范文一:转基因植物的类型及安全性问题
转基因植物
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姓名:贾丽丽级生物技术及应用103207031045 10
转基因植物的类型及安全性问题
摘要:植物转基因技术是指把从动物、植物或微生物中分离得到的基因,通过各种方法转移到植物的基因组中,使之稳定遗传并赋予植物新的农艺性状,如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。随着现代生物技术的迅速发展,植物转基因技术方兴未艾。转基因植物的研究主要在于改进植物的品质,改变生长周期或花期等提高其经济价值或观赏价值;作为某些蛋白质和次生代谢产物的生物反应器,进行大规模生产;研究基因在植物个体发育中,以及正常生理代谢过程中的功能。
关键词:转基因植物;类型;潜在危害;安全性评价
植物转基因技术就是将优良性状的目的基因导入植物细胞或组织,并在其中进行表达,从而使植物获得新的性状。
转基因植物有以下几种类型:
1.抗病转基因植物:如抗病毒转基因烟草
2.抗虫转基因植物:如抗虫棉
3.抗逆转基因植物:如抗旱、抗盐碱
4.抗除草剂转基因植物:如抗除草剂转基因玉米、大豆、棉花、油菜
5.改良品质转基因植物:如转VA水稻
6转基因药品植物:如生产霍乱疫苗的胡萝卜
(一)抗病转基因植物
中国农业科学院生物技术研究所已成功地人工合成和改造了来自天蚕蛾的抗菌肽基因,并导入我国马铃薯主栽品米粒,获得抗病性提高I∽Ⅲ级的抗青枯病的转基因株系,现已经农业部批准在四川省进行环境释放。目前抗菌肽基因已经供给国内10多家研究单位,进行抗水稻白叶枯病、马铃薯软腐病、花生和番茄的青枯病、大白菜软腐病、柑桔细菌性溃疡病、桑树和桉树青枯病、樱桃根肿病等抗细菌病基因工程研究。
白叶枯病也是危害水稻生产的最为严重的病害之一。中国农业科学院生物技术研究所与国外合作研制成功的转Xa21基因抗白叶枯病水稻明恢63株系已分别在安徽省和海南省进行环境释放;华中农业大学和中国科学院遗传所研制的转Xa21基因抗白叶枯病水稻也分别进入中试阶段。 真菌病也是严重影响农作物生产的一类病害。中国农业科学院生物技术研究所与中国科学院上海植物生理研究所等单位合作,成功地克隆和修饰了植物来源的几丁质酶基因和葡萄糖氧化酶基因,通过花粉管通道法分别将这两个基因导入棉花,获得了抗黄萎病和枯萎病和枯萎的转基因棉花,这些株系在病圃中表现良好,现已进入中试阶段。
在抗病毒的基因工程方面,国内也取得了很好进展。北京大学克隆了
烟草花叶病毒TMV、黄瓜花叶病毒CMV、马铃薯X病毒等中国株系以及水稻矮缩病毒的外壳蛋白基因,研制成功的抗黄瓜花叶病毒甜椒和番茄都已经分别在云南和福建进入中试或环境释放。中国农业科学院油料研究所研制的转基因抗条纹病毒花生、北京市农林科学院蔬菜研究中心培育成的抗芜菁花叶病毒白菜和新疆农科院核技术生物技术所获得的抗黄瓜花叶病毒转基因甜瓜都已分别进入中试。此外,国内一些研究单位还获得了抗环斑病毒(PRSV)的番木瓜,抗黄矮病和黄花叶病毒的小麦等抗病毒病的基因工程植株。
(二)抗虫转基因植物 在国家“863”计划的支持下,中国农业科学院生物技术研究所成功地人工合成和改造了植物抗虫害的Bt基因,获得了高抗棉铃虫的转基因棉花品种和品系。此外,中国农业科学院棉花所、南京农业大学和山西省农科院棉花所等单位还以转基因抗虫棉为亲本,育成了一批抗虫能力在80%以上,单产比主栽品种高15%以上的转基因抗虫杂交棉组合。拥有我国自主知识产权的抗虫棉花的育成和大面积推广应用,标志着我国转基因植物研究开始进入产业化发展阶段。
为了有效控制水稻害虫的危害,中国农业科学院生物技术研究所和华中农业大学合作成功地获得了转Bt基因杂交水稻,对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟的毒杀效果达到95%。浙江农业大学(现已并入浙江大学)也成功地将Bt基因导入水稻早稻品种。目前转Bt基因抗螟虫水稻已进入环境释放阶段。中国科学院遗传所研制成功的转CpTl基因抗虫水稻也分别获准在北京、福建和山西进入中间试验和环境释放。此外,中国农业大学研制的转基因抗玉米螟玉米、复旦大学遗传所研制的转基因抗褐习虱水稻、中国科学院微生物研究所和中国林业科学院林研所研制的抗虫转基因杨树也都进入环境释放阶段。
(三)抗逆转基因植物
我国在抗盐基因工程上已取得了一些进展,先后克隆了脯氨酸合成酶(proA),山菠菜碱脱氢酶(BADH),磷酸甘露醇脱氢酶(mtl)及磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)等与耐盐相关基因,通过遗传转化获得了而1%NACL的苜蓿、耐0.8%NACL的草莓及耐2%NACL的烟草,这些转基因植物已进入田间试验阶段。中国科学院遗传所将BADH基因导入水稻,获得的转基因水稻有交较高的耐盐性,并能在盐田中结实。
(四)抗除草剂转基因植物
随着分子生物学理论和基因转化、组织培养等技术的不断发展,近10年来,科学家们已选育出许多抗除草剂转基因作物品种。目前,抗除草剂转基因作物的种植面积已达4480万hm2,居全球转基因作物种植面积之首。到2001年底,抗除草剂转基因作物的面积为全世界转基因作物种植面积总数(5260万hm2)的85%犤1犦。自1986年世界上第一次进行抗除草剂转基因烟草的田间试验以来,抗除草剂转基因作物始终在转基因作物的研究与应用中占据主导地位。抗除草剂转基因作物的大面积推广,在提高粮食产量、简化农业生产环节、节约能源和水源、
降低除草剂的研制与开发成本等诸多方面产生了巨大的经济和社会效益。
(五)改良品质转基因植物 浙江省农科院在国际上首次从光合产物分配的角度,提出了利用反义PEP基因提高油菜种子含油量的技术路线,据此构建了反义PEP基因,利用农杆菌介导途径,将反义PEP基因导入油菜基因组,相继获得了多批反义PEP基因油菜植株。育成的"超油一号"含油量达47.4%,"超油二号"含油量高达52.82%,含油量均比传统品种提高25%以上,成为目前国际上含油量最高的甘蓝型油菜。打破了我国长江流域油菜含油量在37%~43%长期徘徊的局面,实现了我国油菜种子含油量的突破。
扬州大学及中科院遗传与发育生物学研究所等分离并克隆了与水稻种子中淀粉合成相关的基因:淀粉分支酶Sbe1、淀粉分支酶Sbe3和可溶性淀粉合成酶SSS,以及水稻胚乳特异性表达基因启动子元件Gt1、GluB-1、RP5和RAG1。构建了可转化水稻的、含有义或反义淀粉合成酶和高赖氨酸含量蛋白(LRP)基因等的工程载体,通过转化获得了含不同品质基因的转基因水稻植株800余株。目前已经完成了部分转基因水稻植株的分子鉴定。
(六)转基因药品植物
品质对于药材来说是至关重要的,利用转基因技术可以提高药材的品质,比如说金银花以花蕾的品质为最佳,在实际生产中对开花的时间是很难控制的,但利用基因工程技术可以抑制金银花的开花,最大程度地获得高品质的药材。又比如说,丹参中的脂溶性成分被认为是治疗心血管疾病的有效成分,但药材中这一类成分的含量较低,利用基因工程技术可以定向提高脂溶性成分的含量,提供高品质的药材。
转基因生物是柄“双刃剑”
1. 转基因植物给人类带来的利益
过去改变植物的品种主要是通过育种,这种传统的育种方式需要的时间长,杂交出的品种不易控制,目的性差,其后代可能高产但不抗病,也可能抗病但不高产,也许是高产但品质差,所以必需一次一次地进行选育。而转基因技术就不同了,可以选择任何1个目的基因转进去,就可得到1个相应的新品种,不用再花那么长的时间筛选了。通过转基因技术可培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等特性的作物新品种,以减少对农药化肥和水的依赖,降低农业成本,大幅度地提高单位面积的产量,改善食品的质量,缓解世界粮食短缺的矛盾。
利用转基因技术生产有利于健康和抗疾病的食品,杜邦和孟山都公司即将推出多种可榨取有益心脏的食用油的大豆。两大公司还将联手推出味道更鲜美且更容易消化的强化大豆新品种。艾尔姆公司与其他公司合作,正在研究高含量抗癌物质的西红柿,以及可用于生产血红蛋白的玉米和大豆。此外,含疫苗的香蕉和马铃薯也正在加紧研究中;日本科学家利用转基因技术成功培育出可减少血清胆固醇含量、防止动脉硬化的水稻新品种;欧洲科学家新培育出了米粒中富含维生素A和铁的转基因稻,这一成果有
可能帮助降低全球范围内、特别是以稻米为主食的发展中国家缺铁性贫血和维生素A缺乏症的发病率。
转基因食品可以摆脱季节、气候的影响,让人们一年四季都可吃到新鲜的瓜菜。同时,人们还发现转基因作物结出的果实,无论外形还是味道都别具风味。英国的科学家将一种可以破坏叶绿素变异的基因移植到草中,可以使之四季常青,除了具有绿化功能之外,还使畜牧业受益,因青草的营养比干草高,而使肉的质量提高。
基因生物给人类创造了巨大的经济和社会效益的同时,也可能给人类带来极大的潜在或现实危害。例:康奈尔大学斑蝶事件,加拿大“超级杂草”事件,墨西哥玉米事件
转基因作物带来的问题
有关转基因产品安全性的争论,已成为世界各国及联合国等国际组织关心的焦点问题。目前对转基因作物的安全性评价一方面是环境安全性,另一方面是食品安全性。
(1) 转基因作物对生态环境的影响
对生态环境的影响:植物的“转基因逃逸”种苗的散失/残缺组织的再生花粉的传播。
对生物多样性的影响:
① 竞争,就是转基因生物可能会与一会其他生物生态位发生高度重叠,若其竞争能力强,则会导致其他生物减少,甚至灭绝。
② 转基因生物可能会与一些其他生物杂交,也许会出现新的形状,这些新的形状可能会对其他生物不利
③ 转基因生物使某种生物灭绝,可能造成食物链的破坏。导致其他几种生物灭绝。
④ 转基因生物可能有很强的繁殖,抗逆能力,可能会大量繁殖,导致其他生物无法生存。
(2) 转基因食品对人体健康产生的潜在影响
转基因食品是否对人类无毒无副作用,转基因食品与非转基因食品是否“实质等同”、无显著差异;在人体内是否会发生突变而有害人体健康,是否会增加食物过敏;植物里引入了具有抗除草剂或毒杀害虫功能的基因后,它是否也象其他有害物质一样能通过食物链进入人体内;基因转入后是否产生新的有害遗传性状或不利于健康的成分等一系列问题是人们对转基因食品的安全性产生怀疑的主要方面。
转基因作物食品潜在影响有以下几个方面:1、可能产生过敏反应;2、抗生素标志基因可能使人和动物产生抗药性;3、抗虫作物残留的毒素和蛋白酶活性抑制剂可能对人畜健康又害。2007年3月,法国科学家检查了孟山都公司为了获得欧盟上市批文所作的安全测试数据,发现饲喂了MON863转基因玉米的实验鼠肝
和肾有毒反应。他们的研究驳斥了孟山都公司对400个实验鼠90天试验的研究报告,从而证实了MON863转基因有害。
转基因作物在涉及上述的环境安全和食品安全问题外,还涉及技术、知识产权、生产及仓储、市场及价格等。
转基因食品商业化前的安全性评价
转基因食品的安全性问题主要涉及两个方面:对环境和生物多样性的影响、对人类健康的影响。首先,来看一看转基因食品在商业化以前,需要进行哪些安全性的评价,这样就能知道转基因食物到底是否安全。
在进行评价时应根据下列情况分别对待:
A.与现有食品及食品成分具有完全实质等同性。若某一转基因食品或成分与某一现有食品具有实质等同性,那么就不用考虑毒理和营养方面的安全性,两者应等同对待。
B.与现有食品及成分具有实质等同性,但存在某些特定差异。这种差异包括:引入的遗传物质是编码一种蛋白质还是多种蛋白质,是否产生其他物质。是否改变内源成分或产生新的化合物。新食品的安全性评价主要考虑外源基因的产物与功能,包括蛋白质的结构、功能、特异性食用历史等。在这种情况下,主要针对一些可能存在的差异和主要营养成分进行比较分析。目前,经过比较的转基因食品大多属于这种情况。
C.与现有食品无实质等同性。如果某种食品或食品成分与现有食品和成分无实质等同性,这并不意味着它一定不安全,但必须考虑这种食品的安全性和营养性。
对于转基因作物的建议
在全球的气候变化、人口增长等背景下,世界上正在大力发展和研究转基因作物,为保障我国的粮食安全,掌握转基因作物的自主知识产权,发展适合于我国国情的转基因作物将带来可观的社会、经济和环境效益。针对影响我国转基因农作物研发与产业化的主要问题.
