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转基因技术

2011-12-12 8页 doc 66KB 152阅读

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转基因技术转基因技术的发展 摘要:经济的发展和人口的增加促使农艺 学 家 不 但 要 在 有 限 的 耕 地 上 生 产 出 高 产 、 稳 产 的 农 产 品, 还 要 研 究 如 何 在 其 食 用 口 味 、 营 养 成 分 以 及 外 在性 状 等 方 面 提 高 产 品 品 质 。 在 诸 多 的 农 业增 产 措 施 中 , 采 用 转 基 因 技 术 进 行 作 物 良 种 繁 育 的方 法 占 到 30% ~ 40% 。转 基 因 技 术 在 医 学 上 的 应用 也 很 广 泛 , 如 为 糖 尿 病 人 生 产 的 ...
转基因技术
转基因技术的发展 摘要:经济的发展和人口的增加促使农艺 学 家 不 但 要 在 有 限 的 耕 地 上 生 产 出 高 产 、 稳 产 的 农 产 品, 还 要 研 究 如 何 在 其 食 用 口 味 、 营 养 成 分 以 及 外 在性 状 等 方 面 提 高 产 品 品 质 。 在 诸 多 的 农 业增 产 措 施 中 , 采 用 转 基 因 技 术 进 行 作 物 良 种 繁 育 的方 法 占 到 30% ~ 40% 。转 基 因 技 术 在 医 学 上 的 应用 也 很 广 泛 , 如 为 糖 尿 病 人 生 产 的 胰 岛 素 ; 或 用 于遗 传 病 方 面 的 治 疗 。 还 有 一 种 在 免 疫 学 上 的 功 用 ,就 是 通 过 农 业 种 植 转 基 因 食 品 的 方 式 , 生 产 出 人 用疫 苗 或 功 能 蛋 白 , 打 破 传 统 的 疫 苗 生 产 方 式 , 代 之以 大 田 栽 培 作 物 获 得 来 源 广 、 成 本 低 的 廉 价 植 物 疫苗( 或 叫 口 服 疫 苗 ) 。 关 键 词:转 基 因 、农业 、医学、免疫学 Abstract: the hair of the exhibition and people has increased the mouth increases promoting agricultural subject to home but in a limit on the plow to produce the high production, born in agricultural products of stability, but also to grind investigate such as any in the food taste, camp keep mouth into points to the sexual shape and in such as surface carry high products party product quality. In the more agriculture industry was in the measures, with the yankees in turn for technology into line that was for the good of the party of numerous education method account for 30% ~ 40%. Turn the technology in medical operation for the application of learning is very wide also pan, such as sugar diabetes people born in pancreatic island element; Or use in the face of the left side to cure disease. Still have a kind of in the work on learning from epidemic disease with, the agriculture industry is a kind of plant turn base for eating article of party type, born in people with the disease seedlings or work can egg white, a broken, the epidemic disease in seedling born of