1、转基因植物,演讲人：刘同雪 资料及PPT制作人：牧宇超，许锦丽,转基因植物Transgene plants,指将从动物、其他植物或微生物中分离出的目的基因，导入到植物的基因组中，并且可以稳定遗传给下一代的一类植物，可以是原有性状发生改变，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。,转化受体,植物基因工程用作外源基因的转化受体有许多种，包括胚性愈伤组织(cailus）、分生细胞、幼胚、成熟胚、受精胚珠、种子和原生质体等。从这些受体细胞都可获得再生的转基植株。,转基因植物,农杆菌介导法,农杆菌的Ti质粒可以作为载体。Ti质粒上有两个区域，一个是T-DNA区，这是能够转移并整合进植物受体的区段；另一个是Vi
2、r区，它编码实现质粒转移所需的蛋白质。将待转化的外源基因先克隆在大肠杆菌质粒上，然后将此质粒转入不会引起冠瘿瘤的农杆菌（这种菌的Ti质粒已除去了T-DNA），使外源基因通过同源重组整合在Ti质粒上；然后用带有外源基因的这种农杆菌去转化植物细胞，将外源基因转入植物细胞的基因组。,基因枪法,通过一种被称为基因枪的设备，利用火药爆炸或高压气体加速，将包裹了带外源目的基因的高速微弹直接送入完整植物细胞中。外源目的基因会随机地插入到植物基因组中，从而实现转基因操作。与农杆菌介导的转化方法相比，基因枪法不受植物是否单子叶或双子叶类型的限制，且其载体质粒的构建也相对简单；但基因枪法产生的转基因植物中，外源基
3、因的表达不如农杆菌介导法稳定，成本也相对较高，而且需要特殊的仪器。,原生质体融合：,定义：将不同物种的原生质体进行融合，可实现两种基因组的结合。也可将一种细胞的细胞器，如线粒体或叶绿体与另一种细胞融合，此时，是一种细胞的细胞核处于两种细胞来源的细胞质中，这就形成了胞质杂种（cybrid）。植物体细胞杂交技术包括以下三个环节：诱导原生质体融合；选择融合体或杂种细胞；杂种细胞的培养与鉴定。,体细胞杂交与有性杂交的异同,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导入受精卵细胞中，并进一步整合到受体细胞的基因中，随受精卵的发育而成
4、为转基因新个体。该方法是由中国学者在20世纪80年代提出的。中国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是采用花粉管通道法培育出来的。,影响花粉管伸长的因素,花粉管尖端的伸长受使细胞壁变软的酶的影响。 Vander Pluijin 和 Linskens （ 1966 ）了解到花粉管（矮牵牛花柱内花粉管的细微结构）是在花柱的输导组织中层的致密的基层内生长的。由于酶的溶解作用，在正对着花粉的尖端形成一管状通路，因而花粉管才能顺利地在花柱内伸长。当在试管内花粉萌发的初期加入 b -1 、 3- 葡聚糖酶时，花粉管伸长增加。蛋白质分解酶抑制花粉管的生长和萌发。这些结果表明，纤维素酶和果胶酶对花粉管壁的伸长是重
5、要的。,转基因作物有三个主要特点：,一是对原始的野生农作物具有灭绝作用，一旦种植了转基因作物，野生农作物将从此灭绝，这一点已被实践证明，不再属于理论问题；二是转基因产品都是绝育产品，就象骡子，不能像原来农作物那样，可以用打下的粮食作为来年的种子，而只能每年都购买新种子。世界上主要农作物转基因种子的专利权几乎全部属于孟山都、拜耳、杜邦三家跨国大公司，购买就要支付昂贵的专利费。三是对农药化肥具有特殊要求，只能使用转基因种子公司指定的农药化肥。中国农民的种子，再也不能由农民自己掌握，因为转基因大米等植物是不能留种的，中国农民的自主权，中国人的根本权利，由此全部掌握在利益集团和他们背后的跨国公司手中优
6、点：（1）生物育种明显加快（2）自主创新能力显著增强 （3）生物安全保障能力持续提升（4）转基因作物产业化。,对环境影响：,很多绿色环保人士继续坚决地反对发展转基因作物，他们认为转基因作物对环境有害。ISAAA在年度报告中分析了转基因作物对环境的影响。报告指出，2011年全球转基因作物的种植节约了相当于47300公斤的杀虫剂，高产的转基因作物节省了相当于1.09亿公顷的耕地，同时其效果相当于减少了约230亿公斤的温室气体排放量。通常，种植转基因作物不需要大面积野外田间耕作。减少耕作能使土壤中保留更多的残留物，从而在土壤中捕获更多的二氧化碳，降低温室气体排放量。此外，较少的田间作业也必然降低燃料
7、消耗和随之产生的二氧化碳排放。,安全性,食品安全性也是转基因植物安全性评价的一个重要方面。如果转基因植物生产的产品与传统产品具有实质等同性，则可以认为是安全的。若转基因植物生产的产品与传统产品不存在实质等同性，则应进行严格的安全性评价。在进行实质等同性评价时，一般需要考虑以下一些主要方面。有毒物质：必须确保转入外源基因或基因产物对人畜无毒。如转Bt杀虫基因玉米除含有Bt杀虫蛋白外，与传统玉米在营养物质含量等方面具有实质等同性。要评价它作为饲料或食品的安全性，则应集中研究Bt蛋白对人畜的安全性。过敏源：在自然条件下存在着许多过敏源。在基因工程中如果将控制过敏源形成基因转入新的植物中，则会对过敏人