首先,在主要粮食作物转基因品种商业化问题上,我国应坚持预防原则和自主品种研发为主的道路。现阶段,要特别谨慎地对待主要口粮作物(水稻、小麦)转基因品种的商业化,应坚持预防原则。
其次,在生物技术研发领域,公共部门为主的格局在相当长的时期内仍处于主导地位。我国应继续加大对农业生物技术领域研发的公共投入,同时鼓励引导私人资本进入该领域。在常规育种要与现代生物技术相结合,优先考虑研发和应用生态、环境和健康风险小的“非转基因”的生物技术品种,把转基因生物技术作为技术储备。
最后,关注当前跨国种业对我国种业的渗透和控制,高度重视我国的种业及粮食生产链安全。规范和完善我国种业管理体制,引导种业的健康发展。这样,我国既能控制的转基因作物商业种植体系,同时利用转基因作物的效益、又控制转基因作物所带来的风险,使我国在激烈的生物技术国际竞争中占据主动。
虽然,就目前的转基因食品安全评价技术而言,还有其不完善的地方,如缺乏系统的过敏性评价技术方法和非预期效应的检测方法。但科学是在不断进步的,转基因食品的安全性评价方法也是不断进步的,转基因食品的风险防范措施
也是不断完善的。因此,某些转基因食物在经过了目前的安全性评价后,可以认为是安全的。但是并不能保证将来所有的转基因食品都是安全的。因为转基因技术如同其他新出现技术一样,是一把双刃剑,其对人类有利的一面:利用转基因技术改造农作物,使其自身可以对病虫害产生抵抗力,从而减少对农药的需求;利用转基因技术生产生物农药,在提高药效的同时,减少了降解的时间和对人畜的毒性;利用转基因技术改造家畜和家禽,使其对病害的抵抗力增加,减少抗生素的使用;利用转基因技术使动物内源生长激素分泌增加,对饲料的利用率提高,脂肪生成减少,瘦肉增加,可以杜绝抗生素、激素和违禁药物的使用。因此,转基因技术可以改善食品生产的环境、提高食品的营养、消除食品的污染源,在改善和保障食品安全方面有着巨大的应用前景。同时,也有其对人类不利的一面:如果对转基因技术不加以管理,就会对人类产生灾难性的后果,这些后果有短期的,也有长期的。
范文二:转基因植物的安全性问题及其解决途径
江苏农业科学2011年第39卷第6期
马祥建,郝德荣.转基因植物的安全性问题及其解决途径[J】.江苏农业科学,2011,39(6):501—504.
.-——501.?——
转基因植物的安全性问题及其解决途径
马祥建,都德荣
(江苏沿江地区农业科学研究所。江苏如皋226541)
摘要:转基因技术为植物遗传改良开辟了一条新途径,但转基因植物也存在潜在的安全性风险。从环境安全性及食品安全性方面综述_r转基因植物主要的潜在安全问题,并对潜在问题的解决途径进行了探讨。结果表明,在加强研究评价的基础上,严格加强安全管理才是有效的解决途径。
关键词:转基因植物;安全性;解决途径中图分类号:S188+.1
文献标志码:A
文章编号:1002—1302(2011)06-0501一04
转基因植物(genetically
modified
plant,GMP)是指利用重
面Hl。我国共有30个种的转基因植物申报了安全性评价,包括转基因水稻、棉花、玉米、油菜、马铃薯、大豆、小麦等,其中转基因棉花、矮牵牛花、番茄、甜椒、白杨树和番木瓜已经商业化种植,显示丫良好的产业化潜力H-。
目前,大面积推广的转基因植物主要为转抗除草剂、抗虫基因的大田作物。据国际农业生物技术应用服务组织(Inter-
nationalSa'lrieefortheAcquisitionofAgri—-biotechApplica?-
组DNA技术将克隆的优异外源基因导入植物组织并表达,从而获得的具有特定目标性状的植物。利用转基因技术可将细菌、病毒、动物、远缘植物、人类甚至人工合成的基因导入植物,可克服植物有性杂交的限制,使基因交流的范围无限扩大,令植物遗传改良呈现出前所未有的发展速度。
多数人认为,转基因技术将为农业生产带来一场新的革命,为保证农作物的持续增产和解决未来全球人口膨胀所造成的粮食危机做出巨大贡献;但也有人对转基因植物持怀疑甚至抵触态度,认为转基因植物具有巨大的危险性,会对整个环境生态和人类健康造成不可补救的损害…。从理论上讲,转基因技术和常规杂交育种都是通过优良基因重组而获得新品种,人们从未对常规育种的安全性提出质疑,主要理由是常规育种是模拟自然现象进行的,基因重组和交流仅限于种内或近缘物种间,而且在长期的育种实践中并未发现什么灾难性的结果;而转基因技术可以把任何生物甚至人工合成的基因转入植物,这种情况在自然界不可能发生,人们无法预测将基因转入一个新的遗传背景中会产生什么样的后果。随着转基因植物商品化速度不断加快.其安全性问题日益成为人们关注的焦点拉J。为最大程度地降低转基因植物带来的可能性风险,必须探索相应的解决途径。1转基因植物的发展现状
1983年,首例转基因烟草在美国问世;1986年,转基因植物首次获准进行田间试验;1993年,美国Calgene公司转基因延熟保鲜番茄FlawSa矗’被农业都批准进入商业化生产种植,并于次年获准上市,开创了转基因植物商业化应用的先河。近年来,随着分子生物技术的不断进步,转基因植物研究和应用更是得到了非常迅猛的发展。据不完全统计,目前全世界已进入中试阶段的转基因植物有35个科、120个种,包括粮食、蔬菜、水果、林木和花卉等。转基因性状多数在抗虫、抗除草剂、抗病、抗逆、品质改良、发育调控及药物生产等方
收稿日期:2011—08—3l
tions,ISAAA)年报15J,1996年以来全球已累计种植转基因作物6.9亿hm2;2007年有23个国家商业化种植转基因作物,总面积达1.143亿lIIIl2,为1996年转基因作物面积(170万hm2)的67倍多;其中美国、加拿大等发达国家占57%,阿根廷、巴西、印度、中国等发展中国家占43%,主要包括转基因大豆、玉米、棉花和油菜。中国转基因作物主要为转基因抗虫棉花,2004年种植面积达到370万hm2,占全国棉花面积的66%,2007年增加到69%,其中黄河、长江流域棉区转基因抗虫棉种植面积占植棉总面积的80%,河南、河北、山东3个主产省则接近100%。2转基因植物的环境安全性问题
转基因植物的环境安全性是指转基因植物对环境生态系统存在的潜在风险。目前植物转基因以转抗除草剂和抗虫基因为主,其次为抗病毒和抗逆基因,故对环境生态系统带来的潜在风险来源于多个方面,包括转基因植物自身或通过与野生近缘种间的基因流动演变为杂草的可能性、对靶标生物及非靶标生物种群的影响及对土壤生态系统和生物地球化学循环的影响等冲1。
2.1
转基因植物杂草化的风险性
转基因植物的杂草化将类似外来物种的入侵,会改变自
然的生物种群,打破生态平衡,对生物多样性造成危害。杂草之所以具有广泛的适应性和较强的生存竞争能力,是因为它与栽培植物相比,具有更强的抗逆能力,具有参差不齐的成熟、落粒及发芽性,而转基因植物获得了优良基因后,环境生存竞争能力可能会增强,存在着杂草化的风险。评价转基因作物杂草化风险性主要评价转基因作物在荒地及农田环境下的发芽率、生长势、越冬性、种子产量、落粒性、生活力和种子延续能力等。
从目前几个主要农作物的转基因品种的环境释放结果
作者简介:马祥建(1974一),男,助理研究员,主要从事农业科研及管
理方面的工作。Tel:(0513)87571182;E—mail:maxjll25@aim.