party, acting with big field which things have to be planted by the source to the wide, the low price into the plant content vaccine (or call Oral vaccine). Keywords: genetically modified, agriculture, medicine, immunology 经 济 的 发 展 和 人 口 的 增 加 促 使 农 艺 学 家不 但 要 在 有 限 的 耕 地 上 生 产 出 高 产 、 稳 产 的 农 产 品, 还 要 研 究 如 何 在 其 食 用 口 味 、 营 养 成 分 以 及 外 在性 状 等 方 面 提 高 产 品 品 质 。 转 基 因 技 术 的 兴 起 , 在很 大 程 度 上 解 决 了 这 些 矛 盾 。 目 前 已 培 育 出 玉 米 、水 稻 、 胡 萝 卜 、 烟 草 等 29种 重 要 农 作 物 的 抗 病 毒 、 抗 虫 、 抗 除 草 剂 、营 养 品 质 大 幅 度 提 高 的 转 基 因 植 株 。 在 诸 多 的 农 业增 产 措 施 中 , 采 用 转 基 因 技 术 进 行 作 物 良 种 繁 育 的方 法 占 到 30% ~ 40% 。   转 基 因 技 术 在 医 学 上 的 应用 也 很 广 泛 , 如 为 糖 尿 病 人 生 产 的 胰 岛 素 ; 或 用 于遗 传 病 方 面 的 治 疗 。 还 有 一 种 在 免 疫 学 上 的 功 用 ,就 是 通 过 农 业 种 植 转 基 因 食 品 的 方 式 , 生 产 出 人 用疫 苗 或 功 能 蛋 白 , 打 破 传 统 的 疫 苗 生 产 方 式 , 代 之以 大 田 栽 培 作 物 获 得 来 源 广 、 成 本 低 的 廉 价 植 物 疫苗( 或 叫 口 服 疫 苗 ) 。 转 基 因 食 品 疫 苗 具 有 高 效 、低 廉 、 安 全 、 方 便 、 易 于 规 模 生 产 等 优 点 。 很 多 转基 因 蔬 菜 可 以 生 吃 。 1 转基因技术的概论 1.1 转基因技术的概念 转基因技术就是把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中的生物技术。 将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术(Transgene technology)。人们常说的"遗传工程"、"基因工程"、"遗传转化"均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为"遗传修饰过的生物体"(Genetically modified organism,简称GMO)。常用的方法包括显微注射、基因枪、电破法、脂质体等。转基因最初用于研究基因的功能,即把外源基因导入受体生物体基因组内(一般为模式生物,如拟南芥或斑马鱼等),观察生物体表现出的性状,达到揭示基因功能的目的。 1.2转基因技术的发展 1974年,波兰遗传学家斯吉巴尔斯基(Waclaw Szybalski)称基因重组技术为合成生物学概念,1978年,诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯(Daniel Nathans)、亚伯(Werner Arber)与史密斯(Hamilton Smith)时,斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道:限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。转基因技术,包括外源基因的克隆、表达载体、受体细胞,以及转基因途径等,外源基因的人工合成技术、基因调控网络的人工设计发展,导致了21世纪的转基因技术将走向转基因系统生物技术 -2000年国际上重新提出合成生物学概念,并定义为基于系统生物学原理的基因工程与转基因技术。 1.3 转基因技术的方法 1.3.1植物转基因方法   遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株可分成两大类,第一类需要通过组织培养再生植株,常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法;另一类方法不需要通过组织培养,目前比较成熟的主要有花粉管通道法,花粉管通道法是中国科学家提出的。 (1)农杆菌介导转化法   农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌,它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位,并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒,其上有一段T-DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T-DNA插入到植物基因组中。因此,农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区,借助农杆菌的感染实现外源基因向植物 HYPERLINK "http://baike.baidu.com/view/3687.htm"细胞的转移与整合,然后通过细胞和组织培养技术,再生出转基因植株。   农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中,自从技术瓶颈被打破之后,农杆菌介导转化在单子叶植物中也得到了广泛应用,其中水稻已经被当作模式植物进行研究。 (2)花粉管通道法   在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道,将外源DNA导入受精卵细胞,并进一步地被整合到受体细胞的基因组中,随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于80年代初期由中国学者周光宇提出,中国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株,技术简单,不需要装备精良的实验室,常规育种工作者易于掌握。 1.3.2动物转基因技术 (1)核显微注射法   核显微注射法是动物转基因技术中最常用的方法。它是在显微镜下将外源基因注射到受精卵细胞的原核内,注射的外源基因与胚胎基因组融合,然后进行体外培养,最后移植到受体母畜子宫内发育,这样分娩的动物体内的每一个细胞都含有新的DNA片段。-这种方法的缺点是效率低、位置效应(外源基因插入位点随机性)造成的表达结果的不确定性、动物利用率低等,在反刍动物还存在着繁殖周期长,有较强的时间限制、需要大量的供体和受体动物等特点。   详细步骤:在显微镜下,用一根极细的玻璃针(直径1-2微米)直接将DNA注射到胚胎的细胞核内,再把注射过DNA的胚胎移植到动物体内,使之发育成正常的幼仔。用这种方法生产的动物约有十分之一是整合外源基因的转基因动物。 (2)精子介导的基因转移   精子介导的基因转移是把精子作适当处理后,使其具有携带外源基因的能力。然后,用携带有外源基因的精子给发情母畜授精。在母畜所生的后代中,就有一定比例的动物是整合外源基因的转基因动物。同显微注射方法相比,精子介导的基因转移有两个优点:首先是它的成本很低,只有显微注射法成本的1/10。其次,由于它不涉及对动物进行处理,因此,可以用生产牛群或羊群进行实验,以保证每次实验都能够获得成功。 (3)核移植转基因法   体细胞核移植是近年来新出现的一种转基因技术。该方法是先把外源基因与供体细胞在培养基中培养,使外源基因整合到供体细胞上,然后将供体细胞细胞核移植到受体细胞——去核卵母细胞,构成重建胚,再把其移植到假孕母体,待其妊娠、分娩,便可得到转基因的克隆动物。 (4)体细胞核移植法   先在体外培养的体细胞中进行基因导入,筛选获得带转基因的细胞。然后,将带转基因体细胞核移植到去掉细胞核的卵细胞中,生产重构胚胎。重构胚胎经移植到母体中,产生的仔畜百分之百是转基因动物。 1.4 转基因产物 1.4.1 转基因植物   转基因植物是基因组中含有外源基因的植物。它可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。而且可用转基因植物或离体培养的细胞,来生产外源基因的表达产物,如人的生长素、胰岛素、干扰素、白介素2、表皮生长因子、乙型肝炎疫苗等基因已在转基因植物中得到表达。    在过去的二十年里,随着分子生物学各领域的不断发展,植物基因的分离、基因工程载体的构建、细胞的基因转化、转化细胞的组织培养、植株再生及外源基因表达的等各项技术日趋成熟和完善,有关植物基因工程的研究日新月异,许多以前根本不可能的基因转化工作在越来越多的植物上获得成功。研究转基因植物的主要目的是提高用多肽或工业用酶的产量,改善食品质量,提高农作物对虫害及病原体的抵抗力。常规的药用蛋白大部分是利用生化的方法提取或微生物发酵获得的,这类活性物质一般在活细胞中含量甚微,且提取过程复杂,成本高,远远满足不了社会的需要。