要點提示：近年來每公頃Bt玉米所表達(dá)的針對玉米根蟲的Bt毒素總量，遠(yuǎn)比為控制根蟲所需要的每公頃約0.2公斤的殺蟲劑用量要多得多;MON88017每公頃表達(dá)了0.62公斤Cry3Bb1，而DAS59122-7則表達(dá)了兩種Cry毒素，總量達(dá)每公頃2.8公斤，超出其取代的外用殺蟲劑量的14倍;SmartStax表達(dá)的六種Cry毒素，三種是針對玉米根蟲，三種針對歐洲玉米螟蟲，據(jù)估計每公頃該作物表達(dá)的Bt殺蟲劑總量為4.2公斤，是2010年常規(guī)殺蟲劑平均使用量的19倍。 轉(zhuǎn)基因作物內(nèi)部產(chǎn)生的大量殺蟲農(nóng)藥，除了少部分存在于果實中的、以及用來作為飼料的少部分莖葉中的、被人畜食用攝入體內(nèi)并可能帶來健康危害之外，絕大部分存在于根莖葉以及花粉中的Bt毒素卻還是都留存在了環(huán)境中，根本就起不到所宣稱的保護環(huán)境的作用!而且相比于外用Bt殺蟲劑在風(fēng)吹雨打日曬下易被降解，這些存在于作物內(nèi)部的Bt毒素則更加難以降解，并泄漏到土壤和水系中，污染環(huán)境。
有研究發(fā)現(xiàn)花粉中的Bt毒素就不能被紫外線降解，能保持活性，并沉積到其它宿主植物上(https://www.jstor.org/stable/25086039?seq=1#page_scan_tab_contents);還有研究發(fā)現(xiàn)“來自含Bt的作物碎片會導(dǎo)致Bt毒素在水體系中富集”
外用Bt農(nóng)藥，只是在害蟲開始滋生之時使用，既可以控制用量也可以控制次數(shù)，噴灑完之后則很快降解;而Bt作物在整個生長期內(nèi)一直都在表達(dá)Bt毒素，很大一部分時間內(nèi)，這是沒有必要的，一方面無謂的增加了環(huán)境中Bt毒素總量，帶來非標(biāo)靶效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)，另一方面，由于害蟲長期接觸到Bt毒素，這會促使害蟲進化出抗性。
轉(zhuǎn)基因Bt抗 蟲作物究竟是否降低了殺蟲劑使用量? 節(jié)選自筆者《盤點那些轉(zhuǎn)基因作物之Bt抗蟲作物篇》 (http://weibo.com/1886394372/EkZ0SBnJ8?from=page_1005051886394372_profile&wvr=6&mod=weibotime，2016年12月7日)
Bt作物的一個承諾就是降低農(nóng)藥殺蟲劑用量，減少環(huán)境污染。讓我們來仔細(xì)審視一下實際情況。
今年以來出現(xiàn)了三個關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物的報告，第一個是美國科學(xué)院(NAS)于5月17日發(fā)布了報告《轉(zhuǎn)基因作物：經(jīng)驗與展望》(Genetically Engineered Crops：Experiences and Prospects)，回顧了20年來轉(zhuǎn)基因作物的方方面面(共四百多頁，其縮寫版簡報可從下述鏈接下載 https://www.nap.edu/html/23395/GE-crops-report-brief.pdf)，關(guān)于殺蟲劑使用，它是這樣說的：自從種植Bt品種以來，玉米和棉花上的合成殺蟲劑使用量下降，某些情況下，同地區(qū)的非Bt品種甚至其它作物殺蟲劑用量也減少，這被認(rèn)為與Bt作物有關(guān)。