咖。
万方数据
一502一
江苏农业科学2011年第39卷第6期
看,转基因植物在生长势、越冬能力等方面并不比非转基因植株强,生存竞争力并没有增加,一般不会演变为农田杂草。Crawley等1993年研究发现转基因油菜对自然生境的入侵性比对照低,随后进行了一项长达lO年的试验,得到了同样的结果,发现转基因植物(抗除草剂油菜、玉米、甜菜及抗虫马铃薯)在野生状态下的生存能力并不比普通农作物更强|7J。这一发现减轻了人们对转基因植物可能演变为田间杂草的担忧。但随着转抗病、耐逆基因植物的逐渐增多,转基因植物更适应生态环境、逃逸成为优势杂草的风险还是存在的,故必须加强对转基因植物生存竞争力的评价,防止其演化为恶性杂草。
2.2转基因漂流到近缘野生种的可能性
自然条件下,有些栽培植物会与周围生长的近缘野生种发生天然杂交,转基因植物中的转化基因也可以通过花粉漂移到近缘野生种,转基因植物也可能接受来自近缘野生种的花粉形成杂种。由于野生种获得了转基因的选择优势,它们本身就可能演化为杂草,如果野生近缘种本身为杂草,尤其在获得抗除草剂基因后,就有可能变成难以控制的“超级杂草”;另外,转基因在野生种群中的固定还可能导致野生等位基因的丢失,造成遗传多样性的丧失H。1。尽管目前“超级杂草”并不存在,而且由于转基因植物与近缘野生种或近缘杂草之间的杂种存活能力低、不育性高等原因,今后产生的可能性也很小。但是,一旦成为现实,则后果十分严重。因此,对此要高度重视,必须采取相应的措施与对策加以防范,除采用空间隔离的方法之外,有必要在不同遗传资源多样性区域设立生态保护区,禁止相应转基因植物的种植。2.3对自然生物种群的影响
转基因植物所转基因多与抗虫或抗病性有关,直接作用对象是生物,除对靶标生物致毒外,还可能会对环境中的非靶标生物产生直接或间接的危害,从而导致生物种群的变化。转基因抗虫棉的使用在降低棉铃虫等靶标害虫数量的同时。一些非靶标害虫如盲蝽、棉叶螨、斜纹夜蛾等却上升为抗虫棉田的重要害虫¨…。同时,长期种植转基因作物还可能加速靶标生物的抗性进化。有研究表明,在实验室选择条件下已有17种害虫对&基因产生了抗性¨“。在大规模连片种植抗虫棉的国家,生产上一般采用“庇护所”措施加以防范,即通过转基因植物种子和非转基因种子混合播种、提供非转基因作物庇护所、种植替代寄主植物或提高自然植被多样性等策略,预防和应对目标害虫对转基因植物产生抗性。我国黄河、长江流域棉区由于作物种植的复杂性无需采取该措施,但如果在新疆推广抗虫棉,则必须加以防范。到目前为止,转基因植物的环境释放尚未发现对自然生物种群产生显著影响。不过,随着转基因数量和种类的增加,转基因植物推广规模的不断增大,转基因植物对生物种群的潜在影响仍需监测。2.4病毒的异源重组产生“超级病毒”或病害的可能性
目前广泛应用的抗病毒基因是来自植物病毒编码的病毒外壳蛋白。自然界中存在着植物病毒之间的异源包装或重组。病毒的异源包装或转移包装可以改变病毒的寄主范围。转基因植物表达的病毒外壳蛋白在体外试验中可包装入侵另一种病毒的核酸,从而产生一种新病毒。但迄今在田问试验中尚未发现病毒的异源包装。据推测,即使在转基因植物中
万方数据
发生病毒的异源包装,该病毒在再次入侵非转基因寄主时,也会因无法形成外壳蛋白而消亡,不会形成“超级病毒”旧J。但是,小规模的田间试验所得结论,并不意味着在今后长期大规模的生产应用中就不会因异源重组而产生“超级病毒”。病毒的异源重组可能导致的真正危害究竟有多大,仍是转基因植物环境安全评价的一个重要方面。3转基因植物的食品安全性问题
转基因植物大多数是作为人类食品或动物饲料应用的,因此,食品安全性是转基因植物安全性评价的一个重要方面。对此,早在1993年经济合作与发展组织就提出了“现代生物技术食品的安全性评价的概念和原则”的报告,并引入了“实质等同性(substantialequivalence)”的概念(即生物技术产生的食品及食品成分与传统的食品是否具有实质等同性),用于食品安全性评价¨“。3.1转基因植物的毒性问题
一些研究者认为,转基因植物中表达的抗虫毒素或蛋白酶抑制剂,既然能使取食其叶片的昆虫消化系统功能受到损害,也就有对人畜产生伤害的可能性,这种毒素的积累是个相当长的过程,但它可能正在进行中,因此目前尚不能确保转基因食品没有毒性。不过,是否有毒性,只是个技术问题,只要对不同的转基因植物逐个做出科学评价,最终会达到食用之目的。如转胁基因玉米除含有Bt杀虫晶体蛋白外,与传统玉米在营养物质含量方面具有实质等同性,要评价它作为食品或饲料的安全性,就应集中研究Bt蛋白对人畜的毒性。目前已有大量试验结果证明Bt蛋白只对少数目标昆虫有毒,而对人畜是安全的¨“。
3.2转基因植物引发新过敏原的问题
食物的过敏反应是人体对食物中所含有害物质的反应。它涉及人体免疫系统对某种或某类特异蛋白的异常反应。最常见的食物过敏反应类型是通过过敏原特异免疫球蛋白E(igE)抗体调制的。对转基因植物食品能否产生过敏反应的疑虑主要基于以下几方面的原因:第一,至今所有转基因植物食品都含有传统食物所不存在的新蛋白,如Bt毒蛋白、分解除草剂的酶蛋白、抑制番茄软化的酶蛋白等,人类过去没有食用过它们;第二,已经发现有些转基因食物对人体或动物有明显的过敏反应,如巴西坚果2S清蛋白转基因大豆、Cry9C毒蛋白转基因玉米、花生蛋白转基因大豆等;第三,人类某些群体本来就特别容易对食物过敏,如美国的一份研究资料表明,美国有8%的儿童和2%的成年人易对食物产生过敏。因此,推出任何一种转基因新食品,都必须考虑过敏性问题¨31。
早在1996年,国际食品生物技术委员会和国际生命科学研究所就发展了一种称为“树型判定法(decisiontree)”的程序,并于2000年、2001年进行了修订,以对转基因食品的过敏原性进行评估¨”。
3.3标记基因的安全性问题
标记基因是筛选转基因植物的有效方法。鉴于大部分转基因植物中都含有标记基因,且同一标记基因已转入不同的作物中,因此,今后人们消费的食品中标记基因及其产物的含量将增大,标记基因的安全性引起了普遍关注。标记基因通常是一类抗生素抗性基因、除草剂抗性基因及报告基因,安全
马祥建等:转基因植物的安全性问题及其解决途径
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性主要包括标记基因产物的安全性(包括标记基因产物是否对人体具有毒性、过敏性,是否令人体产生抗药性)和标记基因有无直接毒性,会不会在环境中传播。据计算,在24h内进入消化道的真核DNA在小肠中有200—500rag,在结肠中有20一50mg。使用转基因番茄FlavrSavrT后,在同样的时间内摄入卡那霉素抗性基因的DNA估计为0.33~1.00Pg,与消化道中持续存在的其他DNA相比是微乎其微的¨“。
为了减少标记基因的风险,可使用安全标记基因¨“。安全标记基因主要包括糖类分解代谢酶基因、口一葡萄糖苷酸酶
基因(弘)、绿色荧光蛋白基因(加)、叶绿素合成酶基因
(hemL)、化合物解毒酶基因、天门冬氨酸激酶(AK)基因等。这类标记基因不产生抗生素和除草剂抗性,不用担心由于“基因逃逸”而产生的I临床应用抗生素失效,所以很容易让人们接受,避免了抗性标记基因所引起的转基因作物的安全性争议。新近发展起来的基因删除技术一“,为标记抗性基因的去除提供了一种新的方法,即在细胞转化时仍使用抗性基因作选择标记,待基因转化成功后,利用转基因植物后代的重组使标记基因与目的基因分离,或利用位点特异性酶将标记基因删除,从而获得无选择标记基因的转基因植株。应用此技术不仅能提高转基因植物的安全性,易为广大消费者所接受,而且也利于多次转基因操作。3.4基因水平转移的可能性
转基因所使用的启动子决定了外源基因的表达空间、时间及表达强度,CaMV35S启动子能在植物组织中高水平表达,已被引入许多转基因植物中。该启动子内有一重组热点,如果插入到隐性病毒基因E游,可能会活化病毒;插入某一编码毒蛋白的基因上游,可能会增强该病毒的合成;当转基因植物被动物或人食用后,35S启动子可能会插入到某一致癌基因上游,活化并导致癌变。转基因植物中的抗性基因则可能会转移到细菌,而使细菌获得对多种抗生素的抗性,增加防治难度‘“。
转基因植物食品被食用后,其中绝大部分DNA已被降解,并在肠道内失活,余下的极少部分是否会存在安全问题?目前的结论是:存在安全性问题的可能性很小。理由是DNA从植物细胞中释放出来后,很快被降解成小片段,甚至降解为核苷酸,即使DNA完整存在,DNA转移并整合到受体细胞是一个非常复杂的过程,受一系列的调控系统控制。因此,一般材料则更不可能。但在利用通过植物介导的RNAi技术沉默棉铃虫对棉酚抗性基因的研究表明,这种基因水平转移的风险还是存在的¨…。
3.5转复合基因互作的不可预测性
2007年在美国种植的63%的转基因玉米和78%的转基因棉花都包含复合性状基因"1。复合性状转基因作物指同一植株中含有2个或2个以上的转基因性状或转化体。主要包括3种类型:一是转化现有的转基因作物,将目的基因导入已获得的转基因受体中;二是将2个或2个以上目的基因构建到同一载体,一次转化到受体中;三是利用已获得的转化体,通过常规育种将转基因性状聚合。目前,生产应用的绝大部分是第3种类型,此类转基因作物以其使用方便、效能高、投入和管理要求相对较少而备受研发者和种植者的青睐。复
万方数据
合性状转基因作物是一个非常重要的群体,也是将来的发展趋势,可以满足农民和消费者的多重需要。但这些被转入同一遗传背景的基因之间是否会发生互作,会发生怎样的互作,就很难预测。故必须加强这种不可预见的转基因互作研究。截至2007年,全球已有17个国家和地区直接或间接地提出了复合性状转基因作物的安全评价管理方法mo。4转基因植物安全性的管理防范途径
目前,世界上主要发达国家在转基因植物及其产品的安全管理上,基本上都采取了行政法规和技术标准相结合的方式¨“。除了以上提到的在技术层面的方法外,加强转基因植物安全管理,也是降低转基因安全风险的重要途径。只有在风险管理及基础研究2个层面均衡发展的前提下,才可能有效地降低转基因植物的安全性风险,避免出现无法挽救的灾难性后果。
4.1
加快转基因植物安全管理的法规制度建设
国际上,2000年62个国家联合签署了《卡塔赫纳生物协
定书》,2001年130个国家又联合签订了《生物安全议定书》。中国于2000年签署了《卡塔赫纳生物协定书》,并于2005年进行了核准,成为了缔约国,2001年国务院颁布了<农业转基因生物安全条例》,2002年卫生部发布了《转基因食品卫生管理办法》。为了配合《农业转基因生物安全条例》的实施,农业部于2002年发布了《农业转基因生物安全评价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》、《农业转基因生物标识管理办法》3个部门规章;国家质检总局2004年颁布的《进出境转基因产品检验检疫管理办法》规定对进境转基因产品实行申报制度¨…。2007年农业部转基因生物管理办