应用转基因植物来生产这些药用蛋白,包括疫苗、抗体、干扰素等细胞因子,可以利用植物大田栽种的方式大量生产,大幅度降低生产成本,提高产量,还可以获得常规手段无法获得的药物。  利用植物来生产疫苗的最大优点是他可以作为食品直接口服。通过各种植物转基因技术将多台疫苗基因转入植物,从而得到表达多肽疫苗的转基因植物。随着抗体基因工程能将抗体基因(从小的活性单位到完整抗体的重轻链基因)从单抗杂交瘤中分离出来,人们就开始想办法利用转基因植物来表达这些抗体。1989年Hiatt将鼠杂交瘤细胞产生的抗体基因转入烟草细胞获得了植物抗体,并且发现植物抗体具有杂交瘤来源抗体同样的抗原结合能力,既有功能性。在这之后,全长抗体、单域抗体和单链抗体在转基因植物中均获得成功表达。用植物抗体进行局部免疫治疗将是一个引人瞩目的领域,应用高亲和性抗体进行局部治疗可以治愈龋齿及其它一些常见病。    植物转基因可获得更多的新品种,蔬菜,水果,花卉都能够在保留其优良品质的情况下优化。 1.4.2 转基因动物   转基因动物就是基因组中含有外源基因的动物。它是按照预先的设计,通过细胞融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵,再以生殖工程技术,有可能育成转基因动物。通过生长素基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因等基因转移,可能育成生长周期短,产仔、生蛋多和泌乳量高,转基因超级鼠比普通老鼠大约一倍。生产的肉类、皮毛品质与加工性能好,并具有抗病性,已在牛、羊、猪、鸡、鱼等家养动物中取得一定成果。   基因动物是指用实验导入的方法将外源基因在染色体基因内稳定整合并能稳定表达的一类动物。1974年,Jaenisch应用显微注射法,在世界上首次成功地获得了SV40DNA转基因小鼠。其后,Costantini将兔-珠蛋白基因注入小鼠的受精卵,使受精卵发育成小鼠,表达出了兔卜珠蛋白;Palmiter等把大鼠的生长激素基因导人小鼠受精卵内,获得“超级”小鼠;Church获得了首例转基因牛。到目前为止,人们已经成功地获得了转基因鼠、鸡、山羊、猪、绵羊、牛、蛙以及多种转基因鱼。   还可将转基因动物作为生物工厂(Biofactories),包括,乳腺生物反应器和输卵管生物反应器等,如以转基因小鼠生产凝血因子IX、组织型血纤维溶酶原激活因子(t-PA)、白细胞介素2、α1-抗胰蛋白酶,以转基因绵羊生产人的α1-抗胰蛋白酶,以转基因山羊、奶牛生产LAt-PA,以转基因猪生产人血红蛋白等,这些基因产品具有高效、优质、廉价与相应的人体蛋白具有同样的生物活性,且多随乳汁分泌,便于分离纯化,基于系统生物学的发展,转基因系统生物技术 - 合成生物学成为不仅单基因而且多基因乃至基因组设计、合成与转基因的新一代生物技术。   但由于转基因动物受遗传镶嵌性和杂合性的影响,其有性生殖后代变异较大,难以形成稳定遗传的转基因品系。因而,尝试从受体动物细胞中分离出线粒体,以外源基因对其进行离体转化,再将转基因线粒体导入受精卵,所发育成的转基因动物雌性个体外培养的卵细胞与任一雄性个体交配或体外人工授精,由于线粒体的细胞质遗传,其有性后代可能全都是转基因个体。 1.5 转基因技术与传统技术的关系 自从人类耕种作物以来,我们的祖先就从未停止过作物的遗传改良。过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用,通过随机和自然的方式来积累优良基因。遗传学创立后近百年的动植物育种则是采用人工杂交的方法,进行优良基因的重组和外源基因的导入而实现遗传改良。   因此,转基因技术与传统技术是一脉相承的,其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。但在基因转移的范围和效率上,转基因技术与传统育种技术有两点重要区别。第一,传统技术一般只能在生物种内个体间实现基因转移,而转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制。第二,传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进行,操作对象是整个基因组,所转移的是大量的基因,不可能准确地对某个基因进行操作和选择,对后代的表现预见性较差。而转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因,功能清楚,后代表现可准确预期。因此,转基因技术是对传统技术的发展和补充。将两者紧密结合,可相得益彰,大大地提高动植物品种改良的效率。 