轉基因植物及安全性評價課件

轉基因植物及安全評價DXY：Fyd818一植物轉基因技術將優(yōu)良性狀的目的基因導入植物細胞或組織，并在其中進行表達，從而使植物獲得新的性狀。轉基因方法介紹

原生質體為受體的直接轉化法（簡稱原生質體法）農桿菌介導轉化法（1974年）

基因槍法（1987年）

基因槍利用基因槍的裝置，將鎢粉或金粉與DNA吸附制成“子彈”通過高壓放電將“子彈”加速到482m/s，在這種速度下，金屬粒子能穿透植物細胞壁，擊發(fā)一次可將成千上萬個帶有外源DNA的金屬粒子同時射入完整的細胞或器官。優(yōu)點：單子葉和雙子葉都可使用缺點：成本高，操作麻煩，通常只應用于單子葉轉基因植物的類型抗病轉基因植物：抗病毒轉基因煙草抗蟲轉基因植物：抗蟲棉抗逆轉基因植物：抗旱、抗鹽堿抗除草劑轉基因植物：抗除草劑轉基因玉米、大豆、棉花、油菜改良品質轉基因植物：轉VA水稻轉基因藥品植物：生產霍亂疫苗的胡蘿卜轉基因植物的貢獻增加農作物產量降低生產成本減少化學農藥對環(huán)境的污染改善農作物品質提高經濟效益轉基因植物的生產(圖例)樣品比較（左為普通棉花，右為兔毛轉基因棉花）抗除草劑大豆抗除草劑作物抗蟲棉花抗CMV病毒轉基因番茄抗CMV病毒轉基因甜椒轉查爾酮合酶矮牽牛花Twotomatoplantsartificiallyinoculatedwithbacterialspeckdisease.Plantonlefthasbeengeneticallyengineeredwithageneforresistancetothedisease,andplantonrightisasusceptible,non-engineeredvariety.Improvednutritionalcontentanddelayedripeningaretransgenictraitsofinterestintomatoes.Source:USDACanolaisamajoroilseedcrop.TransgenicresearchhasfocusedonimprovingthenutritionalqualityofcanolaoilbyenhancingtheVitaminEcontentorbymodifyingthebalanceoffattyacids.Nicotine-freetobaccoisnowbeinggrownforaprojectedintroductionofnicotine-freecigarettesDecaffeinatedcoffeeisnowmadebytreatingcoffeebeanstoremovethecaffeine.Othermethodsarecriticizedforremovingsomeofthedesirable,flavor-producingcomponentsalongwiththeundesirablecaffeine.PapayaisatropicalfruitrichinVitaminsAandC,butsusceptibletoanumberofseriouspestsanddiseases.ThetransgenicvarietyUHRainbow,resistanttothepapayaringspotvirus,iscurrentlyinproductioninHawaii.ImprovedTurfgrassforLawnsandRecreationalAreas

Thereareanumberofenvironmentalconcernsassociatedwiththecurrentuseofturfgrass.Theseincludetheamountofchemicalsapplied(fertilizers,herbicides,fungicides,andevengreendyes);thelargequantityofwaterrequiredtokeeplawnshealthy,especiallyintheWest;theenergyrequiredtomowlawns

轉基因技術的發(fā)展——全球農業(yè)生物技術應用國際服務組織（ISAAA）執(zhí)行綱要簡報1996-2005年，生物技術作物全球累計種植面積為4.75億公頃，，10年間累計的全球市場價值約為293億美元。農業(yè)生物技術應用國際服務組織（ISAAA）執(zhí)行綱要簡報1996-2005年，種植轉基因作物的國家由6個增加到21個。2004-2005年增加了四個國家即葡萄牙、法國、捷克共和國和伊朗。轉基因技術的發(fā)展——全球轉基因植物種植面積增長速度轉基因動植物圖片

三、轉基因生物是柄“雙刃劍”轉基因生物給人類創(chuàng)造了巨大的經濟和社會效益的同時，也可能給人類帶來極大的潛在或現(xiàn)實危害。康奈爾大學斑蝶事件加拿大“超級雜草”事件墨西哥玉米事件轉基因安全隱患的緣由（1）“實質等同”概念的誤導“實質等同”（substantialequivalence）是將GMO與非GMO進行比較，如果沒有發(fā)現(xiàn)二者有顯著差別，就認為該GMO是安全的。不科學的審批程序與“不可預測效應”基因工程的非精確性外源基因插入的隨機性——性狀的隨機性外源基因插入的非精確性——不可預測啟動子與標記基因——穩(wěn)定性差轉基因安全隱患的緣由（2）缺乏識別不可預知效應的科學實驗動物毒性實驗評價程序中生長條件的相似轉基因安全隱患的緣由（3）四、轉基因農作物安全性---食品安全食品安全性是轉基因植物安全性評價的一個重要方面。經合組織1993年提出了食品安全性評價的實質等同性原則。如果轉基因植物生產的產品與傳統(tǒng)產品具有實質等同性，則可以認為是安全的。如轉病毒外殼蛋白基因的抗病毒植物及其產品與田間感染病毒的植物生產的產品都帶有外殼蛋白，這類產品應該認為是安全的。若轉基因植物生產的產品與傳統(tǒng)產品不存在實質等同性，則應進行嚴格的安全性評價。