公室编写了《转基因植物安全评价指南》,用于指导转基因植
物安全评价申请和评审。这些规章针对农业转基因生物风险评估的具体程序和方法、风险管理的技术措施、进口转基因生物的检测、转基因产品的标识方法等提出了具体的规定和技术性指导。
2007年6月至2008年9月,农业部连续发布了4l项转基因植物检测标准,以规范不同转基因作物的具体检测。此外,国家环保总局为了加强对所有类型转基因生物的管理,已利用相关生物安全的国内和国际合作项目研究成果,编写了<中国转基因生物安全性研究与风险管理》一书,以期更加全面地为各类转基因生物的风险评估和管理提供技术支持。我国《转基因生物安全法》也在制订中,将为规范转基因生物安全管理提供法律制度保证。
4.2加强农业转基因安全监管体系及管理队伍建设
农业转基因安全管理要求高、技术性强,需要一支精干、高效、专业的监管队伍。目前从中央到地方基本上是依托农业行政主管部门科教管理队伍管理,在职责、人员和投入保障等方面还不够健全,特别是基层对农业转基因生物安全管理尚未给予足够的重视,在法律法规的宣传、安全监管实施和人员配备上亟待加强。因此,必须加强市、县农业转基因安全管理队伍建设,明确部门职责,配齐管理人员,并提供必要的工作经费;根据相应的法规制度及技术标准,对转基因植物的安全评价及生产进行规范管理;对安全评价试验地点、试验单位设定一定的条件,试验地点相对固定,使其潜在危险控制在一
7认为基因水平转移并表达的可能性极小,经过加工后的植物
.——504-——江苏农业科学2011年第39卷第6期
定范围内,便于安全措施的实施。如每省设立转基因作物田间试验基地.所有安全评估试验须在基地内实施,并安排专人监管。
4.3重视转基因植物风险评估研究,提高转基因生物检测
能力
转基因安全性是一个新问题,目前有关转基因生物风险的基础研究数据不仅十分有限,而且转基因生物的环境风险和健康风险还没有科学上的定论。目前,还没有一套完整、规范的评价转基因植物生态安全性的方法和程序,国内外有关转基因植物的生态安全性风险分析常常会出现对同一测定对象得出不同的甚至相反的结论的现象,因此,必须加强转基因生物风险评估和监测的基础性研究。
转基因生物安全监管工作技术含量高,需要检测技术体系的支撑.目前急需加快转基因技术检测体系建设步伐,以满足转基因生物安全监管的要求,确保监控工作的科学性、权威性和公正性m1。可以考虑在每个省(市)设立基础检测机构,保障检测运行经费,提高检测水平。
4,4广泛开展转基因安全性宣传、教育与培训
为了加强转基因生物的安全管理,提高生物安全专家的技能和普通公众的生物安全意识,国家相关部门近年来已经
举办了生物安全研讨会和培训班对管理及相关科研人员进行
培训。近年来国内相关媒体已经在对普通公众宣传生物技术及其在社会和经济发展中的作用和可能产生的潜在环境和健康风险方面做了不少的工作,但宣传力度还远远不够。转基因生物安全性涉及到每一个人,必须发动群众的力量进行正确的监督,提高普通公众对生物技术和生物安全的认识极为重要。只有大家熟悉了转基因生物的利害,才能在日常监督中履行每个人应有的职责,在最大限度降低风险的同时,保证我国转基因生物产业的健康发展。5结语
转基因植物的安全性问题,是一个比较复杂的问题,目前还没有定论,但转基因植物产业却在飞速发展,并逐渐成为各国农业竞争的热点。我国是转基因产品的进口大国,国际上转基因产品的贸易大战直接关系到我国的经济利益,转基因产品的大量进入对我国环境所形成的安全隐患也不容忽视。为此,我们要从生物安全和经济发展战略的高度实施超前规划,加大对生物技术基础领域研究的投入,促进科技成果的转化。促使我国传统农业向现代农业转变,优化农业产业结构,充分利用国际国内2个市场,提高我国农产品的竞争力,实现我国农业的可持续发展。在转基因生物技术的研发上,要关注当今世界的最新发展动态,变被动跟踪研究为自主创新研究,加强知识产权的保护和利用,推动我国转基因生物产业的健康快速发展。国家已将“转基因生物新品种培育”列为重大专项之一,投资200亿元进行生物转基因及产业化开发的研究。足以证明国家对转基因生物新品种选育的决心和信心。◆考文献:
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转基因植物的安全性问题及其解决途径
作者:
作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
马祥建, 都德荣
江苏沿江地区农业科学研究所,江苏如皋,226541江苏农业科学
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引用本文格式:马祥建. 都德荣 转基因植物的安全性问题及其解决途径[期刊论文]-江苏农业科学 2011(6)
范文三:【推荐】转基因植物的安全性问题及其对策
转基因植物的安全性问题及其对策 上海农业2006,22(1):8O一84
ActaAgriculturaeShanghai
文章编号:1000—3924(2006)01—80—05
转基因植物的安全性问题及其对策
谢杰,余沛涛,王全喜
(上海师范大学生命与环境科学学院E海200234)
摘要:转基因植物的发展已越来越多地受到人们的普遍关注.本文对公众所关心的食品安全性和生态
安全性两方面进行了系统分析,介绍了目前国内外关于转基因植物产业化以及规范政策和管理现状,包括对转
基因植物的安全分析评估.
关键词:转基因植物;食品安全性;生态风险;管理现状
中图分类号:Q788文献标识码:A
自1983年获得第一株转基因烟草以来,随着基因工程技术的广泛发展,转基因植物及其产品大量问
世,在世界范围内掀起了生物技术发展的一个新高潮.目前,已有抗除草剂转基因大豆等一大批基因工程
植物进入商业化生产,并对人类所面临的食物供应短缺,资源匮乏,环境污染等问题的解决起到了一定作
用….毫无疑问,转基因植物的发展将在更大程度上推动社会的进步和产业化步伐的加快.但在转基因
植物取得惊人发展的同时,其安全性也普遍受广大消费者关注,已成为当今世界共同关注的焦点.
1转基因植物产业的发展现状
植物转基因技术是将从动物,植物,细菌或病毒等生物中分离的目的基因,通过基因枪,农杆菌介导等
方法转移到受体植物的基因组中,使之稳定遗传并赋予受体植物新的农艺性状,如抗虫,抗病,抗逆(抗盐,
抗旱),高产,优质等j.转基因技术的诞生,使人类可以根据意愿改变植物的遗传性状,培育新品种,这意
味着一个新时代的开始.1983年获得第一株转基因烟草,1994年第一次批准延迟成熟的转基因番茄在美
国上市.我国于1997年批准转基因延熟西红柿商品化_3J.至今,国际上已相继有3O多个国家批准3000
多例转基因植物进入田间实验,已有35科近200种植物转基因成功_4J,并在美国,加拿大,中国等国批准
转基因植物商品化生产.近年来,转基因作物也从实验研究走向实用推广阶段,种植国家从1992年仅1
个发展到1999年的12个,种植面积从1996年的284万hm2扩大到1999年的3980万hm2,目前还在进
一
抗除草剂大豆,抗病害棉花,富含胡萝卜素的步扩大.主要种植种类有:抗昆虫玉米,
水稻,耐寒抗旱小
麦,抗病毒瓜类和控制成熟速度及硬度的西红柿等J.
2转基因植物的安全性
从理论上讲,转基因技术和常规杂交育种都是通过优良基因重组获得新品种的,但常规育种是模拟自
然现象进行的,基因重组和交流的范围仅限于种内近缘种间,而转基因技术则可以把任何生物甚至是人工
合成的基因转入植物中.人们无法预测将基因转入一个新的遗传背景中会是何种结果,故而产生很多疑
虑,主要是关注其食品安全性和生态安全性6J.
2.1转基因植物的食用安全性
转基因植物大多被用做人类食品或动物饲料,因此,食品安全性是转基因植物安全评价的一个重要方
面.基因工程食品安全性问题主要是由于抗生素或抗除草剂抗性标记基因存留于转基因植物中产生的,这
类标记基因及其产物可能是有毒的或是过敏的.1993年经济合作与发展组织(clFcD)提出了食品安全性
收稿日期:200505—16初稿;2006—01—19=改稿
作者简介:谢杰(1981一),女,在读硕士研究牛,主要从事植物转基因方面的研究 *通讯作者,联系电话:(021)64322933.E.mail:pryu@s}1『IL1.edu.cn
l期谢杰等:转基因植物的安全性问题及其对策8l
评价的实质等同性原则,200O年5月在日内瓦会议上进一步认为"等同实质性"原则可作为"转基因食品安全
评价的基本框架"予以公布J,即转基因食品必须在天然有毒物质,成分,抗营养因子及过敏源等方面与自
然食品方面具有实质性相同,才是安全的.目前,公众关注的转基因食品安全性主要在以下几方面.
2,1.1转基因食品中的外源基因对人体有无毒性
由于目前转基因植物大量使用来源于细菌或病毒中的基因序列作为外源基因的组成部分,消费者担
心这些外源基因会像细菌或病毒一样对人体有毒害作用.目前,转基因作物大多是直接用于饲料,有的则
通过加工转化成其他食品.例如用转基因大豆,油菜籽等榨油,生产的色拉油含有转基因成分.这类转基
因生物加入了原来生物体所没有的抗害虫或抗除草剂基因,其本体有何变化,饲料中转基因成分被家禽食
用后是消化分解排泄,还是在肌肉或器官中富集,人食后有何影响,在环境中如何循环同化,潜在风险如何
目前尚不得而知'?.
2.1.2转基因植物食品中的外源基因是否发生转移
公众担心来源于细菌或其他生物体的外源基因被人体摄入后,是否会转移至人体
肠道上皮细胞或肠
道正常微生物中,从而对人体产生不良影响.
2.1.3转基因植物中外源基因编码蛋白对人体是否有害
来源于病毒等其他生物的外源基因,在转基因植物中通过表达可以产生相应的蛋白质分子,这些蛋白
质分子是传统食品中不具有的新成分,这些新蛋白质可能引起食用者或接触者出现过敏反应,人类在自然
环境中发育进化形成的人体免疫系统可能难以或无法适应转基因生成的新型蛋白质诱发的过敏症,因此,
它对人体是否安全也值得质疑?.
2.1.4转基因植物食品中的抗生素标记基因编码蛋白是否会使食用者产生抗生素抗药性
在转基因植物研制过程中,为了帮助筛选转化细胞,大量使用抗生素抗性基因作为选择标记,因此,大
多数转基因植物中都含有此类抗生素抗性基因.由于抗生素抗性基因编码产生的蛋白质可以改变抗生素
的分子结构,使抗生素失效,因此,公众担心食用此类转基因植物是否会产生抗生素抗药性I1.
2.1.5转基因植物中外源基因的次生效应问题
目前科学技术虽然可以让研究人员在体外对基因进行准确切割和重组,但当外源基因导入到受体植
物细胞时,对外源基因在受体植物染色体上的具体插入位点却无法控制,由此产生了转基因植物中外源基
因的次生效应问题-l.
2.2转基因植物的环境安全性
转基因植物的风险性是指它作为一个新物种进入生态系统,对生态平衡可能产生负面效应?.主要
包括三方面:一是它本身或者其他杂草的生长变得难以控制;二是通过基因在物种问的横向漂移而破坏生
态平衡?刨;三是它的B,抗性.
