互动科普

为什么转基因大豆不怕草甘膦？

转基因大豆中转入了抗草甘膦根癌农杆菌CP4菌株中编码CP4-EPSPS酶的基因cp4-epsps，用它代替植物本身被抑制的EPSP酶，使得莽草酸代谢得以继续进行。也就是说，当草甘膦抑制植物的EPSP酶时，转入的外源基因表达出的CP4-EPSP酶不会受到草甘膦的影响，因此不会阻断莽草酸代谢途径。这就是抗草甘膦除草剂作物的原理。

草甘膦不仅用于转基因抗除草剂作物的种植，在传统的非转基因作物种植中也已经使用了很长时间。区别在于，抗草甘膦的作物可以在生长过程中喷洒草甘膦除草，非转基因作物只能在生长过程前后使用。这也使得在种植转基因大豆的农田上可以高效使用免耕法，也称保护性农作（conservation tillage），以降低对土层的扰动，尽可能保留秸秆，最终提高土壤有机物含量，提升产量，并减少水土流失。

创建一条不受草甘膦影响的莽草酸途径

抗除草剂基因表达的蛋白安全吗？

需要说明的是，在人及其他高等动物体内，芳香族氨基酸是通过食物获得的，不需要自己合成，因此不存在植物和微生物体内的“莽草酸途径”，更不存在“人体合成氨基酸的过程被草甘膦抑制”的问题。

抗草甘膦大豆在结出的子实（大豆）里面，表达耐草甘膦抗性蛋白的含量是极其稀少的。这种对草甘膦产生作用的酶，主要储藏在大豆的茎叶中，它是生物合成蛋白质过程中的一种中间产物，而在最终的产物（大豆蛋白）里面含量极低。

为了保证转基因大豆的安全，科学家们能够从分子水平上检测新表达出来的氨基酸链可能是什么蛋白，并与医学研究中的过敏原库进行对比。如果表达出来的蛋白质有可能成为过敏原，就要对转入的基因进行修改，或者不用这种基因。最终评价安全与否，都要用大量的实验来检测。

在做安全性评价的动物喂养实验时，按照国际上通行的标准，喂给实验动物吃的不仅有转基因大豆制品，还有不是从大豆里面直接提取的，而是基因重组的工程菌生产的单一蛋白质。目前已获得转基因安全性评价证书的转基因食品，都是经过了严格的实验验证的，可以放心食用。

大豆中是否会有残留的草甘膦并造成危害？

除了种植转基因品种，在常规农业中，草甘膦作为除草剂也得到了大量使用。可以说只要使用合理，最终的农产品是几乎不会有草甘膦残留的。这是因为种植转基因大豆的时候，一般是在作物的苗期（从出芽到开花之前）喷洒草甘膦，在大豆结籽粒的时候是不用喷洒的。而且草甘膦的降解速度很快，因此在最终收获的大豆里几乎没有草甘膦的残留了。

此外，草甘膦为低毒农药，其急性毒性LD50（半致死剂量）为4.3克/千克，比食盐（LD50为3克/千克）的毒性还小，同时，草甘膦的使用在相当程度上减少了“百草枯”等剧毒农药的使用，优化了农田的环境。

（本文发表于《科学世界》2016年2期）