轉基因技術與作物育種49.ppt

1、1,第16章 轉基因技術與作物育種,2,作物轉基因育種 就是根據(jù)育種目標，從供體生物中分離目的基因，經 DNA重組與遺傳轉化或直接運載進入受體作物，經過篩選獲得穩(wěn)定表達的遺傳工程體，并經過田間試驗與大田選擇育成轉基因新品種或種質資源。 轉基因作物（GMC，genetically modified crops）,什么是轉基因育種?,3,與常規(guī)育種技術相比，轉基因育種在技術上較為復雜，要求也很高，但是具有常規(guī)育種所不具備的優(yōu)勢： 1.拓寬可利用的基因資源； 2.培育高產、優(yōu)質、高抗優(yōu)良品種提供了嶄新的育種途徑； 3.可以對植物的目標性狀進行定向變異和定向選擇； 4. 可以大大提高選擇效率，加快育種

2、進程。 此外，還可將植物作為生物反應器生產藥物等生物制品。,4,Traditional crossbreeding,Recombinant DNA techniques,5,一、轉基因技術的發(fā)展現(xiàn)狀,第一節(jié) 作物的轉基因技術,自從1983年第一株轉基因煙草獲得以來，至今已有120種植物轉基因獲得成功。1996年全球大面積種植，并不斷擴大。,國際農業(yè)生物技術應用服務局（ISAAA）統(tǒng)計結果,6,世界銀行下屬機構預測，世界范圍內轉基因作物產業(yè)的交易額： 2005年達到60億美元； 2010年達到200億美元， 1500萬農民種植轉基因作物 種植國家 先后有30多個國家批準了3000多例田間試驗，涉

3、及的植物種類有40多種； 2000年有13個國家種植商品化轉基因植物； 2004年有17個國家種植商品化轉基因植物。 （2004年） 美國（59%），阿根廷（20%），加拿大（6%） 中國（5%），歐洲很少 2004年3月英國批準大面積種植轉基因，但要求非常嚴格。 2005年德國通過法案，嚴格限制（包括實驗室研究）。,7,美國：3900萬公頃 加拿大：350萬公頃 阿根廷：1350萬公頃 中國：210萬公頃,8,轉基因作物種類 主要為大豆、玉米、棉花和油菜等，以轉基因大豆面積最大。,目標性狀 抗除草劑： 2000年使用抗除草劑大豆、玉米和棉花占轉基因作物74%。 抗蟲和抗病毒病：2000年，B

4、t玉米、 Bt棉花占19%。 耐除草劑+抗蟲性雙價的轉基因棉花和玉米占7%。,9,美國三大轉基因作物歷年種植面積,10,First biotech plant product Flavr Savr tomato,11,我國轉基因作物研究與利用概況 我國是世界上第一個商品化種植轉基因作物的國家。自行培育的雙價轉基因煙草的抗病蟲性達到60，產量比對照增加15，產值增加20，1992年每畝增收200元，遺憾的是由于市場的原因現(xiàn)已不推廣。,到1999年我國已批準中試的轉基因作物有48項：包括水稻、小麥、玉米、番茄、白菜、番木瓜、甜瓜、花生、棉花、煙草、廣藿香等11種作物； 主要目標性狀是抗蟲、抗病、耐

5、鹽、抗凍、耐儲藏和抗衰老等。 已批準環(huán)境釋放的有49個品種，涉及水稻、玉米、大豆、馬鈴薯、番茄、甜椒、線辣椒、棉花、楊樹、煙草等10種作物。,12,經全國基因工程安全委員會批準商品化生產的作物已有： 我國自行研制開發(fā)的抗蟲轉基因棉花（轉Bt及Bt+CpTI雙價抗蟲棉）； 2004年種植轉基因棉花370萬公頃，占棉花種植面積的50% 美國Monsanto公司開發(fā)的Bt抗蟲棉； 延遲成熟期的轉基因番茄； 抗黃瓜花葉病毒(CMV)轉基因番茄； 抗CMV轉基因甜椒； 轉查爾酮合酶（CHS）反義RNA基因矮牽牛。,13,由中國農科院生物工程中心開發(fā)的Bt棉對棉鈴蟲有顯著的抗性。與對照相比減少農藥用量80