2,2.1转基因植物是否会演变成农田杂草
美国杂草科学委员会将杂草简单定义为:"对人类行为或利益有害或有干扰的任何植物."杂草往往生
长迅速并且具有强大生存竞争力,能够生产大量长期有活力的种子而且这些种子具有远,近不同距离的
传播能力,甚至能够以某种方式阻碍其他植物的生长.由于杂草具有以上特征,所以常常给世界农业生
产造成巨大损失?.一种植物是否成为难以控制的杂草,取决于它内在的遗传特性及其特征表现所需要
的特定环境,两者缺,不可[1引.从目前的水稻,玉米,棉花,马铃薯,亚麻和芦笋等转基因植物的田间实验
结果来看,大多数植物的生存竞争力并没有比常规植物增加u引.不过最近有报道,加拿大转基因油菜在
麦田中已经变成了杂草,而且难以治理.所以那些原本具有杂草特性的植物如向日葵,油菜,草莓等在进
行基因遗传转化时,也同样应该重视可能出现的杂草化问题?. 2.2.2基因漂流到近源野生种的可能性
基因漂移是指基因通过花粉授精,杂交等途径在种群之间扩散的过程.转基因植物基因通过花粉向
近缘非转基因植物转移,使得近缘物种有获得选择优势的潜在可能性,使这些植物含有了抗病,抗虫或
抗除草剂基因而成为"超级杂草".在自然生态条件下,有些栽培植物会和周围生长的近源野生种发生
杂交,从而将栽培植物的基因转入野生种中,并在野生种中传播?.在进行转基因植物安全性评价时,应
从两方面考虑,一是转基因植物释放区是否存在其可以杂交的近源野生种,若没有则不会发生基因漂
上海农业22卷
流.另一方面是假如存在近源野生种,基因可以从栽培植物转移到野生种中,这时就要考虑基因转移
后会有什么效果.如果是一个抗除草剂基因,发生基因漂流后会使野生杂草获得抗性,从而增加杂草控制
的难度,特别是多个抗除草剂基因同时转入一个野生种中则会带来灾难l2. 2.2.3昆虫抗药性的产生
与化学农药一样,昆虫对B,杀虫剂也会产生抗性,迄今,在田间和实验室研究中已发现有十多种昆
虫对&杀虫毒蛋白产生了抗性_2.然而,转胁基因作物具有很高的经济价值,其商业化势在必行,而害
虫对&作物的抗性是不可避免的.作物一般具有持续的毒素表达,但是B,作物的轮作,即与含有同
胁毒素基因的作物或非转基因作物问的轮作,将会有助于害虫抗性的延迟.该策略的有效性依赖于当选
害虫种群对该选择压力敏感性的恢复.除择压力不连续或变化至另外一种毒素时,
了&毒素蛋白基因
外,尚可用如蛋白酶抑制剂基因,包括豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTi)基因,马铃薯蛋白酶抑制剂一?(Pin11)
和水稻疏基蛋白酶抑制剂基因,淀粉酶抑制剂基因,外源凝集素基因等等,可以将它们与&基因一起转
入作物,具有不同结合位点的2种以上的&基因也可同时转入同一作物,用于提高转基因抗虫作物延迟
害虫抗性能力2.
3对策
转基因植物的发展对人类存在有利的一面,如果不规范使用,也会产生很大的负面影响,所以,要对其
进行有效的管理及监控评价.
3.1转基因作物安全性评价的管理现状
1990年世界粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)联合召开了"食品安全性与生物技术的专家咨
询会议",并于1991年出版了"生物技术食品安全性分析的策略";1993年经济合作与发展组织(OECD)做
了关于"现代生物技术食品的安全性评价概念和原则"的报告,报告中使用了"实质等同性"的概念.1995
年WHO将实质等同性用于现代生物技术植物食品的安全性评价.1996年FAO/wHO专家咨询会议就
生物技术与食品安全性作了进一步讨论.2000年,国际生物多样性公约缔约国大会正式通过了"卡塔赫
纳生物安全议定书",提出了在预防和保护环境的原则指导下,处理和使用基因修饰生物的规约,旨在防止
转基因生物及其产品对环境生物多样性和可持续性利用产生的不利影响[引.2001年FAO/wHO进一步
讨论了转基因植物过敏性问题,修改了转基因植物潜在过敏性评价草案,并发布了《关于基因修饰植物食
品的安全性》文件.2001年在日本千叶召开_『"转基因食品安全评价情报交流"研讨会,对"树状决策
法"作了进一步修改.2001年曼谷召开的亚太经合组织第五次农业生物技术国际研讨会就食品和饲料安
全,公众宣传,法规协调展开了广泛的讨论J.
世界上主要发达国家和部分发展中国家都已制定了各自对转基因生物的管理法规,负责对其安全性
评价,但在对转基因作物的态度方面主要分3类:
3.1.1放松要求,可以随进随出
持有这一态度的国家主要是美国,采取以产品为基础(Product—base)的管理模式,原则是以基因工程
为代表的现代生物技术与传统生物技术没有本质区别,管理应针对生物技术产品而不是生物技术本身.
它在原联邦法律的基础上增加转基因生物的内容,分别由美国农业部动物检疫局美国环保局(EPA)和联
保食品与药物管理局(FDA)负责环境和食品两方面的安全性评价与审批.主要观念是对于转基因生物及
其食品"一日未能证明它是不安全的,它便是安全的".美国的FDA不要求对GMF(转基因食品)加贴标
签,而是在各公司自愿的基础上审查与公共健康和安全有关的问题.只有那些与现有的相应食品有重大
差别的食品(即不具备"实质等同"性的食品)才要求加贴标签,而且标签只需说明产品性质的改变,不需要
谈及该产品系转基因产品L27J.
3.1.2严格管理制度,允许符合要求的入内
主要是欧盟以及瑞士,日本等国家.1998年,欧盟在世界上签署了第一个法案,要求凡是转基因产品
都要进行标签说明,1999年还规定凡出VI到欧盟的非转基因产品不得含有?1%的转基因成分[.2002
特别是关于年欧盟在关于预防原则的沟通机制中表示,欧洲有权规定保护的水平,环境,人类和动植物健
康的保护.预防原则是欧洲政策的核心支柱.欧盟更多的关注消费者,农民和市民的权益,避免GMO(基
I期谢杰等:转基因植物的安全性问题及其对策
因修饰生物)可能对生态环境造成的损害,并坚持预防为主的原则,要求在市场上实施食品的标签制度,使
GMO的身份保持明显化,并用独特代码(ID)标记【2.2002年欧洲议会和欧洲理事会通过《关于转基因
食品和饲料的条例》,率先在世界上对于食品销售实行严格的标签制度,以处理方法为基础学说(Process.
base)的管理模式实行严格的立法与监管.
欧盟在2001年首次提出对转基因生物的"可追踪性"概念."可追踪性"定义为:追踪转基因生物及由
转基因生物制造的食品和饲料在投放市场的各阶段,包括从生产到流通的全过程的追踪能力,从而有助于
质量控制和在必要时撤回产品的可能性_3,其重要意义在于有效的追踪性可以在无法预测的负面影响时
提供一张"安全网".
2003年,欧盟会议批准了《生物安全议定书》,该议定书允许各国在认为没有足够的科学依据可以证
明转基因产品安全性的情况下可以禁止转基因产品的进口.在欧盟议会批准之前,只有丹麦,奥地利,西
班牙,瑞典,荷兰批准了该议定书.欧盟的批准意味着15个欧盟成员国将陆续批准,新规定已在2003年
底实施.欧盟法令规定凡转基因生物含量超过0.5%的所有食品和饲料都必须进行强制性标识并建立可
追踪的制度,而其它成员国规定的阈值为0.9%.欧盟采取以技术为基础(Technology—based)的管理模式,
认为生物技术本身具有潜在危险性,因此只要与生物技术有关的活动都要进行安全性评价并接受严格管
理.除允许个别作物可进口外,基本采取禁止在环境中释放培育,并严格禁止GMF上市,对GMF产品也
要贴上标签.
同欧盟的态度一样,瑞士也对外来转基因产品监控很严,即严格实施标签制度,凡含有任何转基因成
分的所有实物制品及动物饲料(包括添加剂在内)都要贴上"转基因生物"或"含有转基因生物"的标签.
2000年成为世界上第一个把含GMO的药品纳入标签制度的国家引. 日本政府一直对转基因食物执行自愿安全检验的原则,但自2001年4月1日起实施"零容忍度"进口
政策,规定所有转基因食物都必须经过安全检查和测试,同时规定凡转基因成分超过0.5%的食品要执行
强制性标签制度.另外,部分转基因生物被严格禁止,其中包括"星联"玉米. 2002年日本批准3种转基因玉米和转基因大豆可以供人类安全食用,其中包括美国道化学公司的
Hercule~cI的抗虫,耐除草剂的转基因玉米和法德制药集团AventisAs公司生产的2种耐除草剂大豆.
2003年,日本众议院批准颁布对有关转基因生物在日本应用进行管理的法律,并于2004年生效.这为日
本签署《生物安全议定书》提供了法律框架.日本这项法律规定的内容有基因工程改造的管理,用于清洁
环境或害虫控制的微生物遗传图谱的管理,转基因生物环境释放的批准与影响评估,转基因生物的标准安
全检验,转基因食品的强制性检验与规定等.
中国生物技术处于不断发展但还不完善的阶段,也制定了相应的法律法规予以规范,1993年发布了
《基因工程安全管理办法》,农业部1996年颁布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》,2001年发布的
《农业转基因生物安全管理条例》等,这些都表明我国政府更加重视转基因作物的生物安全问题.在对
待转基因生物方面,中国也有其自己的管理措施和原则,大致分为5个方面:(1)加强生物安全立法,认真
实行预防为主的原则,严格推行"预警准则"引,不能套用"等同实质"的概念;(2)加强转基因生物及其产
品的安全性评估,包括:?个案分析原则?逐步完善原则?在积累数据和经验的基础上,使监控规律趋
向程序化和简约化原则;(3)防范因各国的标准和认证程序的差别而导致的贸易障碍;(4)重视有关生物安
全的信息情报工作,特别是转基因生物有关信息的传播;(5)研究新技术,降低转基
因植物产品的成本.
3.1.3明确拒绝,坚决抵制
主要是意大利和英国.意大利农业部长2002年对外宣布:意大利绝不容许任何意外的"基因污染",
并投入5000万欧元执行相关对策.意大利的立场是"零容许度",即不论任何转基因,也不论含量多少,
都严禁进入意大利.意大利种植的1500万hm玉米和大豆都是非转基因的原栽培种,不允许含有任何
转基因生物以保证生物安全:强制延缓进口生物科技食品(允许食品含有1%转基因成分),并投入1500
万欧元用于检疫和检验.意大利完全禁止转基因种子及其种植,以避免造成风险,严格规定超过0.121%
的转基因种子必须用独特符号的ID标签以标明特殊身份.
英国人也坚决反对让未成年人食用GMF,大多数英国人要求GMO商品贴上标签.2002年英国广播
公司报道,1996年批准销售的T-25转基因玉米喂的鸡之死亡数目是传统非转基因
玉米喂养鸡死亡数的2
上海农业22卷
倍.随后英国社会立即对T.25转基因玉米的潜在风险高度关注,消费者普遍明确拒绝转基因食物.
综观转基因植物的发展形势,细剖转基因产品的利弊关系与应用前景,可以预见,一个符合伦理道德
的生物技术研究领域即将规范,一个适合生物技术研究的管理框架正在形成,一个可操作性强的安全评价
方法日趋完善.在世界公众的高度关心,国际社会极度关注,政府部门严格管理的全方位,多层次的共同
监控下,转基因植物将沿着健康的道路走向辉煌.
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Safetyassessmentandcountermeasuresoftransgeniccrops
XIEJie,YUPei—tao,WANGQuan—xi
(LifeandEnvironmentalSciencesCollege,ShanghaiNormalUniversity,Shanghai200234,China)
Abstract:Moreandmoreattentionswerepaidtothedevelopmentoftransgeniccrops.Theirfoodsafety
andecologicalsafetyofcommonconcernwereanalysedsystematically,andthecurrentindustrializationof
transgeniccropsandreleVantregulationsandpolicyathomeandabroadwereintroduced,includingthe
safetyevaluationoftransgeniccrops.
Keywords:Transgenicplant;Foodsafety;Ecologicalrisk;Currentsituationofadministration
范文四:【推荐】转基因植物及其安全性问题
转基因植物及其安全性问题 企肥学院学聿良(自然科学版)JournalofHefeiUniversity(NaturalScie
nces)
Mar.2005Vo1.15No.12年3月第15卷第1
转基因植物及其安全性问题
陈燕
(合肥学院,合肥230022)
摘要:介绍了转基因植物在全球和我国发展概况,介绍了转基因植物的几种目的基因:抗除草剂基因,抗病虫
基因,改良作物品质基因,及其在农业上的应用,从转基因植物食品的安全性和转基因生态环境的安全性讨论了
正确对待转基因技术的安全性问题.
