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《農業生物技術》評論文章之三 「利用生物技術改進畜牧業」
(Improving Animal Agriculture Through Biotechnology)
賓夕法尼亞州州立大學動物營養學名譽教授
特裏•埃瑟頓
(Terry Etherton, Distinguished Professor of Animal Nutrition
The Pennsylvania State University)
前言
二十年來﹐生物技術發展形成的新工藝､新產品已經給農業和社會帶來好處。從1996年到2002年﹐轉基因農作物在全球的種植面積從170萬公頃擴大到5810萬公頃﹐即35倍﹐而且其中四分之一以上是在發展中國家。然而﹐雖然對人類的糧食､水果等轉基因作物的好處已經有大量的討論﹐但是﹐圍繞轉基因作物對增進食用家畜的健康的巨大作用以及它對減少家畜糞便對環境影響的效力﹐卻缺少公共辯論。
採用現代生物技術產品對於增加糧食產量､滿足不斷增長的人口吃飯需要具有重要意義。
生物技術提高產量和生產效率(以每生產一單位的牛奶或肉制品所用的飼料量計算)﹐它在很多國家得到發展並且得到商業應用許可。新型生物技術產品提高了食品安全﹐增進了牲畜的健康。
生物技術對改善畜牧業也具有很大潛力﹐例如﹕減少動物排泄物及其磷氮含量和氣味。發展並使用這些生物技術將有助於保護環境。
在美國﹐新型農業生物技術要取得商業應用許可﹐必須接受聯邦管理當局的審核﹐以確保這些技術的功效､消費者的安全及動物的健康和正常生活。生物技術要成功地在農業上發展運用﹐就必須使社會大眾從科學､經濟､法律､道德及社會等各層面對其有更多的了解。這篇文章的目的﹐是概括對畜牧業生產力具有影響的現行和新興的農業生物技術﹐並敘述它們現在或在未來可能給食品安全和環境帶來的益處。
家畜飼料
對來源於轉基因作物的飼料成份的科學評估﹐主要依靠對肉牛､豬､羊､魚､乳牛､肉雞､蛋雞的分析研究﹐內容包括﹕營養成份分析､消化率計算和牲畜表現評估。這些研究顯示﹐來自轉基因作物的飼料在營養成份上與非轉基因作物飼料相同。用轉基因作物飼料﹐如穀物､青貯飼料､飼料草等餵養的牲畜﹐其生長率和產奶量與用非轉基因飼料餵養的牲畜一樣。也有研究顯示﹐經過基因改良的抗"玉米螟"的玉米在某些生長條件下﹐比較不容易受毒枝菌素(Mycotoxins)──真菌或黴菌所產生的毒素──的感染﹐因此﹐用它作飼料對牲畜更為安全。
代謝調節質
代謝調節質(metabolic modifier)是能夠以具體和指定的方式改變牲畜的新陳代謝能力的復合物。代謝調節質的總體效果包括﹕提高生產效率(每一單位飼料所增加的體重或產奶量)､改進家畜的肉質(肉與脂肪的比例)､增加產奶量以及減少牲畜糞便排泄量。
美國批準在畜牧業中採用的第一項現代生物技術﹐是用於乳制品行業的牛生長激素(bovine somatotropin﹐簡稱bST)。每隔14天給乳牛注射一次結構重群組的bST﹐可以增加產奶量﹐提高生產效率(奶量與飼料之比)﹐並減少排泄。在美國﹐bST使產量提高大約10%到15%﹐約合每天四至六公斤﹔如果有極好的管理和照料﹐產量會更高。bST自從1994年開始在美國進入商業銷售以來﹐得到越來越普遍的使用﹐目前的bST乳牛數量為300萬頭。bST在全世界19個國家得到商業使用。