6、，并減少用工150個/hm2，以上兩者可使每公頃節(jié)省1500元，Bt轉基因棉種深受棉農的歡迎。,14,二、轉基因育種的程序,基因分離,體外重組,轉化,轉化體,安全性評價,結合常規(guī)育種,轉基因品種,遺傳穩(wěn)定性評價,市場開發(fā),載體的構建,農桿菌介導 基因槍轟擊,篩選,15,(一)目的基因的獲得 根據(jù)獲得基因的途徑主要可以分為兩大類： 根據(jù)基因表達的產物蛋白進行基因克??； 從基因組DNA或mRNA序列克隆基因。,1.根據(jù)基因表達的產物蛋白進行基因克隆 主要步驟如下： 利用這種方法人類首次人工合成了胰島素基因。 雖然在早期采用這種方式已經成功地克隆了許多基因。 局限性：兼并密碼子 效率低 未知基因及產

7、物,分離蛋白質,明確氨基酸序列,推導核苷酸序列,人工合成,16,2.從基因組DNA或mRNA序列克隆基因,(1)同源序列法 (Homology Based Candidate Gene Method) 根據(jù)基因家族成員所編碼的蛋白質結構中具有保守氨基酸序列的特點克隆基因家族未知成員。,氨基酸序列比較,設計簡并引物,PCR擴增,文庫篩選/RACE,17,(2)表達序列標簽EST是指能夠特異性標記某個基因的部分序列，通常包含了該基因足夠的結構信息區(qū)，可以與其它基因相區(qū)分。主要是通過cDNA的途徑獲得。 獲得EST的途徑: 大規(guī)模cDNA文庫測序 各種mRNA水平的分析手段,mRNA,cDNA,反轉

8、錄酶,cDNA文庫,PCR,差異顯示,抑制消減雜交,EST,RACE/文庫篩選,dbEST,GenBank,18,(3)根據(jù)連鎖圖譜克隆目的基因 圖位克隆技術(Map-based cloning),19,Marker,cM,1,0.8,a,Gene,c,bp,BAC,染色體步移,亞克隆,cDNA文庫篩選,互補實驗,精細定位,染色體步移,候選基因,20,(4)轉座子標簽法 轉座子是染色體上一段可復制、移動的 DNA片段。當轉座子插入到某個功能基因內部時，就會引起該基因的失活，并誘導產生突變型；當轉座子再次轉座或切離這一位點時，失活基因的功能又可得到恢復。 目前應用最為廣泛的轉座子系統(tǒng)是Ac/Ds

9、玉米轉座子系統(tǒng)。,插入突變體,篩選突變DNA文庫，PCR，RACE,鑒定性狀遺傳分析,轉座子DNA探針,基因部分DNA探針,篩選野生型DNA文庫，PCR，RACE,完整目的基因,互補實驗,21,(5)差異顯示法 在生物個體發(fā)育不同階段，或不同的組織與細胞中或不同環(huán)境下，基因表達差異。即不同基因有序的時空表達方式，叫做基因的差異表達。差異顯示PCR(differential display-PCR,DD-PCR)是指通過對來源特定組織類型的總mRNA進行PCR擴增、電泳，并找出待測組織和對照之間的特異擴增條帶。,葉mRNA,根mRNA,反轉錄,反轉錄,PCR,隨機引物+3 錨定poly(t)引物

10、,PCR,PAGE,葉,根,22,(6) cDNA微陣列, cDNA 芯片 cDNA序列（純樣）機器點樣在支持物,與熒光標記的不同mRNA樣品分別進行雜交,通過激光共聚焦掃描分析不同cDNA序列的雜交信號強度,判斷該cDNA在不同mRNA樣品中的表達豐度.,mRNA 1,mRNA 2,23,(6) 電子克隆 in silico cloning 借助于電子計算機，利用公布的核酸序列資料，進行序列的拼接和組裝最終獲得完整基因序列的技術，類似于cDNA文庫的篩選但更加方便和快速。,24,（二）目的基因重組質粒的構建,目的基因體外重組到適當?shù)囊迅脑斓馁|粒中 包括保存用中間載體（大腸桿菌寄主）：pBR3

