“超油油菜”的联想

游修龄

新年伊始,报纸和电视上报道了一条“2002年中国十大科技进展”的好消息,其中第七项科技进展是浙江省农科院培育的两个油菜新品系,分别命名为“超油1 号”和“超油2 号”,超油2号的含油量更高达52·82 %,而现有的甘蓝型油菜品种的含油量大多在45 %左右 ,所以是迄今为止世界油菜品种中含油量最高(?)的品系。这十大科技进展最终是由两院院士评出的,徐匡迪院士在点评十大进展中,对超油油菜的评价是,“不仅对改善老百姓食油的质量、提高农民的效益具有重大的现实意义,而且作为石油的代用品,具有潜在的战略意义。”可见这一进展的重要性和发展前程的未可限量。
不过,超油油菜目前还未投入大田生产,只在浙江省农科院和绍兴两地试种150 亩,如果表现良好、稳定,就可以扩大生产。所以从目前看,超油油菜还只是迈出提高含油量的一大 步,离实际扩大生产,还要经受一段时间考验。
如所周知,人们的植物性膳食来自两大类作物,一是禾谷类的稻、麦、玉米、粟、高粱等以淀粉为主的粮食(属单子叶植物);另一是油菜、芝麻、花生、大豆等以油分为主的油料作物(属双子叶植物)。杂交稻属前者,油菜属后者。之所以提起这一点,是因为这两者在利用、转化太阳能的途徑不同,光合产品也各异。
植物每生产1磅(454克)的碳水化合物(淀粉),需要544克的葡萄糖,每生产1磅蛋白质及油份,分别需要998克和1270克的葡萄糖。因此,同等数量的葡萄糖所产出的碳水化合物,远比蛋白质或油分为多。所以光从单位面积的产量看,稻麦等远比油料作物为高,这导致1950~70年代把大豆等油料作物视为低产作物,种植面积不断缩小,改种玉米、高粱等高产作物,使得全国的食油供应紧张。中国原先的大豆产量居世界首位,下降到次于美国、巴西之后的第三位,至今每年都进口大量的大豆。殊不知每磅碳水化合物的含能量只有1800大卡,毎磅蛋白质则有2200大卡,每磅油分髙达4300大卡。以大豆与稻米或小麦比,大豆比稻米多含11·6 %的热量,或88克大豆等于100克米麦的热量。
提高含油量可有两种途徑,一是提髙该品种的单位面积产量,从而在总量上增加了产油 量,二是单位产量不变,提高种子的含油量,也提高了产油量。 据媒体介绍,“超油油菜”是利用“反义基因”(Antisense gene)技术,限制油菜生产蛋白质的“通道”,以扩大油脂的产出量,从而提高了油分的含量。反义基因技术目前在动植物品种改良和医学上防治疾病有大量的应用。
转基因“超油油菜”的育成,是科研上的一次突破,目前还没有投入商品生产。但是,转基因食品在国际和国內都存在着争议,欧盟是一致禁止进口和食用的,美国最宽松,但也要在食品包装上注明转基因字样,由消费者自行选择。我国对转基因食品也采取慎重的立场,只有如转基因棉花,因为不是食品,才容许采用。如果超油油菜到了可以商品生产的时候,将面临许多问题,譬如若出口欧盟,不光是菜油本身,只要是用转基因的菜油制作的食品,都会受到抵制。而且我国对转基因食品从来没有开过绿灯。
《浙江日报》(2003,1,29)的报道中也指出“超油油菜”的原理是根据能量守恒原则,限制蛋白质的通道,增加油分含量,并打比方说:“如同浴室的水龙头,可以隨意调节冷热水的比例。”这个比喻虽然通俗, 不是很确切,因为冷热水龙头的水源是不断的,而 光合产物是在一个定额下转化为 油分和蛋白质,两者互相拮抗,油分高了,蛋白质便降低,蛋白质高了,油分会降低 ,难以两全其美。好比两个口袋各放五十元,从左口袋拿出三十元放进右口袋,右口袋便增加到八十元了,但左口袋只剩二十元,总数仍旧是百元。超油油菜的油分提高来自蛋白质的降低 。用降低蛋白质的代价换取油分提高,从油分来看,是提高了经济收益和营养价值,但付出的代价是蛋白质降低。