也说说BT那些事 作者：黄大昉
来源：基因农业网 Bt是苏云金芽胞杆菌 (Bacillus thuringiensis ) 的简称，它是一种能在
土壤中存活、具有杀虫作用的有益细菌。近年来对于Bt有诸多热议，也有不少误
传，本文将从科学的角度说说Bt的前世今生，以及有关它的一些知识和趣事。 1、Bt的发现和应用 Bt首次发现是在1901年，一位叫石渡繁胤的日本学者从患猝倒病的家蚕中分
离出一种细菌，用这种细菌再去感染健康家蚕能使其致死。9年以后，柏林纳
（Berliner）在德国苏云金省染病的地中海粉螟中也分离出类似的病原细菌，后
人将其正式命名为苏云金芽胞杆菌（基因农业网注：有评论指出，所谓德国苏云
金省，即是图林根州（Freistaat Thüringen）。苏云金这个译名大概是译名规
范以前产生的，bt菌延用苏云金芽孢杆菌没问题，但是提到bt菌分离自 Thü
ringen这个地方，最好还是按照规范称图林根，而且德国叫州不叫省。）。从此
以后，世界各地的学者从昆虫病体、土壤、粉尘等基物中都分离到许多形态特征
相同的Bt菌株。 随着Bt生物学特性研究的深入，到了1938年，法国首先尝试通过细菌发酵的
手段生产这种对害虫高效却对人类健康和环境无害的细菌，开创了“以菌治虫”
的先河。我国科学家自上世纪50年代开始引进和自主分离Bt菌株，研究创新发酵
工艺，并开展Bt制剂防治蔬菜、林业、水稻、玉米、棉花等害虫的试验示范。直
到现在，Bt依然是我国产量最大、应用最广的活体微生物农药，也是许多绿色和
有机食品生产中离不开的生物杀虫剂。 2、Bt能杀虫却对人安全的奥秘 上世纪80年代，随着分子生物学研究的发展和深入，Bt杀虫的机理也逐步揭
开。Bt生长后期形成芽孢时还会产生一种直径为几微米的“伴胞晶体”，其主要
成分是cry和cyt基因编*****的杀虫晶体蛋白( insecticidal crystal proteins,
简称ICPs)。在微生物中这种现象十分独特。不同Bt菌株基因种类有别，晶体结
构各异，杀虫范围也有不同。例如，cry1、cry2类基因能生成菱形蛋白晶体，它
对许多食叶和钻蛀性的鳞翅目害虫有效，而cry3类基因则产生立方形蛋白晶体，
只能杀死某些属于鞘翅目的甲虫。此外，不少Bt菌株在营养生长期还能分泌一种
由vip基因编*****的蛋白，不同vip蛋白之间杀虫范围和毒力也存在一定差异。据统
计，2013年全世界分离克隆并经国际命名的cry基因总数已达775个，vip基因总
数达117个，可见Bt有着多么丰富的生物多样性。 科学家对Bt晶体蛋白的杀虫机制进行了深入的研究，发现害虫吃了Bt菌体之
后，其中的晶体蛋白会被虫体肠道中的蛋白酶迅速分解和激活，成为有活性的蛋
白毒素，继而特异性地与肠道细胞表面的受体结合，造成“肠穿孔”，使害虫
2-3天内迅速死亡。非常有意义的是，包括我们人类在内的哺乳动物消化道内没
有Bt蛋白毒素的受体，所以，即便人吃了Bt蛋白也不会中毒，这便是Bt能有效杀
虫却对人十分安全的科学道理。此外，一般食物加工过程中温度往往高达
95~100℃，高温下Bt蛋白很容易变性失效，人们即便吃了含有Bt蛋白的食物，它
也不具备原来的杀虫功能了。 3、转基因技术让Bt再显身手 Bt具有突出的优点，但也有两大不足。第一、杀虫蛋白往往只针对特定害虫，
杀虫范围比较窄。第二、杀虫蛋白在高温雨水、阳光照射等不利因素影响下容易
分解失效，杀虫作用不够稳定持久。于是科学家便借助于质粒结合转移、DNA重
组、定点诱变、蛋白修饰等生物工程手段对天然Bt菌株进行遗传改良。例如，通
过某些Cry1基因和Cry3基因的整合，能创建一种既能杀死鳞翅目害虫又能杀死鞘
翅目害虫、毒力增强的新型Bt工程菌。国外近年来先后有Condor、Raven、Foil、
MVP、M-Trak等20多种Bt工程菌产品获准登记生产应用。更大的技术突破是在
1986年，美国科学家首先将Bt的Cry1Ac基因直接导入棉花，培育出整个生长期能
持续产生杀虫蛋白，可有效控制棉铃虫危害的转基因抗虫棉。1996年，抗虫转基