11、22、pUC、 pBluescript K、pKS,pGEM-T 繁殖載體（大腸桿菌寄主）： JM109, TOP10 植物轉化載體（農桿菌寄主）： pBI121, pCAM1001,25,分離基因,克隆到某中間載體,轉化大腸桿菌,提取質粒,限制酶切/連接,克隆到植物表達載體,轉化農桿菌,基因槍轉化,pKS,pBR332,pGEM-T,JM109, TOP10,HindIII/EcroI T4 ligase,pBI121, pCAM1001,LBA4404, EHA,26,農桿菌: used extensively for genetic engineering of plants. 包含Ti

12、質粒 Tumor inducing plasmid (bacterial plasmid) T-DNA (Transferred-DNA), 可以轉移進入植物基因組.,Tumor induced by A. tumefaciens,27,Ti Plasmid,T-DNA region,Left border,Right border,vir genes,ori,已知農桿菌附著到植物細胞后，只留在細胞間隙中。T-DNA首先在細菌中被加工、剪切、復制，然后轉入植物細胞。,auxin,28,Ti質粒是根癌農桿菌染色體外的遺傳物質，為雙股共價閉合的環(huán)狀DNA分子，其分子量為95156106D, 約有2

13、00kb組成。 根據(jù)其誘導的植物冠癭瘤中所合成的冠癭堿種類不同，Ti質粒可以被分成四種類型： 章魚堿型(octopine) 胭脂堿型(nopaline) 農桿堿型（agropine） 農桿菌素堿型（agrocinopine）或稱琥珀堿型(succinamopine),Ti質粒的遺傳特性及類型,29,Ti質粒的功能區(qū)域,（1）T-DNA區(qū)（transferred-DNA regions）： 農桿菌侵染植物細胞時，從Ti質粒上切割下來轉移到植物細胞的一段DNA，稱為轉移DNA。該DNA片段上的基因與腫瘤的形成有關。 （2）Vir區(qū)（virulence region） 該區(qū)段上的基因能激活T-DNA

14、轉移，使農桿菌表現(xiàn)出毒性。T-DNA區(qū)與Vir區(qū)在質粒DNA上彼此相鄰，約占Ti質粒DNA的三分之一。 （3）Con區(qū)（regions encoding conjugations） 該區(qū)段上存在著與細菌接合轉移的有關基因（tra），調控Ti質粒在農桿菌之間的轉移。冠癭堿能激活tra基因，誘導Ti質粒轉移，因此稱之為接合轉移編碼區(qū)。 （4）Ori區(qū)（origin of replication） 該區(qū)段基因調控Ti質粒的自我復制，故稱之為復制起始區(qū)。,30,野生型Ti質粒直接作為植物基因工程載體，存在如下障礙： Ti質粒分子量過大，一般在160240kb，比pBR322質粒大50倍左右； 大型的野

15、生Ti質粒上分布著各種限制酶的多個切點，不能通過體外DNA重組技術直接向野生型Ti質粒導入外源基因； T-DNA區(qū)內含有許多編碼基因，其中Onc基因的產物干擾宿主植物中內源激素的平衡，轉化細胞長成腫瘤，阻礙細胞的分化和植株的再生； Ti質粒不能在大腸桿菌中復制, 即使得到重組質粒，也只能在農桿菌中進行擴增； Ti質粒上還存在一些對于T-DNA轉移不起任何作用的基因。,31,雙元載體系統(tǒng):binary Ti vector system,32,載體構建中常用的選擇標記,如何選擇和篩選轉化體同樣是一個重要問題?？茖W家家一直試圖把轉化體帶上一個標記，從而便于選擇和篩選。至今己建立了許多標記基因，并已插

16、入各種轉化載體中，作為一種標記基因。,33,必須具備以下四個條件： 編碼一種不存在于正常植物細胞中的酶； 基因較小，可構成嵌合基因； 能在轉化體中得到充分表達； 檢測容易，并且能定量分析。 細菌篩選標記基因： 產物給予細胞產生一種選擇壓力，致使未轉化細胞不能生長、發(fā)育與分化。而轉化細胞對該標記產生抗性，不影響其生長等，從而將轉化細胞選擇出來，例如， Cat（氯霉抗性基因）。 植物篩選標記基因： 強調給轉化細胞帶上一種標記，起報告和識別作用，故稱報告基因。,34,報告基因: Gus基因（-葡糖苷酸酶基因） 在植物細胞中所產生的葡糖苷酸酶在檢測上具有以下特點： 在一定條件下與X-G1ucuioni