1.6 转基因技术的利弊 (1) 有利的方面 利用转基因技术,把生长素 HYPERLINK "http://wenwen.soso.com/z/Search.e?sp=S基因&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink"基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因等外源基因导入动物的精子、卵细胞或受精卵,可培育出生长周期短、产仔多、生蛋多、泌乳量高,生产的肉类、皮毛品质与加工性能好,并具有抗病性的动物,目前已在牛、羊、猪、鸡、鱼等家养动物中取得一定成果。 (2)不利方面 据报道,科学家研究发现,有些转基因生物产品可能含有有毒物质和过敏源,会对人体健康产生不利影响,严重的甚至可以致癌或导致某些遗传疾病。尽管到目前为止还没有有说服力的研究表明这些改良品种有毒,但一些研究学者认为,对于基因的人工提炼和添加,可能在达到某些人们想达到的效果的同时,也增加和积聚了食物中原有的微量毒素。这种毒素的积累是个相当长的过程,但它确实可能正在进行中,因此目前谁也不能确保这些改良品种没有毒。其次是过敏反应问题,对于1种食物过敏的人有时还会对1种以前他们不过敏的食物产生过敏,原因就在于这种食品中含有了导致过敏的蛋白质。 有研究者认为外来基因会以一种人们目前还不甚了解的方式破坏食物中的营养成分。 大量的转基因生物进入自然界后很可能会与野生物种杂交,造成基因污染,从而影响到生物多样性的保护和持续利用,这种污染对环境及生态系统造成的危害比其他任何因素对环境造成的污染都难以消除。 2 我国转基因育种发展现状与挑战   早在22年前,全球生物技术革命兴起不久,邓小平同志就高瞻远瞩地指出:“将来农业问题的出路,最终要由生物工程来解决,要靠尖端技术”,并号召:“发展高科技,实现产业化”。多年来,中央一贯并高度重视转基因技术的研究和应用,2004年以来连续7个中央一号文件中都强调加快农业生物技术的发展;863、973等国家科技计划都将转基因技术研究作为重大项目予以支持;2008年国家启动实施“转基因生物新品种培育重大专项”;2009年生物育种又被列入“战略性新兴产业规划”。推动转基因生物品种产业化已成为我国既定的战略决策。   2.1我国转基因育种的战略部署   目前,我国转基因技术研究与应用是以“转基因生物新品种培育重大专项”为主导,重大专项按照“强化自主创新,突出战略重点,创新管理机制,培植生物产业”的总体思路进行部署。在转基因作物育种方面,针对我国农业生产发展技术瓶颈和重大需求,以水稻、小麦、玉米、大豆、棉花五大作物为重点,分别以抗病虫、抗除草剂、抗逆、优质、高产、养分高效利用、高附加值、功能型等转基因作物新品种培育为目标,在保持我国转基因棉花、水稻国际竞争力的同时,使玉米、小麦等转基因作物的研究开发达到国际先进水平,并整体提升转基因自主创新能力。在此基础上积极、分步推动转基因作物新品种产业化,力争使转基因生物产业逐步成为我国农业综合生产能力的重要支柱,整体研究水平进入世界前列。   2.2 我国初步建成独立的转基因研发体系并取得显著成效   历经二十多年的发展和积累,我国已经初步建成了世界上为数不多的,包括功能基因克隆、遗传转化、品种选育、安全评价、产品开发、应用推广等各环节在内的转基因育种科技创新和产业发展体系,转基因作物研究开发的整体水平已领先于发展中国家。我国已拥有一批抗病虫、抗除草剂、抗旱、营养改良等重要基因的自主知识产权和核心技术,水稻、棉花、玉米等转基因作物的基础研究和应用研究已取得了一批高水平的科技成果,初步形成了自己的特色与优势。   第一,抗虫棉的研究开发是我国独立发展转基因育种,抢占国际生物技术制高点的范例。上世纪90年代,我国棉花生产因遭受棉铃虫危害每年造成近百亿元的经济损失;数十万吨剧毒农药投入棉田不仅效果甚微,反而加重害虫抗性并导致严重的环境污染和人畜中毒事故。在我国政府的全力支持下,科学家奋发图强,经过长达10年的激烈竞争,研究出了拥有自主知识产权的国产转基因抗虫棉,取得了显著的社会经济效益,改变了外国抗虫棉品种一统天下的局面。截至2009年底,我国已获审定的抗虫棉品种超过200个,河北、山东、河南、安徽等棉花主产省抗虫棉种植率接近100%,累计增加产值超过330亿元。抗虫棉的应用不仅有效控制了棉铃虫对棉花的危害,还大大减少了玉米、大豆、花生、蔬菜等作物上棉铃虫的数量,总受益面积达到3.3亿亩。由于杀虫剂用量减少,农药中毒事故大大减少,水体、土壤中农药残留量显著降低,种植抗虫棉10年后棉田污染指数下降21%,农业生态环境得到了显著改善。抗虫棉开发的意义还不仅于此,它还有力带动了我国转基因技术的自主创新和研究领域的拓展,并创造了产学研结合的棉种产业发展的新模式。   