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更新：8月17日，Bt水稻”华恢1号“和“汕优63”安全证书到期，这也意味着第一代Bt水稻夭折。假如未来转基因盛行，希望还有人能记得它们。
最近央视新闻调查的节目《追查转基因大米》又将转基因推上了风口浪尖，本来稍有降温的争论又被重新点燃了。然而这次争论的焦点却与“方崔大战”不同，这个节目的切入点是从法律和监管的角度来谈转基因的问题，我觉得这是一个进步。假如未来转基因能够商业化，必然也会遇到同样的问题，毕竟涉及到专利的问题，对环境的影响，以及农民的利益。假如从决策的制定者，到最后一级的消费者都无法达成一个统一的规范，在这种环境下即便转基因能够商业化，也必定举步维艰。而新闻中反复提到的Bt抗虫大米正是转入了Bt基因的“汕优63”而衍生出来的新品种。因此我想从Bt基因的由来和美国近20年来Bt作物的种植经验来谈这个问题，或许能给我们一些启发。
20世纪70年代是环保主义的鼎盛时期，环保主义者和化工企业的争锋相对，同时代新兴的农业生物技术工程师也深受环保主义的浪潮的影响，他们坚信自己能够找到让粮食生产减少或摆脱对化学药物的依赖。这也是为什么现在大部分的转基因作物都是致力于减少化学农药的使用。他们认为化学物质代表肮脏的过去，生物技术才是救星。但是具有崇高理想的人往往也是最人受不了批评和指责，甚至不理解批评的人。在将来他们会发现自己受到新一代的环（lv）保（se）主（he）义（ping）组织的攻击，而这一次将会比以往的冲突来的更加猛烈。
Bt或称为苏云金芽胞杆菌（
Bacillus thuringiensis
）是一种生活在土壤中的细菌。最早是日本科学家就发现，这种细菌是导致日本桑蚕病的罪魁祸首，当时人们只知道这种细菌可以杀死大部分的鳞翅目和部分鞘翅目的昆虫，对其毒性机制还不清楚。但是这种细菌有个很重要的特点，这也是后来一系列冲突爆发的关键，Bt有很多不同的品系和Bt等位基因，不同的品系有各自专克的虫类，意味着不同的品种的Bt杀虫的效果不一样。例如Cry1Aa, Cry1Ab和Cry1Ac蛋白主要杀死蛾子和蝴蝶类，Cry2A 也可以杀死鳞翅目类的害虫，Cry3Aa和Cry3Ab类型可以杀死部分甲虫。在生物技术崛起之前，Bt不过是众多化学杀虫剂的一种替代品，而那个时候正是化工杀虫剂的天下，Bt杀虫剂默默无闻。
对于刚刚起步的农业生物技术而言，Bt绝对是一个好的目标，它能够对付棉铃虫，玉米螟和烟草夜蛾等大部分鳞翅目害虫。而且在1981年，科学家已经分离出了Bt毒性基因。第一个投入这个项目的科学家是韦恩·巴尼斯，不幸的是他遇上了很多竞争者。而他只是一个单枪匹马的科学家，他的对手则是农业遗传公司，植物遗传系统公司和孟山都这样的大公司， 也注定了他的失败。
在研究转BT基因植物之前，首先得有拥有BT毒性基因。在联邦法院颁布了基因专利法案之前，各种品系的菌株可以自由使用，然而在专利法案颁布之后，任何基因都可以申请专利，这也使得专利所有权之争成了一个焦点问题，这也成为了生物技术转变的一个标志。1985年巴尼斯第一次成功将一个Bt基因转入烟草，但是他却失败了，Bt基因在植物中没有预期的效果，对虫子也没有杀伤力，因为植物和细菌有各自偏爱的密码子。他的工作比孟山都和植物遗传系统公司进行Bt转基因要早一年。但一个孤立无援的研究者无论多么有创造力，终究还是无法和野心勃勃的生物技术公司竞争。在强大的财力支持下，孟山都通过人工合成新的Bt基因，把细菌偏爱的密码子换成了植物偏爱的密码子，终于获得了成功，也使得Bt基因真正发挥出了功能。由于Bt等位基因的存在，使得Bt基因的专利之争愈演愈烈。最著名Bt细菌盗窃案就是“Bt tenebrionis”和“Bt san diego”之争。
Bt转基因的成功让人看到了解决农作物害虫问题一劳永逸的办法。然而抵制的声音也随之而来，不像我们国家的民众那么热衷关注Bt的毒性问题，在美国最先发表观点的是生态学家和进化生物学家，从90年代初，他们已经开始想象Bt农作物对农业生态环境的的破坏性。在到底该如何防止抗性昆虫产生的问题上，产生了巨大的争论。生态学家认为在批准任何一种转基因作物之前必须经过大量的田间观察，检查转基因作物和周围环境的关系，包括以作物为食的昆虫，授粉的昆虫，以及可能存在的野生亲缘种。凡是农民打算种植的地方都必须经过单独的实验，才允许企业出售这些种子。然而企业认为这样的要求不切实际，会使产品推迟推广好几年。最终这场争论以双方妥协并达成协议而告终，这就是“高剂量/避难所”策略，而这时第一批商业化的Bt作物已经开始生长了，而这个策略并且在农民中推广也是遇到了很多问题，等到这个策略真正实施又是几年之后的事情。