17、c acid （5-bromo-4-chioro-3-indoyl-D-glucuronic acid）底物發(fā)生作用，產生藍色沉淀，既可以用分光光度計法測定，又可以直接觀察到植物組織中形成的藍色斑點。 當加入4-甲基傘形酮基和葡萄糖苷酸時生成4-甲基傘形酮，發(fā)熒光（=465nm）。因而可以用熒光光譜法測定。由于熒光強度高，本底低，故熒光檢測極為靈敏。 檢測容易、迅速并能定量，只需少量植物組織抽提液即可在短時間內測定完畢。 價格便宜。,35,36,GFP（綠色熒光蛋白基因）;LUC (螢火蟲熒光素酶基因);,報告基因:,37,啟動子的選擇,35S, cauliflower mosaic viru

18、s 35S promoter,CaMV 35S is a strong promoter that is active in essentially all dicot plant tissues.,38,(三受體材料的選擇 受體是指用于接受外源DNA的轉化材料。 良好的植物基因轉化受體系統(tǒng)應滿足如下條件： 1、高效穩(wěn)定的再生能力； 2、受體材料要有較高的遺傳穩(wěn)定性； 3、外植體來源方便，如胚和其它器官等； 4、對篩選劑敏感； 5、轉化率高,39,常用的受體材料有以下幾大類型:,1.愈傷組織再生系統(tǒng) 外植體材料經過脫分化培養(yǎng)誘導形成愈傷組織，轉化（帶有目的基因質粒的農桿菌侵染），分化培養(yǎng)獲得再

19、生植株。 優(yōu)點：外植體來源廣，繁殖快，易接受外源基因， 轉化效率高。 缺點：遺傳穩(wěn)定性差、嵌合體 因此需要連續(xù)的再生系統(tǒng),40,2.直接分化再生系統(tǒng) 外植體材料細胞不經過脫分化形成愈傷組織階段，而是直接分化出不定芽形成再生植株。 優(yōu)點：周期短、操作簡單，體細胞變異小，遺傳穩(wěn)定； 缺點：材料局限，轉化率低。,3.原生質體再生系統(tǒng) 原生質體恢復細胞壁具有分化再生能力，是應用最早的再生受體系統(tǒng)之一。 優(yōu)點：高效、廣泛地攝取外源DNA或遺傳物質，獲得基因型一致的克隆細胞，所獲轉基因植株嵌合體少，適用于多種轉化系統(tǒng)； 缺點：不易制備、再生困難和變異程度高。,41,4.胚狀體再生系統(tǒng) 是指具有胚胎性質的個

20、體。 優(yōu)點：個體數(shù)目巨大、同質性好，接受外源基因能力強， 嵌合體少，易于培養(yǎng)、再生。 缺點：技術含量高，多數(shù)植物不易獲得胚狀體。,5.生殖細胞受體系統(tǒng) 以生殖細胞如花粉粒、卵細胞等受體細胞進行外源基因轉化的系統(tǒng)。 一是利用組織培養(yǎng)技術進行小孢子和卵細胞的單倍體培養(yǎng)、轉化受體系統(tǒng)； 二是直接利用花粉和卵細胞受精過程進行基因轉化，如花粉管導入法，花粉粒浸泡法，子房微針注射法等。,42,（四）轉基因方法 概括起來說主要有兩類： 第一類是以載體為媒介的遺傳轉化，也稱為間接轉移系統(tǒng)法。 第二類是外源目的DNA的直接轉化。,43,1.載體介導轉移系統(tǒng) 最常見的轉基因方法。 將外源基因重組進入適合的載體系統(tǒng)