生物技術為養豬業開發出豬生長激素(porcine somatotropin﹐簡稱pST)。在豬的成長過程中使用重群組pST﹐可以加強肌肉生長﹐減少脂肪儲存﹐從而得到瘦型豬﹐具有較高的市場價值。使用pST的豬有較強的營養吸收能力﹐進而提高飼料的利用率。在美國﹐pST正在接受美國食品和藥物管理局(FDA)的檢驗。pST在全世界14個國家得到商業使用。
轉基因作物減少磷氮排泄
從糞肥中流失的磷會對湖泊河流的水質造成巨大影響。豬和家禽排泄物的含磷量很高﹐因為這些牲畜以吃穀物和油籽為主﹐而其中60%到80%的磷不被消化道吸收﹐進而成為糞便排出。這樣﹐必須在豬和家禽的飼料中加入大量的磷﹐補充豬和家禽對磷的需要。反芻動物──如牛､綿羊､山羊──的消化系統能夠較有效地吸收磷﹐因此沒有這樣的問題。針對豬和家禽的情況﹐科研人員利用生物技術發展出一種特殊的､能夠給它們帶來更多磷的轉基因玉米﹐採用這種玉米也有可能進一步減少豬和雞排泄物中的磷含量。另外﹐研究人員培育出相似的轉基因大豆﹐用它製作的飼料含磷量比普通大豆的要高。研究顯示﹐含有轉基因玉米和大豆的飼料能夠將豬和雞所排泄的磷減少50%到60%。因此﹐在豬和雞的飼料中加入這些特殊的轉基因玉米和大豆﹐有可能大幅減少對環境的影響。
氨基酸成份得到改善的轉基因作物很有可能減少氮的排泄﹐尤其是對豬和家禽而言。氮會污染地下水和地面水﹐促成"酸雨"﹐而酸雨增加土壤的酸度﹐並發出氣味。增加穀物中的賴氨酸(amino acid lysine)､甲硫氨酸(methionine)､色胺酸(tryptophan)､蘇氨酸(threonine)和其他基本氨基酸的含量意味著﹐可以通過低蛋白質飼料滿足豬和家禽所需的基本氨基酸。這種飼料含有較少的最終需要通過尿液排出的其他氨基酸。在豬和家禽的飼料中採用這些轉基因作物將可大幅減少被排泄到環境中的氮﹐例如尿素。
食品生物技術的安全
評估上市新食品的安全性的做法在美國有著長期歷史。對於動植物生物技術的評估是建立在科學的基礎上﹐而且非常嚴格。新型動植物生物技術的發現與發展﹐是走向農業生物技術產品商業化的環節之一。
管理程式中的一個重要內容﹐是檢查轉基因作物､轉基因動物或者使用了生物技術產品(如bST)的動物的構成等同性(equivalence of composition)。具有等同性將敘述﹐經過基因改良的作物或動物沒有因此發生實質上的改變。對這種對比式的安全評估效用的最好證明是﹐過去十年來雖然種植的轉基因作物達2.23億公頃以上﹐但是沒有任何資料顯示它們對人類､動物或環境產生了影響。同樣﹐也沒有資料顯示﹐當今得到最迅速採用的牛飼料中的bST﹐給人們食用由此而來的牛奶和牛肉帶來任何不良作用。
結論
由生物技術帶來的無數手段和產品﹐正在使農業走入一個引人注目的科學時代﹐有更多的有益於食品業的生物技術產品正在發展中。這些新產品得到有力的安全評估程式的把關。至今﹐得到核准的轉基因作物以及動物生物技術均被視為和傳統產品一樣安全。發展和應用新興生物技術對於滿足日益增長的全球人口對糧食的需求﹐同時減少對環境的影響﹐都具有關鍵意義。但是﹐這些技術在未來給社會帶來的影響﹐將取決於生產者和農業界對它們的使用程度﹐也取決於消費者的接受程度。伴隨著科學技術的發展﹐人們往往會提出有關社會影響和安全性的問題。要使新型農業生物技術成功地發展和運用﹐就必須從科學､經濟､法律､道德以及社會等方面提高社會公眾對它的認識。
(完)
注﹕本文中的看法不一定代表美國國務院的觀點或政策。
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