所谓“高剂量”是指Bt作物必须产生大量的Bt毒素，能够杀死植株上几乎所有的害虫。否则带有部分抗性的害虫会相互杂交造成抗性积累，而渐渐进化成完全抗性的害虫。只是高剂量本身可能还不够，在庞大的昆虫群体内，基因突变产生抗性会被选择下来。如果在Bt作物的选择压下，让这些带有突变基因的昆虫之间交配，会使突变基因在群体内的频率迅速增加而造成抗性扩散。因而要让带有突变基因的个体尽可能和正常个体交配，防止抗性突变频率增加。这正是”避难所“的用途：为正常昆虫提供繁殖地，使他们可以同基因突变的昆虫交配。然而”避难所“的大小又成为了一个争论的焦点。不同大小的避难所对Bt抗性的产生速率有很大的关联。
美国环保所（EPA）根据Bt作物类型，制定避难所大小，形态以及类型。每一次策略的改变都需要得到科学界，农民，以及种子企业的支持。而且不断有旧的标准废除，新的标准加入。譬如，在1996-2000年，某个地区只要当年的Bt棉花面积不超过上一年的75%，针对棉红铃虫的避难所的距离是没有限制的。为了尽可能减缓抗性的进化，于是2001年修改了规则，不管Bt棉花面积多少，都需要限制避难所的距离（US-EPA, 1998, 2001）。2006年在亚利桑那州EPA甚至通过人工释放棉红铃虫来，以此来稀释抗性基因的频率（US-EPA, 2006)。另外一个标准废除的例子在是2007年，孟山都和陶氏益农分别推出第二代Bt棉花，Cry1Ac/Cry2Ab 和Cry1Ac/Cry1F, 他们得出结论认为不需要额外的避难所，Bt棉花附近的杂草和其他非Bt作物足够作为避难所。因此2007年EPA针对这几个Bt作物废除了避难所的强制种植。短期内对农民和企业来说是一个利好，但是很快就发现了在部分地区棉铃虫对Cry1Ac/Cry2Ab（Tabashnik et al., 2008, 2009）已经产生了抗性，抗性产生的速度远远超出了孟山都的估计。
从1996年至今，Bt作物的商业化已经改变了美国农民对玉米和棉花的种植策略，Bt作物到底有多大的作用？又是否能给我们什么启示？
Bt作物是否能增加农民的收益？
与我们国家大量施用农药肥料来提高单产不同，美国的农民更倾向于控制农药的使用节省开支，因而降低单产。Bt作物的引入不仅可以弥补虫害的损失，还能将单产提高5-10%，对农民来说诱惑实在是太大了。从2001年到2008年，每袋Bt玉米种子的价格相对普通玉米的溢价仅从30$涨到60$（数据来源：USDA-NASS, 2000, 2005, 2009），这个溢价既包括了转基因的专利权，还有种子额外的运输费和绑定在这个Bt玉米品种上配套的杀虫剂。但是Bt玉米带来的收益完全可以弥补种子的溢价。
Bt作物是否能减少杀虫剂的使用？
从1996年到2009年，随着Bt玉米和棉花的所占的比例逐渐增加，杀虫剂的用量也是呈现下降的趋势（数据来源：USDA-NASS, 2001, 2003, 2005, 2007, 2009）。然而这也并不能说明Bt作物和杀虫剂的用量存在确切的相关性。其中1999和2000年，棉田杀虫剂用量很高的一个原因是美国在德州实施的一个“棉子象鼻虫根除计划”(Fernandez-Cornejo et al., 2009)。可能会有人问既然Bt作物可以完全杀死害虫，为什么还要使用杀虫剂呢？因为每个Bt作物都有自己专杀的害虫种类，对于其他种类的害虫，即使是Bt作物也要施用其他配套的杀虫剂。
Bt作物对害虫群体有什么影响？
在美国和中国不同地区进行长期的调查研究发现，Bt作物的引入确实会改变当地的害虫群体大小。其中在亚利桑那州进行的研究最具代表性，从1992年到2001年，分别是Bt棉花种植前5年和种植后5年，在不同的区域设置不同比例大小的Bt棉花，来分析对棉红铃虫群体大小的影响。结果发现在Bt棉花种植比例在65%一下，棉红铃虫的种群大小和Bt棉花的面积没有相关性；当比例在65%以上，随着比例的增加，棉红铃虫的种群减小，呈现负相关。另外在中国和美国均发现，Bt作物的引入不仅仅改变了棉花田里的棉铃虫群体大小，还影响了附近大豆，和蔬菜的害虫群体，说明每一个Bt作物对害虫群体的印象不是单个物种的，而是区域性的。同时每个Bt作物都有自己专杀的害虫，随着杀虫剂的减少，非靶标害虫如盲蝽蟓和叶蝉的群体则会增加，需要通过其他的杀虫剂来控制。因此如果引入Bt作物，需要对当地害虫的种群进行多年度的监测，并及时采取措施。