21、，通過載體將攜帶的外源基因導入植物細胞，整合在核染色體組中并隨核染色體復制和表達。 農桿菌Ti質粒（tumor-inducing plasmid）或 Ri質粒(root-indcingplasmid)介導法是迄今為止植物基因工程中應用最多、機理最清楚、最理想的載體轉移方法。,44,農桿菌共培養(yǎng)侵染,誘導愈傷組織,分化生芽,生根,葉盤轉化法,(1)葉盤法 雙子葉植物較為常用、簡單有效的方法。,45,(2)真空滲入法 將適宜轉化的健壯植株倒置浸于裝有攜帶外源目的基因的農桿菌滲入培養(yǎng)基的容器中，經真空處理，造傷，使農桿菌通過傷口感染植株，在農桿菌的介導下，發(fā)生遺傳轉化。 簡便、快速、可靠，不需要組織

22、培養(yǎng)。 (3)愈傷組織共培養(yǎng) (4)原生質體共培養(yǎng),46,2.外源基因直接導入法 （1）化學刺激法 細胞融合劑：聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇（PVC）,47,(2)基因槍轟擊法 （微彈轟擊技術micro-projectile bombardment) 將外源DNA包裹在微小的鎢粉或金粉顆粒的表面，借助高壓動力射入受體細胞或組織，最后整合到植物基因組并得以表達。 步驟簡單易行：適合于大多數(shù)細胞或組織，克服了受體材料的限制，不必制備原生質體，具有相當廣泛的應用范圍，已經成為植物細胞轉化最有效方法之一。 到目前為止，利用基因槍法已經在煙草、豆類和多數(shù)禾本科農作物、果樹花卉和林木等植物上獲得轉基因植株

23、。 單子葉植物,48,1. Pericarp sholud be pulled back and the immature embryos (0.5 - 1.0 mm) are removed.,2. The immature embryos are placed on a callus induction medium,high osmotic media prepare calli for transfomation,Transformation is performed by gene gun method,49,50,(4)微注射法 細胞操作： 利用瓊脂糖包埋、聚賴氨酸粘連和微吸管吸附

24、等方式將受體細胞（原生質體或生殖細胞）固定，然后將供體DNA或RNA直接注射進入受體細胞。 子房注射法或花粉管通道法： 具有較大子房或胚囊的植株可在田間進行活體操作。操作簡便、成本低。,51,（五）轉化體的篩選和鑒定 1.轉化體的篩選 外源目的基因轉化頻率低 目的基因已被整合到核基因組并表達轉化細胞更少 使用特異性選擇標記基因（selectable marker genes）進行標記，有效地選擇出真正轉化細胞。 常用選擇標記基因： 抗生素抗性基因 除草劑抗性基因 將選擇標記基因與適當啟動子構成嵌合基因，克隆到質粒載體上，與目的基因同時進行轉化。 標記基因在受體細胞表達，使轉化細胞具有抵抗相應抗

25、生素或除草劑的能力而存活下來。非轉化細胞則被抑制、殺死。,52,2.轉化體的鑒定 通過篩選得到的再生植株初步證明標記基因整合進入受體細胞。至于目的基因是否整合到受體核基因組、是否表達，還必須對抗性植株進一步檢測。,DNA水平的鑒定 檢測內容：是否整合、拷貝數(shù)、整合位置。 檢測方法：特異性PCR（以外源基因兩側序列設計引物） Southern雜交（外源目的基因序列為探針）,53,特異性PCR檢測外源基因整合到受體,54,(2) 轉錄水平的鑒定 常用的方法 Northern雜交（標記的RNA為探針對總RNA雜交） RT-PCR 檢測,mRNA,cDNA,PCR,55,56,（3）翻譯水平的鑒定 為

26、檢測外源基因轉錄形成的mRNA能否翻譯，還必須進行翻譯或者蛋白質水平檢測。 主要方法：Western雜交 免疫檢測,57,（六）轉化體的安全性評價和育種利用 根據(jù)有關轉基因產品的管理規(guī)定、在可控制的條件下進行安全性評價和大田育種利用研究。 通過轉基因方法往往難以直接獲得理想的品種（系）原因：外源基因失活、純合致死、花粉致死、其它性狀變化等。 因此獲得轉化體后，應結合雜交、回交、自交等常規(guī)轉育手段，最終選育綜合性狀優(yōu)良的轉基因品種。,58,第二節(jié) 轉基因作物的遺傳特點 少數(shù)外源基因整合到植株能穩(wěn)定遺傳，正常表達，符合孟德爾遺傳。 大多失活或表現(xiàn)復雜的遺傳方式。 原因：外源基因受宿主基因組排斥而發(fā)