第二個是8月31日發(fā)表在《科學(xué)》雜志旗下的《科學(xué)進展》上號稱歷史上最大的轉(zhuǎn)基因作物和農(nóng)藥研究文章《轉(zhuǎn)基因作物和美國玉米大豆中的農(nóng)藥使用》(http://advances.sciencemag.org/content/2/8/e1600850)，來自弗吉利亞大學(xué)、堪薩斯州立大學(xué)、密歇根州立大學(xué)和愛荷華州立大學(xué)的科學(xué)家研究了從1998年到2011年全美五千個玉米農(nóng)場和五千個大豆農(nóng)場的數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)種植Bt玉米的農(nóng)民比種植常規(guī)玉米的農(nóng)民少用11.2%的化學(xué)殺蟲劑，但2011年數(shù)據(jù)已經(jīng)顯示上升趨勢(原文中圖1B)，
第三個是10月29日《紐約時報》頭版頭條重磅調(diào)查文章《對轉(zhuǎn)基因作物美麗承諾的質(zhì)疑》(http://www.nytimes.com/2016/10/30/business/gmo-promise-falls-short.html)，作者分析了來自聯(lián)合國的近20年的數(shù)據(jù)，比較了美國與西歐農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)藥用量，其中關(guān)于殺蟲劑部分，作者發(fā)現(xiàn)自大量種植轉(zhuǎn)基因玉米、大豆和棉花以來，美國殺蟲劑和殺菌劑的用量下降約三分之一，與此形成對比的是，未種植轉(zhuǎn)基因作物的法國，殺蟲劑和殺菌劑用量則下降65%。
可以看到的是，關(guān)于殺蟲劑用量，這三個報告給出的結(jié)論基本是一致的，即轉(zhuǎn)基因作物種植以來，殺蟲劑使用量總體是下降的。還可以看到，雖然Bt作物的出現(xiàn)使得殺蟲劑用量在早期明顯減少，但是到后期，殺蟲劑用量下降趨緩甚至轉(zhuǎn)而呈增長趨勢，假以時日，不排除殺蟲劑用量反而會增加的可能性。筆者分析有如下三個原因：Bt抗蟲作物本身只針對狹小范圍的害蟲(雖然長期來說它對不少非標(biāo)靶動物也有害)，所以對其它害蟲還是要使用殺蟲劑;其次隨著標(biāo)靶害蟲抗性的增加，Bt作物抗蟲效果逐年下降，農(nóng)民還是得使用其它殺蟲劑，用量也逐年增加，比如印度自2006年引入孟山都第二代針對棉鈴蟲的抗蟲棉以來，隨著棉鈴蟲危害越來越大，殺蟲劑用量從2006年的每公頃0.5公斤，增加到了2015年的1.2公斤(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17135-indian-farmers-turn-to-non-gmo-indigenous-seed-in-blow-to-monsanto)，又比如根據(jù)最新報道，由于棉鈴蟲對Bt棉花的抗性增加，美國中南部的農(nóng)民不得不逐年噴灑越來越多的殺蟲劑(http://www.gmwatch.org/news/latest-news/17351-us-mid-south-cotton-growers-are-spraying-bt-cotton-with-pesticides-more-and-more-every-year);第三由于次生害蟲逐漸泛濫，農(nóng)民不得不使用更大量殺蟲劑來殺滅次生害蟲，這有吳孔明的研究數(shù)據(jù)為證。
而筆者這里特別要強調(diào)的是上述三個報告都忽視掉的一點，即它們得出的所謂殺蟲劑用量減少，實際上指的都是外用噴灑的殺蟲劑總量減少了，但是別忘了，那些Bt作物本身就是農(nóng)藥工廠，還表達(dá)了大量Bt毒素蛋白，所有這類研究報告都沒有把這部分殺蟲劑的量計算在內(nèi)。而事實上美國環(huán)保署是把Bt作物中的Bt毒素蛋白當(dāng)作農(nóng)藥來管理并登記在案的(https://www.epa.gov/regulation-biotechnology-under-tsca-and-fifra/epas-regulation-biotechnology-use-pest-management)。