因作物开始实现大规模产业化，掀起了一场新的农业技术革命。据国际农业生物
技术服务组织(ISAAA)统计，2013年全球包括玉米、棉花、茄子、杨树等多种Bt
抗虫转基因植物总种植面积已达到了7000万公顷（折合10.5亿亩）。Bt抗虫作物
巨大的应用价值和关阔的市场前景已引起世界各国高度**************，其发展趋势已不可
逆转。 4、Bt转基因食品可以放心食用 前已提到，Bt的发现已超过百年，作为生物农药广泛应用也超过70年，其安
全高效特性已为各国长期和大规模生产应用实践所证实。尽管如此，自从Bt研究
进入核酸与蛋白分子水平，特别是抗虫转基因作物问世以后，各国科学家仍对转
基因生物安全性，特别是杀虫蛋白的安全性进行了广泛而深入的研究和评价。例
如，我国自主培育的Bt汕优63转基因水稻在2009年获得安全证书之前就曾按照国
际标准进行了严格的食用和环境安全性评价。食用安全评价内容包括：1、营养
学：主要营养成分、微量营养成分分析以及抗营养因子等，以确定其营养成分有
无改变。2、毒理学：急性毒性试验、大鼠90天喂养试验、遗传毒性试验、三代
繁殖试验、慢性毒性试验，以观察其对实验动物及后代有无不良影响。3、致敏
性：与已知致敏原蛋白氨基酸序列进行同源性比较、体外模拟胃肠道消化稳定性
试验，以判断其有无致敏作用。整个试验多次重复，时间长达11年，最后得到了
与国际科学界完全一致的科学结论，即Bt抗虫作物与非转基因作物同样安全。例
如，国内在小鼠毒性试验中采用了5g/kg体重的cry1A蛋白饲喂剂量设计,这一剂
量较稻米中Bt蛋白实际含量2.5mg/kg 提高了2000倍，结果未见动物生长发育受
到任何影响 (供试蛋白相当于体重60公斤的成年人每天吃120吨抗虫大米，当然
实际不可能做到，但剂量之大可见一斑 )。由此判定，即使人终生能够超量食用
抗虫大米也可确保安全，对后代也不会产生不良影响。 还应指出一个基本的事实：10多年来全世界每年上亿公顷的土地种植Bt抗虫
转基因作物，数亿人群都在食用Bt抗虫作物加工的食品，至今并未发现真正有科
学证据的安全问题。 另据美国环境保护署（EPA）发布的公告，确定对转基因作物中的Bt蛋白不
设残留量允许指标，即在食品、饲料、饮用水和各种饮料中均无需测定Bt蛋白的
含量。而美国食品药品管理局（FDA）过去已将转Bt基因作物视为与非转基因作
物实质等同。所以，在美国实际上将含有Bt蛋白的食品看作普通的营养食品，对
成人、婴儿、儿童均无任何不良作用，消费者尽可放心食用。 5、我国Bt研发已进入国际先进行列 近年我国科学家运用高通量基因组测序等先进技术，在新型Bt基因资源发掘
研究中取得了显著成效。据国际Bt基因命名委员会公布的统计资料，全世界近5
年新发现了322个cry基因、60个vip基因，其中165个cry基因和37个vip基因均来
自中国，占新基因总数的一半以上。例如，对鳞翅目害虫高效的cry1Ah1、
cry1Ie1、cry2Ah1、cry9Ee1，对鞘翅目害虫高效的cry8Ea1、cry8Ga1、cry8Ha1、
cry8Ia1等基因具有自主知识产权、应用价值高，已相继投入抗虫转基因植物或
工程菌的研究开发，显示了我国Bt研究自主创新的快速进步和Bt生物产业的发展
潜力。 拥有Bt杀虫基因、转化技术和受体良种等自主知识产权的抗虫棉的研发是我
国发展转基因育种技术，打破跨国公司垄断，抢占国际生物技术制高点的成功事
例。抗虫棉的成效不仅体现在有效控制了棉铃虫的猖獗危害，挽救了岌岌可危的
棉花产业，更重要的是通过参与激烈的国际竞争，成功打造了一个比较完整的、
包括基因发掘、遗传转化、安全评价、品种选育、产业开发，直至生产推广应用
的转基因育种研发体系。正是依靠这个体系，国产抗虫棉仅用了短短6年就实现
了国内市场占有率的逆转，并走出国门在国际市场上占有了一席之地。在此基础
上，Bt抗虫水稻和Bt抗虫玉米的研究开发也是我国生物育种领域具有显著优势或
特色的创新性成果，一旦实现产业化，将对保障我国农业增产和粮食安全做出巨
大贡献。 (XYS20161005)(SciFans.Net)