27、生片段丟失、重排； 多拷貝； 整合隨機性； 一、整合機制 1、同源重組 2、位點特異性重組 3、轉座 4、異常重組,59,二、整合后外源基因表現(xiàn) 不表達 1、基因丟失 2、基因沉默 表達 1、符合孟德爾遺傳 2、獨立轉化體之間差異 3、無規(guī)律,60,第三節(jié) 轉基因作物品種的選育,純系育種 回交育種 雜交育種 雜交種,61,第四節(jié) 轉基因作物的生物安全性,62,直至今天，轉基因作物的安全性在全球范圍內引起了激烈的爭論。 反對者認為轉基因作物具有極大的潛在危險，可能會對人類健康和人類生存環(huán)境造成威脅。 在歐洲，轉基因作物被一些媒體稱之為“惡魔食品”（frankenstein food）。 Fran

28、kenstein是英國科幻小說中由一個科學家創(chuàng)造、最終又毀滅了這個科學家的怪物。那么，人類研制與種植轉基因作物到底是毀滅自己，還是拯救自己呢？,63,對轉基因作物的安全性爭論，國際上有幾個典型的事件。 Pusztai事件： 英國Rowett研究所有位Pusztai博士，他用轉雪花蓮凝集素基因的土豆喂大鼠，1998年秋天在英國電視臺發(fā)表講話，聲稱大鼠食用了這種土豆后，體重和器官重量減輕，免疫系統(tǒng)受到了破壞。 后果：綠色和平組織、地球之友等反生物技術組織把這種土豆說成“殺手”，并策劃了破壞轉基因作物試驗地等行動，焚燒了印度的兩塊試驗田，甚至美國加州大學戴維斯分校的非轉基因試驗材料也遭破壞，以致研究

29、生畢業(yè)論文都無法如期完成。 英國皇家學會組織了同行評審，并于1999年月發(fā)表評論，指出Pusztai的試驗有六方面的錯誤：不能確定轉基因和非轉基因馬鈴薯的化學成分有差異；對食用轉基因土豆的大鼠，未補充蛋白質以防止饑餓；供試動物數(shù)量少，飼喂幾種不同的食物，且都不是大鼠的標準食物，缺少統(tǒng)計學意義；試驗設計差；統(tǒng)計方法不當；試驗結果無一致性等。,64,斑蝶事件： 1999年5月，康奈爾大學的一個研究組在Nature雜志上發(fā)表文章，聲稱轉基因抗蟲玉米的花粉飄到一種名叫“馬利筋”的雜草上，用馬利筋葉片飼喂美國大斑蝶，導致44的幼蟲死亡。 這一實驗結果在科學上沒有說服力：玉米的花粉非常重，擴散不遠，在玉米

30、地以外米，馬利筋葉片/CM2上只找到一個玉米花粉；2000年開始在美國三個州和加拿大進行的田間試驗都證明，抗蟲玉米花粉對斑蝶并不構成威脅，實驗室試驗中用倍于田間的花粉量來喂大斑蝶的幼蟲，也沒有發(fā)現(xiàn)對其生長發(fā)育有影響。 斑蝶減少的真正原因，一是農藥的過度使用，二是墨西哥生態(tài)環(huán)境的破壞。,65,加拿大“超級雜草”事件： 由于基因漂流，在加拿大油菜地里發(fā)現(xiàn)了個別油菜植株可以抗一種、兩種或三種除草劑，因而有人稱此為“超級雜草”，并怪罪于轉基因。 基因漂流并不是從轉基因作物開始。如果沒有基因漂流，就不會有進化，世界上也就不會有這么多種的植物和現(xiàn)在的作物栽培品種。舉例來說，小麥由、三個基因組組成，它是由分