那么Bt作物種植以來，究竟由作物自身表達(dá)了多少Bt毒素蛋白呢?筆者找不到全局?jǐn)?shù)據(jù)，不過第五節(jié)提到的關(guān)于多抗Bt作物非標(biāo)靶和協(xié)同效應(yīng)的綜述文章(?http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fenvs.2015.00071/abstract)?中有一些相關(guān)內(nèi)容：另一個在多抗Bt作物的風(fēng)險評估中常常被忽視的方面是，多抗作物中表達(dá)了大量Bt毒素，遠(yuǎn)比單抗Bt作物多得多。。。而且，盡管頻繁宣傳Bt作物可以減少甚至消除農(nóng)藥的使用，多抗Bt作物中所含有的殺蟲劑遠(yuǎn)比理論上它們所能取代的化學(xué)殺蟲劑多得多。例如，SmartStax轉(zhuǎn)基因玉米含有六種不同的Bt毒素，在新鮮葉子中最高含量大于250ppm，在新鮮根塊中大于90ppm，在新鮮玉米胚乳中大于130ppm，在花粉中大于150ppm，在整個作物中平均含量為90ppm(如下圖，來自原文表1)。
SmartStax中Cry毒素最大濃度。FW：新鮮重量;DW：干重。
另一篇發(fā)表在《歐洲環(huán)境科學(xué)》雜志上的文章《轉(zhuǎn)基因作物對美國農(nóng)藥應(yīng)用的影響---前十六年》(https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/2190-4715-24-24)中則給出這樣的數(shù)據(jù)：近年來每公頃Bt玉米所表達(dá)的針對玉米根蟲的Bt毒素總量，遠(yuǎn)比為控制根蟲所需要的每公頃約0.2公斤的殺蟲劑用量要多得多;MON88017每公頃表達(dá)了0.62公斤Cry3Bb1，而DAS59122-7則表達(dá)了兩種Cry毒素，總量達(dá)每公頃2.8公斤，超出其取代的外用殺蟲劑量的14倍;SmartStax表達(dá)的六種Cry毒素，三種是針對玉米根蟲，三種針對歐洲玉米螟蟲，據(jù)估計每公頃該作物表達(dá)的Bt殺蟲劑總量為4.2公斤，是2010年常規(guī)殺蟲劑平均使用量的19倍。
而另一方面，多年來，多抗作物的種植比例一直在擴大，根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)，到2014年，多抗轉(zhuǎn)基因棉花種植面積占了80%，10年前這一比例是25%，而多抗玉米種植則是從10年前的少于10%增加到了76% (http://www.ers.usda.gov/webdocs/publications/err162/43667_err162_summary.pdf)。如果說單抗Bt作物的Bt毒素表達(dá)量還有限的話，多抗作物的大量種植則極大增加了作物內(nèi)部表達(dá)的毒素總量。而且數(shù)據(jù)顯示多抗Bt作物中單個毒素的表達(dá)量也會比其單抗父本中要高得多(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722)，也就是說，一如Bt毒素之間會產(chǎn)生協(xié)同毒性效應(yīng)一樣，多抗Bt作物內(nèi)的Bt毒素也會促進彼此的表達(dá)量，使得毒素表達(dá)總量遠(yuǎn)大于父本表達(dá)量的簡單加和。
所以，如果計入Bt作物本身所表達(dá)的毒素蛋白，那么是否還能得出Bt作物減少殺蟲劑用量的結(jié)論，將是個大大的問號。而最為可笑的是，這作物內(nèi)部產(chǎn)生的大量殺蟲農(nóng)藥，除了少部分存在于果實中的、以及用來作為飼料的少部分莖葉中的、被人畜食用攝入體內(nèi)并可能帶來健康危害之外，絕大部分存在于根莖葉以及花粉中的Bt毒素卻還是都留存在了環(huán)境中，根本就起不到所宣稱的保護環(huán)境的作用!而且相比于外用Bt殺蟲劑在風(fēng)吹雨打日曬下易被降解，這些存在于作物內(nèi)部的Bt毒素則更加難以降解，并泄漏到土壤和水系中，污染環(huán)境。