关键词:转基因植物;目的基因;安全性
中图分类号:Q784文献标识码:A文章编号:1673—162X(2005)01—0012—04 转基因植物(geneticallymodifiedplant,简称GMP)是通过重组DNA技术,从生物体(动物,植物与微生
物等其他物种)中鉴定和分离特定的基因,经精心设计导人并使其稳定整合于受体植物的基因组,实现对
植物的定向遗传改造而获得的.若转基因的受体为植物,这种基因改良体称为转基因植物(GMP).若受
体植物为农作物即称为转基因作物(geneticallymodifiedcrop,简称GMC).由转基因生物生产的供人类食
用的产品称为转基因食品(geneticallymodifiedfood,简称GMfood).目前转基因植物的研究范围越来越广
泛,种植面积也在迅猛增加,而且与多数的人类食品有关,因此引起了世人的密切关注.尽管近几年在世
界范围内引发了一场对GMC安全性的争论,一些国家和民间组织对GMC产品持
怀疑甚至否定的态度,但
GMC的发展趋势不可逆转,已成定局.
1转基因植物的发展概况
1.1全球转基因植物的发展基因工程自1992年问世以来,世界各国试种的转基因植物超过4500种,
批准商业化生产的已有120多个品种(系).1983年,世界上第一株转基因作物是由美国科学家研发而成
的转基因烟草.1992年,中国第一个把抗病毒转基因烟草进行了商品化种植.1994年美国第一个转基因
植物产品(番茄品种"Flavr.Savr")批准上市,1996年抗草甘膦除草剂的转基因大豆种子在阿根廷批准商
业化生产.自第一例转基因植物培育成功至今,科学家们已在200多种植物中实现了基因转移,包括粮食
作物,经济作物,蔬菜,瓜果,花卉及泡桐,杨树等造林树种.1996年至2003年的8年间,转基因植物的全
.转基因作物大面积种植的15个以上的主要国家中,排球种植面积增长了40倍…
在前面的分别为美国,
阿根廷,加拿大,中国,南非和澳大利亚6个国家,其种植面积占了全球转基因作物的99%L1J;其中美国排
名第一,种植了4280万公顷(占全球种植面积的68%).至1999年美国已批准50种转基因植物产品商
业化,全美有1/4的耕地种植的是转基因作物,美国市场上,70%以上的大豆,20%以上的玉米是来自转基
因作物.2001年阿根廷种植的大豆有90%是转基因大豆.
1.2我国转基因作物的发展从整体水平来看,我国转基因植物的研究与应用取得很大的进展.我国是
世界上转基因作物第一个商品化种植的国家,即1994年首次种植抗黄瓜花叶病毒(CMV)和抗烟草花叶
病毒(TMV)双价的转基因烟草.据1996年统计,国内研究与开放的转基因植物47
种,涉及各类基因103
.从1997年至1999年,种有26项转基因产品已获准我国安全性审批,进入商业化应用领域,其中抗
虫类型16项,抗病毒类型9项,改良品质类型1项.尤其是我国基因工程Bt抗虫棉取得了突破性进展.
Bt转基因抗虫棉的种植面积持续5年增长;2000年全国种植面积达50万hm,比上年增加了4倍,到了
2001年突破了150万hm.,2002年增加到210万hm,2003年又突破了280万hm,占该年全国棉花种植
总面积的480万hm的58%.
收稿13期:2004—11—11
作者简介:陈燕(1933一),女,浙江温州人,合肥学院原生化系副教授.
第1期夔基因植物及安全性问题13
2转基因植物的目的基因及其在农业上的应用
基因是遗传物质的基本单位,是所有生命活动的基础.应用转基因技术,将特定的目的基因从植物基
因组或其他物种的基因组中分离出来,然后对其功能进行研究,将此外源基因整合到受体植物基因组中,
从而改良植物的目标性状.在近1O多年中,诸如抗除草剂,抗病虫,抗逆境胁迫,提高作物品质与产量等
可供利用的基因资源已被克隆,有的被成功地导人目标植物中并得到表达,培育出具有优良性状的转基因
作物的新品种巧.
2.1抗除草剂基因全世界的农作物因杂草的危害,每年减产约10%.在美国,每年防治杂草需化费
180亿美元.随着除草剂的施用,不仅杂草对除草剂的抗药性增加,同时对农作物也造成一定的伤害.除
草剂是通过破坏氨基酸合成或破坏光合作用中的酶或蛋白质来杀死杂草的Jl卯.
草甘膦,绿黄隆和溴莱
腈等高效,低毒,无公害的除草剂多为无选择性的广谱除草剂,在杀死杂草同时,也将作物杀死.应用基因
工程技术选择对除草剂有抗性的基因导人作物,近年来学者发现,细胞色素P450加氧酶在高等植物解除
除草剂毒性代谢中起重要作用,将从细菌,动物和植物中分离到的细胞色素P450基因导人马铃薯,烟草等
植物,已获得了抗除草剂能力提高的转基因植株.目前,已培育出大豆,玉米,水稻,油菜,马铃薯等抗除草
剂转基因作物品种3O多种.我国作物抗除草剂基因工程协作组也从龙葵植物中提取了抗除草剂莠去津
的基因,并转人大豆叶绿体中获得了转基因的大豆植株儿.抗除草剂是转基因作物中发展最快的插人
性状,近年来应用面积始终占据全球转基因作物种植总面积的70%以上.美国目前种植的1/2大豆,1/3
油菜等为耐除草剂草转基因品种.
2.2抗病虫基因
2.2.1抗病毒基因病毒病是农业生产中较难对付的主要病害之一,会造成农作物产量降低与品质变
劣.例如病毒病能使甘薯减产70%,80%,严重时甚至颗粒无收.能使植物产生抗病性的基因很多,目
前用得最多的是病毒的外壳蛋白(CP)基因.现今利用CP基因培育成功的有烟草,番茄,马铃薯,苜蓿等
抗病毒转基因作物.我国自1992年开始种植抗病毒烟草以来,该种加工烟叶增产5%,7%.马铃薯卷
叶病毒(PLRV)是引起马铃薯退化的主要病原体,严重续发感染可导致马铃薯减产80%.北京大学已克
隆出编码PLRV中国分离株的CP基因,通过农杆菌介导人马铃薯有关品种.蚜虫传播试验证明,烟草转
基因植株可减少蚜虫在田间传播PLRV的效率,从而减少了田间植株发病的机会.内蒙古大学也克隆了
PLRV(中国株)的CP基因,通过农杆菌介导转化,获得了5个性状稳定的抗病毒马铃薯.2000年试验,因
PLRV降低50%以上发病机会,各品种转基因马铃薯平均增产30%以上,最高每公顷产量达31.5tlj153.
2.2.2抗虫基因全世界每年因病虫害损失的占产量37%,其中的13%是由虫害引起的.全球由于害
虫造成的损失在1000多亿美元,仅水稻一种作物高达450亿美元.为降低农药用量,减轻环境污染和减
少经济损失,急需培育抗虫转基因品种.所要使用的抗虫基因主要有两类:一是从细菌中分离出来的毒蛋
白基因,如Bt毒蛋白基因;另一类是从植物中分离出的抗虫基因,如豇豆胰蛋白酶抑制剂基因,淀粉酶抑
制剂基因等.其中Bt毒蛋白基因应用最广,已被成功地导人棉花,玉米,马铃薯等多种作物,Bt基因是苏
云金芽孢杆菌(Bacillasthuringiensis.Bt)晶体蛋白基因的简称.Bt在芽孢形成时产生的晶体蛋白具
有杀虫活性,在害虫处于易防治的幼龄期发挥作用;在转基因植株整个生育期表达杀虫蛋白的功能.Bt
基因对哺乳类动物,鸟类,鱼类和一些有益昆虫不产生毒害作用,且不造成环境污染.目前全球已获得了
5O多种Bt转基因植物.1993年我国开始拥有Bt抗虫棉,它是我国当前种植面积最大的转基因作物.据
有关地区材料汇总,我国Bt棉株已获得了平均收获1kg棉花的生产成本降低了20%,33%.
2.3改良作物品质的基因随着人们生活水平的提高,人们对饮食质量的要求越来越高.利用转基因技
术可以有效地改良植物的营养成份,口感,观赏价值等品质性状.目前,科学家们按
照人类的意愿,已对不
同作物的蛋白质,碳水化合物,油脂,微量元素和维生素等营养物质进行了成功的改良实验,且获得许多有
应用价值的转基因作物品系.
2.3.1改良谷类作物的品质没有任何一种植物储藏器官中含有人类和畜类8种必需的氨基酸,如大
麦,高梁缺乏赖氨酸和苏氨酸,玉米缺乏色蛋氨酸,小麦等谷类作物缺乏赖氨酸,大豆则缺少含硫的蛋氨
酸,食物中若缺乏一种限制氨基酸时会影响其他氨基酸吸收.因而谷物和大豆蛋白质得不到充分利用.
14盒堂报(自然科学版)第15卷
现用遗传工程技术已分离和克隆了豆科植物和谷类作物种子中的贮藏蛋白质基因(如醇溶蛋白质基因),
有的已转移成功.1986年,美国成功地培育出高蛋白玉米转基因植株,其蛋白质含量高达40%,50%;还
培育出蛋白质比普通水稻高10%,赖氨酸含量较高的水稻新品种.澳大利亚科学家将豆类蛋白质基因转
人牧草体内.奶牛吃了这种牧草后所产的牛奶含有较多的人体必需氨基酸. 2.3.2培育延熟的番茄品种1997年我国应用转基因技术获得的华番1号耐贮番茄品种引,原先是由
Paul等(1991)将ACC合成酶的反义基因转化番茄,转基因番茄果实中乙烯的合成降低了99.5%,使番茄
果实储存期大大延长.延熟的果实用外源乙烯处理后,果实很快成熟.1999年叶志标等用ACC氧化酶
反义基因转化番茄,延熟番茄在l3,3O?下可贮藏45d[4】4n. 2.3.3增加油菜的油酸含量油菜籽油作为重要的食用油,大量的含多不饱和脂肪酸,使其保存期缩短.
并增加了烹饪过程中的不稳定性.在其氢化过程中,许多双键由顺式构象转变为反
式构象.这些反式不
饱和脂肪酸的存在,是引起心血管病的主要因素之一;因此,需应用植物遗传工程,使油菜天然合成单不饱
和脂肪酸如油酸.据报道,将正义的油酸脱饱和酶基因导人大豆,利用其抑制(Co—soppression)现象使内
源同种基因失活,可使转基因植株中油酸含量达到88%,石东乔将反义油酸脱饱和酶基因(Fad2gene)与
种子特异性启动子相连导人油菜,得到了种子油酸最高含量达到68.72%的转基因油菜.
3如何对待转基因植物的安全性问题
从20世纪70年代重组DNA技术创建到1993年第一株转基因烟草获得以来,国际上对转基因植物
就存在截然不同的观点:有一部分人认为转基因植物造福于人类;另一部分人认为转基因植物给人类带来
健康和生态环境的危险.目前转基制品安全性的激烈争论是一热门话题.在这个问题上,欧美之间立场
不同,各持己见.欧洲国家认为,只要不能否定其因危险性,就应该限制;美国则主张,只要在科学上无法
证明它有危险性,就不应该限制.表面上双方争执的焦点是转基因食品安全和环境保护,但说到底还是为
了经济利益,他们在这一问题上的分歧所掩盖的仍然是贸易保护主义J5.与现代任何一种技术一样,转
基因技术也是一把祸福相依的双刃剑.对转基因植物及其安全性问题完全肯定或完全否定的观点都是错
误的.