31、別帶有、基因組的野生種經過基因漂流合成的。所以，以此來禁止轉基因作物，也是沒有道理的。,66,中國t抗蟲棉破壞環(huán)境事件： 2002年6月3日，南京環(huán)科所與綠色和平組織在北京召開會議，月日China daily上發(fā)表了題為“GM Cotton Damage Enviroment”的文章。 當天,綠色和平組織在其網(wǎng)站上刊登了南京環(huán)科所、綠色和平組織顧問薛達元先生長達26頁的英文報告，從而再次引發(fā)國際爭論，在歐、美產生巨大反響。 月日德國農業(yè)報發(fā)表了題為 “中國研究：棉破壞環(huán)境巨大”。 綠色和平組織的“中國項目主管”聲稱：“棉農將面對不受控制的超級害蟲”、 “轉基因抗蟲棉不但沒有解決問題，反而制造了

32、更多的問題”、“棉農將被迫使用更多、更毒的農藥”。 事實上，抗蟲棉在中國實踐多年，深受廣大棉農的歡迎。中國、美國、德國、加拿大、比利時、印度等國的科學家已在網(wǎng)上紛紛發(fā)表評論，反駁綠色和平組織的觀點。,67,爭論的實質 現(xiàn)在轉基因作物的安全性已經成了國際貿易的技術壁壘。 由于某些媒體的炒作，對消費者的心理和轉基因作物的產業(yè)化已經產生了很大的負面影響。 我們的判斷？,68,我們所要了解的-轉基因植物的潛在風險: 1. 轉基因植物釋放引發(fā)“超級雜草” 目前轉入植物的基因以抗除草劑的為多，其次以抗蟲和抗病毒，然后是抗逆。 如果這些基因逐漸在野生種群中定居后，就具有選擇優(yōu)勢的潛在可能，成為難以控制的“超

33、級雜草”。,69,2. 轉基因植物中35S啟動子的生物安全性 啟動子是基因表達所必需的，決定了外源基因表達空間、表達時間和表達強度等，是人們定向改造生物的重要限制因素。 最常用的啟動子是35S啟動子，該啟動子能夠在植物組織中高水平表達。因此已經被引入許多轉基因植物中。 潛在風險問題: 35S啟動子內有一重組熱點。 （1）如果35S啟動子插入到隱性病毒基因組旁，可能會重新活化病毒。 （2）啟動子插入到某一編碼毒素蛋白的基因上游，可能會增強該毒素的合成。 （3）當轉基因植物被動物或人類食用后，35S啟動子可能會插入到某一致癌基因上游，活化并且導致癌變。,70,3. 抗生素抗性標記基因的生物安全性

34、抗生素抗性標記基因是否導致的在環(huán)境中的傳播。 目前，轉基因作物都使用細菌編碼的抗生素抗性基因作為選擇性標記。 在過去的幾年里，越來越多的報道指出:細菌可以獲得對多種抗生素的抗性。這導致人們開始懷疑：轉基因植物中的抗性基因是否會轉移到細菌中。 抗性標記基因是否會通過食物在腸道中水平轉移至體內微生物，從而影響抗生素治療的有效性。 抗性標記基因產物是否使人體產生抗藥性（食品安全性）。,71,4. 轉基因食品的安全性 1994年美國Caigene公司的轉基因延熟番茄經FDA批準上市，成為第一例通過安全評價的轉基因植物食品。 轉基因食品對人類的可能危害主要有3大類： （1）可能含有已知或未知的毒素，對人

35、體產生毒害作用。（2）可能含有已知或未知的過敏源，引起人體的過敏反應。（3）食品某些營養(yǎng)成分或營養(yǎng)質量可能產生變化，使人體出現(xiàn)某種病癥。,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年美國公布了轉基因作物不需由作市場前評價，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 200

36、0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提出申請，并提供此類食品的相關資料，以確認此類食品與相應的傳統(tǒng)產品相比具有等同的安全性,3. 歐盟,歐盟對GMF持反對態(tài)度，1998年提出轉基因技術安全性之后，其反對態(tài)度更加強硬。他們對轉基因技術培育的農作物、家畜以及再加工食品加以抵制，尤其對美國的轉基因玉米已終止了進口，然而對于西班牙和德國的轉基因玉米卻沒有采取措施 歐盟的法律由兩項：歐盟理事會90220令，于1990年4月頒布實施，該法令中規(guī)定