通常油菜品种的蛋白质含量约34~38 %,榨油以后的低硫苷菜籽饼或菜籽粕,是高蛋白质饲料,那末,种植超油油菜在获得高油分的同时,将丧失大量的蛋白质饲料。我国是世界油菜生产第一大国,但是出口的菜籽饼和菜籽粕的数量不多,不到世界出口总量的10%,主要供国內养猪的饲料,因菜籽饼的营养不如豆饼,价格只及豆饼的40%。如果菜籽饼的蛋白质含量再降低,其营养价值将进一步下降,市场竞争力将更弱,不利于家畜饲养,不得不进口营养好的精饲料,而转基因菜油出口则受到抵制,这是两难的问题。
至于说超油油菜发展以后,可以取代石油,具有长远的战略意义,似乎太乐观些。巴西很早就研究成功用甘蔗制酒精,以代汽油开汽车,试用结果既清洁不损害机器,又燃烧完全,不污染空气,是很理想的汽油代用品,可是没有能推开,原因是成本太高,无法与汽油竞争。甘蔗是碳4 循环植物,其生产力(固定二氧化碳的能力)远胜于碳3 循环的油菜。甘蔗酒精取代汽油尚未能立足市场,何况菜油。未来取代石油的能源应该是多源的,太阳能、风能、水能的利用,正在不断取得成效,农村沼气的利用,更是一条生物能量循环利用的新途徑。前景看好的是氢燃料电池汽车,日本已有两辆、美国一辆投入运行试验,氢燃料的最大优点是氢释放与空氣结合产生电能,排出的是纯粹的水,而空氣就在人人身边,无法垄断的。不足之处是儲氢箱每次所能行驶的距离仅288公里,当然这是可以改进的。还有核能的利用潜力更不可估計。今后的土地资源将越来越宝贵,以植物能转化代替石油的思路,恐怕不是首选的发展方向。
油料作物名为油料,其实它们同时也是高蛋白质植物,大豆的含油量较低,约12~25%,但也用以榨油,大豆油还是优良的食用油 ;大豆蛋白质(约40 %)的主要用途是制作各种各样的豆制品,其对中国人蛋白质营养的重要性远超过豆油。花生的含油量要髙得多,约40~61% ,是很好的植物油,但花生饼蛋白质(约30%)也是优良的糕点原料。芝麻油含量最高,约50~61%。芝麻饼蛋白质(约22%)也是优良的糕点原料。这种油分和籽饼都是人们需要的优良营养品,就没有必要牺牲蛋白质提高油分。只有低硫苷的菜籽饼是供饲料用的,比较次要,所以想到牺牲蛋白质提高油分,仔细想想,也是不全面的。
写到这里,想起传统油菜的基因消失问题。上世纪50年代以前,中国种植的油菜都是传统的农家本地品种,以后陆续从国外引进甘蓝型洋油菜品种,农家的白菜型油菜因为单产低于洋油菜,不断遭到淘汰,那时候选用新品种只以产量为标准,产量不高,其余优良性狀都不在考虑之列。其实农家品种中油分在40%以上的也很多,油菜的种皮颜色与含油量呈正相关,农家黄皮品种含油量高达50 %的不少,只因产量不高,被淘汰了,是很可惜的。土种油菜还有个特点,最受人喜爱,当开春它抽苔时,可以将菜苔摘了作鲜嫩的蔬菜食用,不同于其他叶菜。每年开春油菜抽苔时,油菜心炒年糕既是一道美味的农家菜,又是城市人家和菜馆里的时鲜菜。
土种油菜摘心后,不会影响生长,反而会促进分枝结子。李时珍《本草纲目》指出:“此菜易起苔,採其苔食,则分枝必多,故名芸苔。”明·万曆《杭州府志》也说:“将花时,取其心食,最美。心去,则其蘖丛生,花更多,子更繁,为利倍之。”在宋代称油菜为菘,诗人范成大 的《田家杂兴》中,有一首咏菘心的诗云:“桑下春蔬绿满畦,菘心靑嫩苔芥肥;溪头洗择店头卖,日暮裹盐沽酒归。”这诗形容农民把菜心拿到城里去卖,以菜心的钱买回酒和盐,勾划出一番城乡小农经济交易的生动景象。油菜心炒年糕,配加些肉片香菇之类,是一道平民菜,因其独有的时鲜风味,同样在菜馆里作为时鲜菜供应,很受欢迎。现在六七十岁以上的老人,大抵都曽吃过油菜心炒年糕,每一想起,不禁心向往之,不得再食矣。