第二,转基因抗虫水稻研发的重大突破是我国独立发展转基因技术的又一成功事例。近年水稻螟虫危害呈逐年加重之势,已成为水稻增产的主要威胁。据全国农业技术推广中心统计,2000-2009年三种螟虫年均发生面积高达6.1亿亩次,过去10年虫害造成稻谷损失累计达1600万吨。为了治理螟虫危害,我国科学家将拥有自主知识产权的Bt杀虫基因转入杂交水稻,获得了优良品系“华恢1号”和“Bt汕优63”。经国家专利权威检索机构检索认为该水稻在我国商业化不会造成侵权。转基因水稻在生产试验中已显示出巨大的应用潜力。据中国科学院农业政策研究中心研究,转基因抗虫水稻杀虫效果显著,可以减少稻田防治害虫农药用量的80%,显著减轻环境污染和农药残留。   第三,转基因植酸酶玉米也是我国近年自主创新、达到国际领先水平的又一项标志性成果。我国现已拥有世界上最大的养殖业规模,每年饲用玉米用量已接近1亿吨。饲料玉米中含有一种富含磷营养的“植酸”,因无法被动物消化吸收而白白浪费,目前每年随动物粪便排放到水域的总磷量已超过56万吨,直接导致水体的富营养化,加剧了蓝藻、赤潮等环境污染;与此同时,每年又不得不大量进口我国稀缺的磷酸氢钙以补充饲料中的磷营养,目前年进口数量已超过110万吨。为了破解我国畜牧业发展和环境保护中的这一难题,我国科学家创造性地从真菌中分离了高效植酸酶基因,并将此基因直接转入玉米,动物食用后就能将植酸磷转化为可以直接吸收的磷营养,还能增强饲料中多种养分的利用效率,肉蛋品质产量均有显著提高。此外,由于大大简化了生产程序,这项技术还能显著发挥节能减排的功效。 2.3 我国转基因育种的发展正面临严峻挑战   从全球范围来看,转基因作物育种技术及其产业在经历了技术成熟期和产业发展期之后,目前已进入至关重要的、以抢占技术制高点与经济增长点为目标的战略机遇期。必须看到,以转基因为核心的生物技术已成为美国等发达国家科技核心竞争力和新兴产业发展的经济增长点,也成为发展中国家农业振兴的希望所在。目前,全球已有涉及抗病虫、抗除草剂、品质改良等13类目标性状、24种转基因作物进入市场销售。跨国公司以基因专利为重要资产和主要竞争手段,已从原来单一生产化工产品转向生产转基因农产品,并通过兼并种子公司进行产业结构重组,促进了农业发展方式的转变,农业科技进步贡献率达到了81%(我国农业科技进步贡献率约为50%)。其中95%来自生物技术产品。 随着经济全球化、贸易一体化的不断加快,农业科技与产业竞争日趋激烈,世界农业经济与贸易格局正在发生深刻转变,围绕基因、人才和市场的国际竞争已日趋白热化。   国内外实践证明:“一个基因成就一个产业”。尽管我国转基因育种的整体实力与发达国家仍有较大差距,自主创新能力有待进一步提高,但目前我国转基因抗虫水稻和植酸酶玉米的研发已居国际前列并具有自己的特色。若我们能充分利用在制度、资源以及人才与技术上一定的优势,抓住有利时机并大力推进转基因研究和新品种产业化,一定能够增强我国转基因技术的国际竞争力,带动转基因育种整体水平提升,并实现转基因粮食、饲料等新兴农业产业的跨越式发展;反之,如果放慢脚步或者止步不前,就将失去这一难得机遇,不仅农业发展会受制于人,还将会给我国经济社会发展带来严重的不利影响。 3 转基因产品的安全性评价   我国在转基因生物安全评价中充分参考了国际食品法典委员会、世界卫生组织、国际粮农组织和经济合作组织等制定并被各成员广泛认可的安全评价性文件。其中,国际食品法典委员会,是由国际粮农组织和世界卫生组织共同建立,以保障消费者的健康和确保食品贸易公平为宗旨的一个制定国际食品的政府间组织。自1960年创建以来,已有包括中国在内的173个成员国加入该组织(我国还担任其中两个分支委员会的主席)。近年国际社会对食品安全的认知已提升到了一个前所未有的高度,在相关食品包括转基因食品安全标准制定方面,食品法典已成为最重要的国际参考标准。下面以转基因抗虫水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”为例,介绍一下我国安全评价的过程和结论。   考虑到水稻的主粮地位,本着对广大人民群众和子孙后代高度负责的态度,农业部和安委会对转基因水稻的安全评价尤为严格和谨慎。研发单位自1999年起就开始申报转基因抗虫水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”安全评价,逐步开展了中间试验、环境释放和生产性试验,对其食用安全性和环境安全性进行了系统全面的评价,整个评价过程长达11年之久   食用安全性评价主要包括营养学、毒理学和致敏性评价等内容。