轉基因農作物安全性---食品安全有毒物質:必須確保轉入外源基因或基因產物對人畜無毒。如轉Bt殺蟲基因玉米除含有Bt殺蟲蛋白外，與傳統(tǒng)玉米在營養(yǎng)物質含量等方面具有實質等同性。要評價它作為飼料或食品的安全性，則應集中研究Bt蛋白對人畜的安全性。目前已有大量的實驗數(shù)據(jù)證明Bt蛋白只對少數(shù)目標昆蟲有毒，對人畜絕對安全。轉基因農作物安全性---食品安全過敏源:在自然條件下存在著許多過敏源。在基因工程中如果將過敏源基因轉入新的植物中，則會對過敏人群造成不利的影響。所以，轉入過敏源基因的植物不能批準商品化。如美國有人將巴西堅果中的2-S-清蛋白基因轉入大豆，雖然使大豆的含硫氨基酸增加，但也未獲批準進入商品化生產(因為有人對它過敏)。環(huán)境安全環(huán)境安全性評價要回答的核心問題是轉基因植物釋放到田間去是否會將基因轉移到野生植物中，或是否會破壞自然生態(tài)環(huán)境，打破原有生物種群的動態(tài)平衡，包括：轉基因植物演變成農田雜草的可能性基因漂流到近緣野生種的可能性對自然生物類群的影響

轉基因農作物安全性－－環(huán)境安全轉基因植物演變成農田雜草的可能性

植物在獲得新的基因后會不會增加其生存競爭性，在生長勢、越冬性、種子產量和生活力等方面是否比非轉基因植株強。若轉基因植物可以在自然生態(tài)條件下生存，勢必會改變自然的生物種群，打破生態(tài)平衡。從目前在水稻、玉米、棉花、馬鈴薯、亞麻、蘆筍等轉基因植物的田間試驗結果來看，轉基因植物在生長勢、越冬能力等方面并不比非轉基因植株強，也就是說大多數(shù)轉基因植物的生存競爭力并沒有增加，故一般不會演變?yōu)檗r田雜草轉基因農作物安全性－－環(huán)境安全基因漂流到近緣野生種的可能性在自然生態(tài)條件下，有些栽培植物會和周圍生長的近緣野生種發(fā)生天然雜交。從而將栽培植物中的基因轉入野生種中。若在這些地區(qū)種植轉基因植物，則轉入基因可以漂流到野生種中，并在野生近緣種中傳播。轉基因農作物安全性－－環(huán)境安全基因漂流到近緣野生種的可能性在進行轉基因植物安全性評價時，我們應從兩個方面考慮這一問題。一個是轉基因植物釋放區(qū)沒有存在與其可以雜交的近緣野生種，則基因漂流就不會發(fā)生。如在加拿大種植轉基因棉花，因沒有近緣野生種存在則不可能發(fā)生基因轉移。同樣，在中國種植轉基因玉米，因沒有野生大芻草，所以也不會發(fā)生基因漂流。轉基因農作物安全性－－環(huán)境安全基因漂流到近緣野生種的可能性另一個可能是存在近緣野生種，基因可從栽培植物轉移到野生種中。這時就要分析考慮基因轉移后會有什么效果。如果是一個抗除草劑基因，發(fā)生基因漂流后會使野生雜草獲得抗性，從而增加雜草控制的難度。特別是若多個抗除草劑基因同時轉入一個野生種，則會帶來災難。但若是品質相關基因等轉入野生種，由于不能增加野生種的生存競爭力，所以影響也不大。轉基因農作物安全性－－環(huán)境安全對自然生物類群的影響：在植物基因工程中所用的許多基因是與抗蟲或抗病性有關的，其直接作用對象是生物。如轉入Bt殺蟲基因的抗蟲棉，其目標昆蟲是棉鈴蟲和紅鈴蟲等植物害蟲，如大面積和長期使用，昆蟲有可能對抗蟲棉產生適應性或抗性，這不僅會使抗蟲棉的應用受到影響，而且會影響B(tài)t農藥制劑的防蟲效果。為了解決這個問題，在抗蟲棉推廣時一般要求種植一定比例的非抗蟲棉，以延緩昆蟲產生抗性轉基因農作物安全性－－環(huán)境安全對自然生物類群的影響：除了目標昆蟲外，我們還要考慮轉基因植物對非靶昆蟲的影響。如有人用Bt蛋白飼料喂棉田中6種非靶昆蟲，當殺蟲蛋白濃度高于控制目標昆蟲濃度100倍時，對非靶昆蟲均未出現(xiàn)可見的生長抑制。另外，Bt蛋白對有益昆蟲如蜜蜂、瓢蟲等都無毒性。