洋油菜的菜心不好吃,从此断绝了摘菜心吃鲜的习惯,菜心炒年糕也从此一去不复返了,对范成大这诗理解、共鸣的,也只限于我们这一代老人了。本来,人们的饮食生活习惯是同一年四季的更换紧密联系的,什么季节新上市什么蔬果,带来什么感受,形诸于民俗、文字、歌咏,凝结为一种文化內含。现在,超市里可以隨時买到一年四季蔬果,现代人已经完全丧失季节感。以油菜为例(其他的也类似),被淘汰的不光是土种油菜的种质基因和菜心年糕,也包括传统的生活、风俗、人情和文化,最终导致新旧时代的隔膜和沟通的困难。最近一个好消息说浙江省农科院已培育出一种可以摘心的甘兰型油菜,正在推广中。
从科技史的视角看,现代科学的特点是学科愈分愈细,有助于深入探索,突破一点,取得前所未有的成果。“超油油菜”品系的诞生,便是典型之例。研究者不是不知道能量守恒,提高油分会降低蛋白质,因课题的研究目的在提高油分含量,这是唯一的目标,达到这一目标,就是完成课题任务。不好考虑蛋白质降低后引起的其他影响,如果全面考虑,瞻前顾后,这个研究课题便无从入手,无法进行。
所以,任何一个专题研究,都只是针对专题本身的目标展开,经过不懈的努力, 最后完成这个专题的任务。至于它所带来的牵动全局性的问题,是无法考虑在內的。这类事例在科技史上已经举不胜举,如杀虫剂消灭了害虫,一时之间,效果显著,不久,害虫产生了抗药性,同时害虫的天敌也遭杀灭,反而爆发出新一轮的害虫猖獗 ,还加上农药残留、污染环境的后遗症问题。DDT、666及其以后一系列的农药,即使停止生产,因残留期长,分解缓慢,进入水陆循環,到处都存在,至今仍是头痛的问题。近十年来,农药残毒在远离人类生活区的地方也有发现,南极的企鹅、海豹、和鱼虾的体内都发现有DDT和666,还有汞、铅、铜、锌和鎘等重金属,及氯烃和烷烃等烃类化合物。南极陆地植物如地衣中也发现DDT和666残余。北极熊体内也检测出农药残余。如果农作物停止使用农药,将导致严重的减产,使用了又带来永久性的问题,故有“科技鸦片”之称。生物防治是很理想的措施,往往远水救不得近火。近年来已投入种植的转基因抗病虫作物,可以节省农药使用量最高达80 % ,开始摆脱对农药的依赖,前景很看好,但不知道病虫害对于转基因作物的抗性将会作出什么样的反应。
我们不能要求从事这些研究的科学家们事先都考虑周全,预知未来后果,也不能要他们对后果负责。DDT在使用初期因消灭瘧蚊有功,挽救了非洲几百万人的性命,因杀虫有功,增加了不可数计的粮食、蔬果的产量,受到极大的欢迎和歌颂呢。现在,转基因作物的种植面积去年已达1·4亿英亩,有16个国家的600万农民以种植转基因为生(以美国最多)。目前加工食品中60 %以上为转基因食品。这样大量的基因工程成果应用以后,将带来怎样的副作用,现在无法先知。杞人忧天,一味反对,因噎废食,果然不好,盲目乐观,歌颂宣傳,敢打包票,也应该收敛。有一点可以肯定的是,世上从来没有只有利没有害、或只有害没有利的东西。
人们从科技成果大规模应用造成的负面作用中,省悟过来,进行反思,从而提出了一系列新概念如 “可持续发展的…”,“绿色食品”,这还不够,又进一步从人与自然界共命运(即“天人合一”)的生态学观念入手,提出“生态农业”、“生态保护区、“生态经济”、“生态伦理”、“生态哲学”,“生态社会”等,进行反思,探究对策,希望从习惯了的、科研经费受市场经济支配的、分门别类、单科独进的研究模式中摆脱出来,向着瞻前顾后、综合思考的方向迈进,这不能不说是一种可喜的开端,也是科学技术和人文学科分隔了一个世纪之后,对地球资源索取过度、造成一系列隐患后作出的理智的选择,科技史研究面临的任务显然更艰巨了。
2003,1,30