3.1转基因植物食品的安全性在美国市场上,有近4000种食品来自转基因作物,约有70%以上的零
售食品含有转基因成分.我国每年从美国进口1500万t大豆,绝大多数都来自转基因大豆.虽然转基因
食品的巨大经济效益已被世人认可,但转基因食品对人体健康是否有潜在的危害,在世界范围内引起了人
们很大的关注.因此,我们在应用转基因技术的同时,必须加强对它的安全性进行分析.由于常规有性杂
交仅限于种内或近缘种间,而转基因作物的外源基因可来自植物,动物和微生物,人们对可能出现的新基
因组合,新性状,会不会影响人类健康和生态环境,缺乏深入的了解.目前还不可能完全精确地预测外源
基因在新的遗传背景下会产生什么样的潜在影响.转基因作物新导入的外源基因是经过筛选的,作用是
明确的.例如专家培育的一种抗虫转基因玉米,导入它体内的是一种能使鳞翅目昆虫死亡的基因,人类和
其他昆虫体内没有这种基因的受体,所以无毒害作用.任何一种转基因食品在上市前都进行了大量的科
学实验.各国科学家竞相开展转基因技术及其后果的研究,说明了他们对此问题的
迄今为止 求实态度.
没有证据表明,转基因植物对公众健康有任何重大的负面影响.据报道,包括婴儿食品在内,转基因产
品目前在美国市场上已接近4000种,近5年来两亿多人食用,并未发生食品安全事件.事实上许多常规
食品也不可能保证对人无任何副作用,绝对安全的食品是不存在的.对转基因食品的零风险要求是不公
正的.
国际上对转基因食品的审查和监督是规范而严格的.1993年联合国经济发展合作组织(OECD)首次
提出了转基因食品的评价原则——"实质等同性",即通过对转基因食品各种主要营养成份,毒性物质以
及过敏性成份等物质的种类与含量进行分析,结论与同类传统食品无差异,即认为两者具有实质等同性,
不存在安全性问题.
3.2转基因生态环境的安全性据有关专家推测,转基因植物在生态环境方面的潜在风险主要在以下两
方面诎:
3.2.1转基因作物本身可能演化为杂草一个物种可能通过两种方式转变为杂草:一是它能在引人地持
第1期随燕:转基因植物及安全性问题15
续存在,二是它能人侵和改变其它植物牺息地.转基因植物具有一些竞争优势,如对有害生物和生存逆境
的耐性提高等.现今栽培植物都是人类长期驯化培育已失去了杂草的遗传特性,仅靠一两个或几个基因
导人就使它们转变为杂草的可能性非常小,但随着更多基因的导人,不能排除转基因作物杂草化的可能
性.目前导人转基因植物体的大多是对病虫,除草剂及不良环境的抗性基因.这些抗性基因一旦转移到
杂草中去,将会给农业环境带来不利的影响,对那些靠杂草而生存的昆虫,鸟类和其他动物造成生存危机
甚至绝灭,可能会导致生物链的断裂..
3.2.2基因流与转基因逃逸及对近缘物种的潜在威胁基因流是指转基因作物中含有从不相关的物种
转入的外源基因,有可能通过花粉传授等途径扩散到其他物种,生物学家称这过程为基因漂流.环保主义
者称此过程为"基因污染".转基因植物可与近缘植物杂交形成杂种,能使外源基因流向近缘植物,从而
发生转基因逃逸.如果转基因流向有亲缘关系的杂种,则有可能产生更加难以控制的杂草.如果转基因
流向近缘野生种群,将会导致野生种群等位基因的丧失,从而影响遗传的多样性.据报道,转基因植物与
近缘物种形成杂种的可能性并不很大,因为存在着种属间近缘杂交的困难,杂种植物生活力低下和杂种后
代大都丧失繁殖能力等.
当前转基因技术在农业上的应用还处于初步阶段,都孕育着巨大的潜力.过去几年,全世界转基因作
物的种植面积增长迅速,转基因产品全方位走进我们的生活.全球转基因植物的基础和技术研究,产业化
应用及安全性评价都取得了令人瞩目的进展.虽然转基因技术发展过程中面临是是非非和种种压力,我
们坚信转基因技术的发展前程会像今天的计算机革命一样,将会引发改变生命和人类未来的科学革命.
生物技术是"21世纪农业的希望".科学家们将会向人类开发出更有利人类生存与健康转基因产品,在促
进发展转基因技术的同时,加强对它的安全性分析,把对人类健康和生态环境的风险降到最小.
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(HefeiUniversity,Hefei230022,China)
[责任编校:罗季重】
Abstract:ThisarticlediscoursesonthedevelopmentoftransgeneplantsintheworldandChina,theap—
plicationoftheaimgenessuchasantinitrogen,antipest,improvedcropquality,etc.Intheagriculture
theirsafetyproblemsformthesafetyofGMPandthatofgeneticallymodifiedecotope. Keywords:transgeneplants;aimgene;safetyproblem
范文五:转基因植物的安全性问题及其对策
上海农业学报 2006,22(1) :80-84
Acta Agriculturae Shanghai
文章编号:100023924(2006) 01280205
转基因植物的安全性问题及其对策
谢 杰, 余沛涛, 王全喜
(上海师范大学生命与环境科学学院, 上海200234) 3
摘 要:转基因植物的发展已越来越多地受到人们的普遍关注。本文对公众所关心的食品安全性和生态
安全性两方面进行了系统分析, 介绍了目前国内外关于转基因植物产业化以及规范政策和管理现状, 包括对转
基因植物的安全分析评估。
关键词:转基因植物; 食品安全性; 生态风险; 管理现状
中图分类号:Q788 文献标识码:A
自1983年获得第一株转基因烟草以来, 随着基因工程技术的广泛发展, 转基因植物及其产品大量问世, 在世界范围内掀起了生物技术发展的一个新高潮。目前, 植物进入商业化生产, 并对人类所面临的食物供应短缺、[1]用。毫无疑问, 。但在转基因植物取得惊人发展的同时, 。1 、植物、细菌或病毒等生物中分离的目的基因, 通过基因枪、农杆菌介导等方法转移到受体植物的基因组中, 使之稳定遗传并赋予受体植物新的农艺性状, 如抗虫、抗病、抗逆(抗盐、
[2]抗旱) 、高产、优质等。转基因技术的诞生, 使人类可以根据意愿改变植物的遗传性状, 培育新品种, 这意
味着一个新时代的开始。1983年获得第一株转基因烟草,1994年第一次批准延迟成熟的转基因番茄在美
[3]国上市。我国于1997年批准转基因延熟西红柿商品化。至今, 国际上已相继有30多个国家批准3000
多例转基因植物进入田间实验, 已有35科近200种植物转基因成功, 并在美国、加拿大、中国等国批准转基因植物商品化生产。近年来, 转基因作物也从实验研究走向实用推广阶段, 种植国家从1992年仅1
22个发展到1999年的12个, 种植面积从1996年的284万hm 扩大到1999年的3980万hm , 目前还在进一
步扩大。主要种植种类有:抗昆虫玉米、抗除草剂大豆、抗病害棉花、富含胡萝卜素的水稻、耐寒抗旱小麦、
[5]抗病毒瓜类和控制成熟速度及硬度的西红柿等。[4]
2 转基因植物的安全性
从理论上讲, 转基因技术和常规杂交育种都是通过优良基因重组获得新品种的, 但常规育种是模拟自然现象进行的, 基因重组和交流的范围仅限于种内近缘种间, 而转基因技术则可以把任何生物甚至是人工合成的基因转入植物中。人们无法预测将基因转入一个新的遗传背景中会是何种结果, 故而产生很多疑
[6]虑, 主要是关注其食品安全性和生态安全性。
2. 1 转基因植物的食用安全性
转基因植物大多被用做人类食品或动物饲料, 因此, 食品安全性是转基因植物安全评价的一个重要方面。基因工程食品安全性问题主要是由于抗生素或抗除草剂抗性标记基因存留于转基因植物中产生的, 这
[7]类标记基因及其产物可能是有毒的或是过敏的。1993年经济合作与发展组织(OEC D ) 提出了食品安全性
收稿日期:2005-05-16初稿; 2006-01-19二改稿
作者简介:谢 杰(1981-) , 女, 在读硕士研究生, 主要从事植物转基因方面的研究
3通讯作者, 联系电话:(021) 64322933, E 2mail :ptyu@shnu.edu. cn
1期 谢 杰等:转基因植物的安全性问题及其对策81评价的实质等同性原则,2000年5月在日内瓦会议上进一步认为“等同实质性”原则可作为“转基因食品安全
[8]评价的基本框架”予以公布, 即转基因食品必须在天然有毒物质、成分、抗营养因子及过敏源等方面与自
然食品方面具有实质性相同, 才是安全的。目前, 公众关注的转基因食品安全性主要在以下几方面。
2. 1. 1 转基因食品中的外源基因对人体有无毒性
由于目前转基因植物大量使用来源于细菌或病毒中的基因序列作为外源基因的组成部分, 消费者担心这些外源基因会像细菌或病毒一样对人体有毒害作用。目前, 转基因作物大多是直接用于饲料, 有的则通过加工转化成其他食品。例如用转基因大豆、油菜籽等榨油, 生产的色拉油含有转基因成分。这类转基因生物加入了原来生物体所没有的抗害虫或抗除草剂基因, 其本体有何变化, 饲料中转基因成分被家禽食用后是消化分解排泄, 还是在肌肉或器官中富集, 人食后有何影响, 在环境中如何循环同化, 潜在风险如何
[9,10]目前尚不得而知。
2. 1. 2 转基因植物食品中的外源基因是否发生转移
公众担心来源于细菌或其他生物体的外源基因被人体摄入后, 是否会转移至人体肠道上皮细胞或肠道正常微生物中, 从而对人体产生不良影响。
2. 1. 3 转基因植物中外源基因编码蛋白对人体是否有害
来源于病毒等其他生物的外源基因, 在转基因植物中通过表达可以产生相应的蛋白质分子, 这些蛋白质分子是传统食品中不具有的新成分, 这些新蛋白质可能引起食用者或接触者出现过敏反应, 人类在自然, 因此,
[12]它对人体是否安全也值得质疑。
2. 1. 4 在转基因植物研制过程中, , , 因此, 大[13]的分子结构, , 。
2. 1. 5 , 但当外源基因导入到受体植物细胞时, 对外源基因在受体植物染色体上的具体插入位点却无法控制, 由此产生了转基因植物中外源基因的次生效应问题。
2. 2 转基因植物的环境安全性
[15]转基因植物的风险性是指它作为一个新物种进入生态系统, 对生态平衡可能产生负面效应。主要
包括三方面:一是它本身或者其他杂草的生长变得难以控制; 二是通过基因在物种间的横向漂移而破坏生
[16]态平衡; 三是它的Bt 抗性。
2. 2. 1 转基因植物是否会演变成农田杂草[14]
美国杂草科学委员会将杂草简单定义为“:对人类行为或利益有害或有干扰的任何植物。”杂草往往生长迅速并且具有强大生存竞争力, 能够生产大量长期有活力的种子而且这些种子具有远、近不同距离的传播能力, 甚至能够以某种方式阻碍其他植物的生长。由于杂草具有以上特征, 所以常常给世界农业生
[17]产造成巨大损失。一种植物是否成为难以控制的杂草, 取决于它内在的遗传特性及其特征表现所需要
的特定环境, 两者缺一不可。从目前的水稻、玉米、棉花、马铃薯、亚麻和芦笋等转基因植物的田间实验
[18]结果来看, 大多数植物的生存竞争力并没有比常规植物增加。不过最近有报道, 加拿大转基因油菜在
麦田中已经变成了杂草, 而且难以治理。所以那些原本具有杂草特性的植物如向日葵、油菜、草莓等在进
[19]行基因遗传转化时, 也同样应该重视可能出现的杂草化问题。
2. 2. 2 基因漂流到近源野生种的可能性