五、理性地看待轉基因農作物的安全性是否比傳統(tǒng)育種更危險？傳統(tǒng)育種也有基因重組和基因突變傳統(tǒng)育種也可能產生過敏物（如黑麥中及含讓部分人過敏之蛋白）傳統(tǒng)育種也會產生新的性狀理性地看待轉基因農作物的安全性潛在危險有那些？毒害人畜超級雜草新型病毒昆蟲產生抗性危害其它昆蟲理性地看待轉基因農作物的安全性科學家當如何自律？實驗要客觀公正全面勇敢停止有問題的實驗四、轉基因農作物安全性的評估權－－－國際管理條例世界主要發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家都已制定了各自對轉基因生物（包括植物）的管理法規(guī)，負責對其安全性進行評價和監(jiān)控。如美國是在原有聯(lián)邦法律的基礎上增加轉基因生物的內容，分別由農業(yè)部動植物檢疫局、環(huán)保署及聯(lián)邦食品和藥物局負責環(huán)境和食品兩個方面的安全性評價和審批。四、轉基因農作物安全性的評估權－－－國際管理條例由于各國在法規(guī)和管理方面存在著很大的差異，特別是許多發(fā)展中國家尚未建立相應的法律法規(guī)，一些國際組織如經合組織（OECD）、聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織（UNIDO）、糧農組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）等在近年來都組織和召開了多次專家會議，積極組織國際間的協(xié)調，試圖建立多數(shù)國家（尤其是發(fā)展中國家）能夠接受的生物技術產業(yè)統(tǒng)一管理標準和程序。但由于存在許多爭議，目前尚未形成統(tǒng)一的條文轉基因農作物安全性的評估權－－－國際管理條例總體來說，美國和加拿大對轉基因植物的管理較為寬松。美國在2000年種植的轉基因作物面積3030萬公頃，占當年全世界轉基因作物種植面積的70％。若再加上加拿大和阿根廷，這三國種植的轉基因作物占全世界的98％。與此形成鮮明對照的是歐洲國家。從研究水平上來說，歐洲國家，特別是英國、法國、德國等在農業(yè)生物技術領域都開展了廣泛深入的研究，開發(fā)出一批可用于生產的轉基因作物。但直到現(xiàn)在，歐洲作為商品種植的轉基因作物還很少。歐洲的消費者很難接受轉基因食品轉基因農作物安全性的評估權－－－我國的管理條例國家科委在1993年12月發(fā)布了“基因工程安全管理辦法”。根據(jù)這一原則，農業(yè)部在1996年7月頒布了“農業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法”。按照本“實施辦法”的規(guī)定，農業(yè)部設立了農業(yè)生物基因工程安全管理辦公室，并成立了農業(yè)生物基因工程安全委員會，負責全國農業(yè)生物遺傳工程體及其產品的中間試驗、環(huán)境釋放和商品化生產的安全性評價。從1997年開始，農業(yè)部的安全委員會每年受理兩次申請。截止2003年，農業(yè)部共受理了8批200多項申請，批準轉Bt基因抗蟲棉，反義RNA技術延熟番茄、改變花色的矮牽牛、抗病毒的甜椒和番茄的商品化生產轉基因農作物安全性的評估權

維護公眾的知情權歐洲：由強烈反對、禁止銷售轉變到貼標簽非洲：與歐洲相近中國：2002年3月開始執(zhí)行《農業(yè)轉基因生物標識管理辦法》對轉基因生物及加工產品貼標識美國：不要求貼標識，但非轉基因生物可貼標識“本品不含轉基因成分”轉基因農作物安全性的評估權

專利保護1991年烏拉圭關貿總協(xié)定宣布除微生物外的動植物品種可以不授予專利，中國是簽字國1998年人大批準中國加入《世界保護植物新品種公約》國外對轉基因食品管理的現(xiàn)狀

1.國際組織實質等同原則表型性狀的等同成分等同

2000年《卡塔赫納生物安全協(xié)定書》62個國家簽署

2001年《生物安全議定書》130多個國家簽署

2003年《生物技術食品的風險評估草案》226個國家表示歡迎2.美國◆1992年美國FDA公布了轉基因作物不需由FDA作市場前評價，除非它引起新的安全性問題。2000年4月，在國會科學委員會下屬的基礎研究委員會的調查報告中，堅持認為沒有科學的證據(jù)之前不能將GMF作為一個新的食品級別◆2000年1月美國政府對轉基因玉米的種植頒布了限令，以防止害蟲對轉基因玉米中毒素形成抗藥性。美國環(huán)境保護局限令美國大部分玉米產區(qū)的農場主應至少種植20％的傳統(tǒng)玉米，在同時種植玉米和棉花的地區(qū)，傳統(tǒng)玉米要達到50％◆2001年7月出臺了《轉基因食品管理草案》規(guī)定，來源于植物且被用于人類或動物的GMF在進入市場之前至少120天，生物工程制造商必須向FDA提出申請，并提供此類食品的相關資料，以確認此