论持怀疑而否定该建立在大量科学实践重大突破的技术,那么现在转基因技术的最基础理论根据已经被证明是不正确的了,又没有什么重大突破的科学实践为支撑,为什么还要推崇转基因技术?在其新理论还不被认可但有大量科学实践为依据的GPIT,和原本认为理论确凿,但已被科学实践证明是不正确的理论,且又无大量科学实践证明其有效性的转基因技术面前,我们奇怪地看到的是宁可认同惯性中的错误,而不愿去探索一下科学实践不断证明的新理论。
        GPIT在有明确针对性地解决不同环境条件难题应用模式虽还需进一步完善,研究也还亟待完善和拓展,但这本身就是在攻克一个集世界生物工程技术共同需解决的一系列重大难题为一身的导向世界生物工程潮流的伟大而艰巨的任务,即使一些人看不到这一层次,但仅就GPIT未用国家一分科研经费已能科学实践解决的系列重大难题,转基因技术能够确定一个达同样水平的期限和经费预算吗?如果这样的公平比较不行,而且就连起码可发表不同观点的地方也都几乎没有,面对面进行学术辩论则更不可能,这难道就是我们的科学公平吗?这难道就是我们号召支持重大原创科技的环境和摇篮吗?
( 七)国家重大决策时需要“兼听”吗?
       中国历史上,一面之词,一家之言往往能误国、亡国。现在科学失策虽已不会都像战时拿破仑不信轮船而导致海战大败动摇整个战略方针一样快速定成败,但要想很快振兴一个民族,一个国家,却经不起重大科学决策的一再失误了。
  中国百姓的血汗已让明的、暗的腐败分子吸取挥霍得太触目惊心,制造了大量灯红酒绿下的赤贫,让很多人对现在的领导都快要完全失去信心了,难道我们在神圣的科学领域还要再次让科学泡沫的不必要挥霍使人民的血汗去交不必要的“学费”吗?兼听则明,偏听则信的道理难道在科学界中都难于上火星吗?
       面对入世的即将公平竞争冲击,面对我们所有宣传不厌其烦的大吹“支持创新”的今天,我们国家在重大科学前沿决策前,是否该“兼听”一下不同意见再慎重地做决定呢?
       对21世纪生物工程方向途径有重大影响的中国人自己首创的GPIT技术,该不该也得到像舶来的转基因技术类同的重视和支持呢?

(原载2002年第3期《田野》)
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