基因漂移是指基因通过花粉授精、杂交等途径在种群之间扩散的过程。转基因植物基因通过花粉向近缘非转基因植物转移, 使得近缘物种有获得选择优势的潜在可能性, 使这些植物含有了抗病、抗虫或
[20]抗除草剂基因而成为“超级杂草”。在自然生态条件下, 有些栽培植物会和周围生长的近源野生种发生
[15]杂交, 从而将栽培植物的基因转入野生种中, 并在野生种中传播。在进行转基因植物安全性评价时, 应
从两方面考虑, 一是转基因植物释放区是否存在其可以杂交的近源野生种, 若没有则不会发生基因漂
[16]
82
[21]上 海 农 业 学 报 22卷流。另一方面是假如存在近源野生种, 基因可以从栽培植物转移到野生种中, 这时就要考虑基因转移后会有什么效果。如果是一个抗除草剂基因, 发生基因漂流后会使野生杂草获得抗性, 从而增加杂草控制
[22]的难度, 特别是多个抗除草剂基因同时转入一个野生种中则会带来灾难。
2. 2. 3 昆虫抗药性的产生
与化学农药一样, 昆虫对Bt 杀虫剂也会产生抗性, 迄今, 在田间和实验室研究中已发现有十多种昆虫对Bt 杀虫毒蛋白产生了抗性。然而, 转Bt 基因作物具有很高的经济价值, 其商业化势在必行, 而害虫对Bt 作物的抗性是不可避免的。Bt 作物一般具有持续的毒素表达, 但是Bt 作物的轮作, 即与含有同Bt 毒素基因的作物或非转基因作物间的轮作, 将会有助于害虫抗性的延迟。该策略的有效性依赖于当选择压力不连续或变化至另外一种毒素时, 害虫种群对该选择压力敏感性的恢复。除了Bt 毒素蛋白基因外,
) 和水尚可用如蛋白酶抑制剂基因, 包括豇豆胰蛋白酶抑制剂(C pT i ) 基因、马铃薯蛋白酶抑制剂2Ⅱ(Pin Ⅱ
稻疏基蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、外源凝集素基因等等, 可以将它们与Bt 基因一起转入作物, 具有不同结合位点的2种以上的Bt 基因也可同时转入同一作物, 用于提高转基因抗虫作物延迟害虫
[24]抗性能力。[23]
3 对 策
转基因植物的发展对人类存在有利的一面, 如果不规范使用, 也会产生很大的负面影响, 所以, 要对其进行有效的管理及监控评价。
3. 1 转基因作物安全性评价的管理现状
1990年世界粮农组织(FAO ) 和世界卫生组织(WH O ) 会议”, 并于1991年出版了“(OEC D ) 做了关于““实质等同性”的概念。1995年WH O 。1996年FAO ΠWH O 专家咨询会议就生物。2000年, 国际生物多样性公约缔约国大会正式通过了“卡塔赫纳生物安全议定书”, , 处理和使用基因修饰生物的规约, 旨在防止转基
[25]因生物及其产品对环境生物多样性和可持续性利用产生的不利影响。2001年FAO ΠWH O 进一步讨论了
转基因植物过敏性问题, 修改了转基因植物潜在过敏性评价草案, 并发布了《关于基因修饰植物食品的安
[26]全性》文件。2001年在日本千叶召开了“转基因食品安全评价情报交流”研讨会, 对“树状决策法”作了
进一步修改。2001年曼谷召开的亚太经合组织第五次农业生物技术国际研讨会就食品和饲料安全、公众
[8]宣传、法规协调展开了广泛的讨论。
世界上主要发达国家和部分发展中国家都已制定了各自对转基因生物的管理法规, 负责对其安全性评价, 但在对转基因作物的态度方面主要分3类:
3. 1. 1 放松要求, 可以随进随出
持有这一态度的国家主要是美国, 采取以产品为基础(Product 2base ) 的管理模式, 原则是以基因工程为代表的现代生物技术与传统生物技术没有本质区别, 管理应针对生物技术产品而不是生物技术本身。它在原联邦法律的基础上增加转基因生物的内容, 分别由美国农业部动物检疫局美国环保局(EPA ) 和联保食品与药物管理局(FDA ) 负责环境和食品两方面的安全性评价与审批。主要观念是对于转基因生物及其食品“一日未能证明它是不安全的, 它便是安全的”。美国的FDA 不要求对G MF (转基因食品) 加贴标签, 而是在各公司自愿的基础上审查与公共健康和安全有关的问题。只有那些与现有的相应食品有重大差别的食品(即不具备“实质等同”性的食品) 才要求加贴标签, 而且标签只需说明产品性质的改变, 不需要谈及
[27]该产品系转基因产品。
3. 1. 2 严格管理制度, 允许符合要求的入内
主要是欧盟以及瑞士、日本等国家。1998年, 欧盟在世界上签署了第一个法案, 要求凡是转基因产品
[28]都要进行标签说明,1999年还规定凡出口到欧盟的非转基因产品不得含有≥1%的转基因成分。2002
年欧盟在关于预防原则的沟通机制中表示, 欧洲有权规定保护的水平, 特别是关于环境、人类和动植物健康的保护。预防原则是欧洲政策的核心支柱。欧盟更多的关注消费者、农民和市民的权益, 避免G MO (基
1期 谢 杰等:转基因植物的安全性问题及其对策83因修饰生物) 可能对生态环境造成的损害, 并坚持预防为主的原则, 要求在市场上实施食品的标签制度, 使
[29]G MO 的身份保持明显化, 并用独特代码(I D ) 标记。2002年欧洲议会和欧洲理事会通过《关于转基因食
品和饲料的条例》, 率先在世界上对于食品销售实行严格的标签制度, 以处理方法为基础学说(Process 2base ) 的管理模式实行严格的立法与监管。
欧盟在2001年首次提出对转基因生物的“可追踪性”概念。“可追踪性”定义为:追踪转基因生物及由转基因生物制造的食品和饲料在投放市场的各阶段, 包括从生产到流通的全过程的追踪能力, 从而有助于
[30]质量控制和在必要时撤回产品的可能性, 其重要意义在于有效的追踪性可以在无法预测的负面影响时
提供一张“安全网”。
2003年, 欧盟会议批准了《生物安全议定书》, 该议定书允许各国在认为没有足够的科学依据可以证明转基因产品安全性的情况下可以禁止转基因产品的进口。在欧盟议会批准之前, 只有丹麦, 奥地利, 西班牙, 瑞典, 荷兰批准了该议定书。欧盟的批准意味着15个欧盟成员国将陆续批准, 新规定已在2003年底实施。欧盟法令规定凡转基因生物含量超过0. 5%的所有食品和饲料都必须进行强制性标识并建立可追踪的制度, 而其它成员国规定的阈值为0. 9%。欧盟采取以技术为基础(T echnology 2based ) 的管理模式, 认为生物技术本身具有潜在危险性, 因此只要与生物技术有关的活动都要进行安全性评价并接受严格管理。除允许个别作物可进口外, 基本采取禁止在环境中释放培育, 并严格禁止G MF 上市, 对G MF 产品也要贴上标签。
同欧盟的态度一样, 瑞士也对外来转基因产品监控很严, , 凡含有任何转基因成分的所有实物制品及动物饲料(包括添加剂在内) 都要贴上的标签。
]2000年成为世界上第一个把含G MO 。
, 1日起实施“零容忍度”进口政策, 0. 5%的食品要执行强制性标签制度。, , 其中包括“星联”玉米。
2002, 其中包括美国道化学公司的
[31]Herculex I 的抗虫、Aventis As 公司生产的2种耐除草剂大豆。
2003年, 日本众议院批准颁布对有关转基因生物在日本应用进行管理的法律, 并于2004年生效。这为日本签署《生物安全议定书》提供了法律框架。日本这项法律规定的内容有基因工程改造的管理、用于清洁环境或害虫控制的微生物遗传图谱的管理、转基因生物环境释放的批准与影响评估、转基因生物的标准安全检验、转基因食品的强制性检验与规定等。
中国生物技术处于不断发展但还不完善的阶段, 也制定了相应的法律法规予以规范,1993年发布了《基因工程安全管理办法》, 农业部1996年颁布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》,2001年发布的《农业转基因生物安全管理条例》等, 这些都表明我国政府更加重视转基因作物的生物安全问题。在对待转基因生物方面, 中国也有其自己的管理措施和原则, 大致分为5个方面:(1) 加强生物安全立法, 认真
[25]实行预防为主的原则, 严格推行“预警准则”, 不能套用“等同实质”的概念; (2) 加强转基因生物及其产
品的安全性评估, 包括:①个案分析原则②逐步完善原则③在积累数据和经验的基础上, 使监控规律趋向程序化和简约化原则; (3) 防范因各国的标准和认证程序的差别而导致的贸易障碍; (4) 重视有关生物安全的信息情报工作, 特别是转基因生物有关信息的传播; (5) 研究新技术, 降低转基因植物产品的成本。
3. 1. 3 明确拒绝, 坚决抵制[7][26]
主要是意大利和英国。意大利农业部长2002年对外宣布:意大利绝不容许任何意外的“基因污染”, 并投入5000万欧元执行相关对策。意大利的立场是“零容许度”, 即不论任何转基因, 也不论含量多少,
2都严禁进入意大利。意大利种植的1500万hm 玉米和大豆都是非转基因的原栽培种, 不允许含有任何
转基因生物以保证生物安全:强制延缓进口生物科技食品(允许食品含有1%转基因成分) , 并投入1500万欧元用于检疫和检验。意大利完全禁止转基因种子及其种植, 以避免造成风险, 严格规定超过0. 121%
[32]的转基因种子必须用独特符号的I D 标签以标明特殊身份。
英国人也坚决反对让未成年人食用G MF , 大多数英国人要求G MO 商品贴上标签。2002年英国广播公司报道,1996年批准销售的T 225转基因玉米喂的鸡之死亡数目是传统非转基因玉米喂养鸡死亡数的2
84上 海 农 业 学 报 22卷倍。随后英国社会立即对T 225转基因玉米的潜在风险高度关注, 消费者普遍明确拒绝转基因食物。
综观转基因植物的发展形势, 细剖转基因产品的利弊关系与应用前景, 可以预见, 一个符合伦理道德的生物技术研究领域即将规范, 一个适合生物技术研究的管理框架正在形成, 一个可操作性强的安全评价方法日趋完善。在世界公众的高度关心, 国际社会极度关注, 政府部门严格管理的全方位, 多层次的共同监控下, 转基因植物将沿着健康的道路走向辉煌。
参 考 文 献
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Safety assessment and countermeasures of transgenic crops
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Abstract :M ore and m ore attentions were paid to the development of transgenic crops. Their food safety and ecological safety of comm on concern were analysed systematically , and the current industrialization of transgenic crops and relevantregulations and policy at home and abroad were introduced , including the safetyevaluation of transgenic crops.
K ey w ords :T ransgenic plant ; F ood safety ; Ecological risk ; Current situation of administration
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