例如有研究發(fā)現(xiàn)花粉中的Bt毒素就不能被紫外線降解，能保持活性，并沉積到其它宿主植物上(https://www.jstor.org/stable/25086039?seq=1#page_scan_tab_contents);還有研究發(fā)現(xiàn)“來自含Bt的作物碎片會導(dǎo)致Bt毒素在水體系中富集”(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653515002039);而美國環(huán)保署則設(shè)想了一個最壞情況，即假定一塊10公頃的Bt作物田地上有10%的Bt毒素泄漏入一個面積1公頃、深2米的池塘，科學(xué)家據(jù)此計算出如果這塊田地種植的是產(chǎn)生Cry毒素Vip3A的MIR162轉(zhuǎn)基因玉米，則該池塘里Bt毒素的濃度將達(dá)到0.75ppm(http://link.springer.com/article/10.1007/s11248-010-9442-1);而前述水蚤非標(biāo)靶效應(yīng)試驗文章作者則認(rèn)為實際濃度可能比這要高，因為受污染的往往是比1公頃x2米要小的溪流或池塘(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691516300722)，而且也已經(jīng)有科學(xué)家用Vip3A毒素在0.75ppm的濃度下做過同樣的水蚤試驗，發(fā)現(xiàn)在僅接觸10天的情況下，水蚤的生長速率就大大下降(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20839052);還有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)Bt作物在整個生長期通過滲透液向土壤釋放Cry1Ab毒素(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071707004439)，而這些毒素居然又會被隨后在這塊田地上種植的作物吸收(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19444360)。
所有這些都證明Bt作物中的Bt毒素會大量流失到環(huán)境中，并且難以降解，所謂Bt作物能減少環(huán)境污染，又是一個神話傳說。
也許有人會爭辯說不種植Bt作物就要用其它毒性更大的殺蟲劑，后者的污染更大。可是Bt作物能防治的害蟲種類是有限的，對于Bt毒素不能殺滅的害蟲，本來就仍然需要使用廣譜殺蟲劑，Bt作物并不能代替這部分殺蟲劑的使用。相反Bt作物的殺蟲作用，倒是可以用外用Bt殺蟲劑來取代，特別是在多抗Bt作物的情況下，其表達(dá)的Bt毒素量是常規(guī)外用量的十幾倍，即使外用Bt殺蟲劑存在易被降解的缺點，那么多用幾次，也比多抗Bt作物表達(dá)的Bt毒素量要少很多。關(guān)鍵問題在于，外用Bt農(nóng)藥，只是在害蟲開始滋生之時使用，既可以控制用量也可以控制次數(shù)，噴灑完之后則很快降解;而Bt作物在整個生長期內(nèi)一直都在表達(dá)Bt毒素，很大一部分時間內(nèi)，這是沒有必要的，一方面無謂的增加了環(huán)境中Bt毒素總量，帶來非標(biāo)靶效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)，另一方面，由于害蟲長期接觸到Bt毒素，這會促使害蟲進化出抗性。
可見，轉(zhuǎn)基因抗蟲Bt作物是否真如承諾的那樣降低了殺蟲劑的用量，還存在疑問，若算上作物內(nèi)部表達(dá)的Bt毒素，很有可能實際上是增加了殺蟲劑用量，不僅加重了對環(huán)境的污染，還迫使人和動物直接食用了Bt毒素，而在未種植Bt抗蟲作物之前，人畜食用Bt毒素殘留的可能性微乎其微。而另一方面，所有研究都確定無疑地表明，種植轉(zhuǎn)基因作物以來，除草劑用量倒確實是大大增加了。????
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