营养学评价包括宏量营养成分(蛋白质、脂肪、碳水化合物、水分等,包括氨基酸和脂肪酸构成)、微量营养成分(矿物质、维生素)以及抗营养因子等检测分析,以判断转基因水稻与非转基因水稻在营养成分和抗营养因子上是否存在生物学意义上的差异。毒理学评价则分别用杀虫基因蛋白和转基因水稻进行不同类别试验,观察其对实验动物是否有不良影响,并根据试验结果进行暴露量的评估(如杀虫基因蛋白摄入量的安全系数)。致敏性评价则通过杀虫蛋白与已知致敏原蛋白氨基酸序列进行同源性比较,并开展体外模拟胃肠道消化稳定性试验以确定杀虫蛋白是否易于被消化酶分解,评价其致敏的可能性。为慎重起见,我们还增加了国际食品法典委员会指南中没有规定的检测指标,如三代繁殖试验用以分析对后代的影响   环境安全性评价主要包括遗传稳定性、生存竞争能力、生态环境和生物多样性。特别是通过花粉扩散、基因飘移等试验判断其对野生稻资源是否有不良作用;通过对稻田其它害虫、天敌、益虫、经济昆虫的评价观察其对生物多样性的影响。例如,考虑到我国是水稻起源中心之一,环境安全性评价中对野生稻保护格外重视。针对水稻花粉扩散和基因飘移问题,复旦大学、中国农科院多家研究单位进行了长达10年的试验,研究范围涵盖华东、华南、西南5个省市,对数百万株水稻样本逐一检测,结果发现转基因水稻“基因飘移”的规律同普通水稻一致;基因飘移概率与不同水稻种植空间的间隔距离相关,会随着距离增加而迅速下降:近距离(小于1米)条件下,相邻的非转基因水稻品种中,只有不到1%的植株出现了转基因水稻的基因片段;如果增加5-10米的间隔距离,转基因飘移的概率就会降至十万分之一至百万分之一,几乎可以忽略不计。最后,作出了“水稻是基因飘移低风险作物”的判断。有关结果已在国际著名生态学和分子生物学杂志发表,获得广泛好评。   为了确保评价结果科学、公正和无误,除对申请单位提供的技术资料进行评价外,2004-2008年,农业部又专门委托中国疾病预防控制中心、中国农业大学食品学院、中国农业科学院植保所、水稻所等作为第三方检测机构对食用安全和环境安全的部分指标进行了检测验证。在长期、大量科学研究和实验检测的基础上,最后证明转基因抗虫水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”与对照非转基因水稻同样安全,2009年,农业部依法批准发放了安全证书。  4转基因技术的发展展望 当前条件下,转基因技术还存在许多不足,还处于不断的发展与完善之中,表现在:转基因表达水平低,许多转基因的表达强烈地位受着其宿主染色体上整合位点的影响,往往出现异位表达和个体发育不适宜阶段表达,影响转基因表达能力或基因表达的组织特异性,从而使大部分转基因表达水平极低,极少部分基因表达水平过高;难以控制转基因在宿主基因组中的行为,转基因随机整合于动物的基因组中,可能会引起宿生细胞染色体的插入突变,还会造成插入位点的基因片段丢失,插入位点周围序列的倍增及基因的转移,也可能激活正常状态下处于关闭状态的基因;不了解哪些基因控制多数生理过程,不了解基因表达的发育控制和组织特异性控制的机制;制作转基因动物的效率低,这是目前几乎所有从事转基因动物研究的实验室都面临的问题,也是制约着这项技术广泛应用的关键;对传统伦理是一种挑战,对人类的生存有一定的负面作用等。但我们应该相信只要通过科学家的进一步研究和各国对转基因技术的规范管理,保证转基因技术的研究和开发的健康而有序,制定相关的法律、法规,健全转基因生物和转基因食品的管理,如对转基因作物进行监管,对转基因食品进行标识等,应该更深入的了解转基因技术其中的奥秘,只有更了解它才能利用好它,让我们的生活更加美好和谐,使公众对转基因技术有一个较为科学的认识,主动地接受转基因食品,使转基因技术贴近民众,造福于人类。 参考文献: 1 陈吉美.转基因植物的研究进展[J].德州学院学报,2004(2) 2 文平,王仁祥.转基因植物研究进展[J].生物学教学,2005(12) 3 郭黠,谢辉,何承伟.转基因动物研究进展[J].医学综述,2006(5) 4王彤彤.转基因食品的现状与未来Ⅲ.中国果菜,2004,1(7):585一597. 5李志亮,吴忠义,王刚,黄丛林.转基因食品安全性研究进展.生物技术通报,2005,31-4. 6于广涛,王德成.转基因食品的安全性及安全管理[J]科技资讯,2007(2):230. 7姜萍,殷正坤.转基因食品安全的几个问题.科学学研究,2002,(2):62-66. 8吴家林.转基因 HYPERLINK "http://www.paper999.com/key_2491/" \o "食品" 食品检测技术与安全性评价【J1.中国卫生检验杂志,2003,13(5):547—548.
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