8、群造成不利的影响。所以，转入过敏源基因的植物不能批准商品化。另外还要考虑营养物质和营养因子的含量等。,潜在危害：,1、具有高产、抗性强的转基因植物品种不断地被推广，势必导致品种的单一化和贫化。2、转基因植物的目的基因发生逃逸，亦即通过异花授粉与野生近缘种杂交，可能产生新的杂草。3、转基因植物由于抗性强，能适应各种恶劣环境，其中有些作物，它们的不少性状与它们的杂草化的祖先是共同的，因此，某些遗传的改变可能使作物本身成为杂草。如高度抗盐的转基因水稻品种就可能侵入到港湾中大量繁殖起来成为杂草。4、转基因植物是自然界本身并不存在的植物，因此对于一个生态系统来说，转基因植物的进入就相当于外来种的侵入。其
9、实主要对于转基因作物忧患为两种：一种是健康方面的风险；另一种是生态方面的风险。,健康方面的风险：,转基因作物往往是过量地制造某种外源的蛋白质，如果该蛋白质是对人体有害的，当然不宜食用。如果它是过敏原，也可能让某些特定的人群出现过敏。为了避免健康方面的风险，对人体有害的蛋白质和已知的过敏原不会被用于制造转基因作物。在转基因食品上市之前，都按要求做过试验检测其安全性。一般是先做生化试验检测，看看转基因作物与同类作物相比，在成分方面出现了什么变化，这些变化是否有可能对人体产生危害，然后做动物试验，看看转基因食品是否会对动物的健康产生不利的影响。生态方面的风险：例如，人们担心转基因作物的基因会“污染”
10、其同种非转基因作物，特别是其野生的亲缘物种。 许多专家建议对转基因作物的栽种范围作出一定限制，例如不要在有野生的亲缘物种的地区种植相应的转基因作物。,各国的转基因情况：,1.美国美国是转基因技术采用最多的国家。自20世纪90年代初将基因改制欧盟对转基因农作物持审慎态度技术实际投入农业生产领域以来，美国农产品的年产量中55%的大豆、45%棉花和40%的玉米已逐步转化为通过基因改制方式生产。截止2008年，大约有20多种转基因农作物的种子已经获准在美国播种，包括玉米、大豆、油菜、土豆、和棉花。据估计，从1999年到2004年，美国基因工程农产品和食品的市场规模将从40亿美元扩大到200亿美元，到2
11、019年将达到750亿美元。有专家预计：21世纪初，很可能美国的每一种食品中都含有一定量基因工程的成分。其它还有阿根廷、加拿大也是转基因农业生产发展迅速的国家。,有网文称，美国人自己不吃转基因食品，美国大豆主要用来出口。美国人到底吃不吃转基因食品？美国的转基因食品是不是全部出口？【美国转基因食品2012-2013年约45%用于出口】美国农业部大豆研究专家马克艾什称，美国转基因大豆产量占美国大豆总产量的93%。美国大豆大部分用于国内，预计2012至2013年度国内消耗4720万吨，向国外出口3730万吨，出口约占总产量的45%。【美国食品的70%为基因食品】农业部科技发展中心基因安全管理处处长做
12、客人民网访谈时指出，美国是种植转基因和食用转基因作物时间最长、数量最大的一个国家。在美国，它的转基因大豆、玉米种植比例超过了90%，本国人不吃实际上是做不到的。粮农组织2007年的一个食物平衡表数据显示，当年美国大豆的产量是7286万吨，其中，近60%的都是国内消费，在国内消费里面，又有93%是用作食用的。另外，据中美生生物技术工作组美方官员和专家介绍，美国人吃的食品里面，70%都有转基因成份，因为大豆和玉米都是食品的原料，转基因作物事实上早已进入了美国人的日常生活当中去了。从上面的数据可以算出，粮农组织提供的2007年数据，美国大豆55.8用于出口。,欧洲,欧洲一些国家，如瑞士、奥地利的消费
13、团体反对进口销售世界种植转基因植物的主要国家转基因食品，他们认为转基因食品影响人体健康。欧洲有关政府的态度是，转基因食品不安全，需要让科学证明其安全性。有的社会团体和组织呼吁在科学家确认转基因食品的安全性之前暂停种植转基因作物。由于欧洲公众对转基因食品可能危害健康和环境的担忧不断增长，欧盟从1998年4月起暂停批准在15个成员国经营新的转基因农产品。但是，2004年4月18日欧盟开始允许在市场上出售转基因食品，只是转基因成分超过一定比例的产品必须贴上标签，这被认为是欧盟在解除对转基因产品的禁令方面迈出了实质性的一步。,俄罗斯,2006年年末，世界闻名的反食用转基因产品专家、俄罗斯生物学家伊丽娜
14、叶尔马科娃走马上任，当选为俄罗斯国家基因安全研究会副主席。2005年，伊丽娜叶尔马科娃博士着手研究小白鼠在食用转基因食品后的健康状况，发现基因食品影响了小白鼠以及它们后代的健康。这一研究结果为转基因食品可能会对活体动物产生一定负面影响提供了有力的证据。每年，俄国家基因安全研究会都会发布很多关于转基因产品潜在危险的报告和论文，但一些西方的跨国公司却因还没有确切的研究证据，而对这些报告和论文表示置疑。,日本,日本对转基因作物实行严格管理和慎重对待。根据“Angus Keid Group”发布的调查，82%的日本消费者对转基因作物持否定态度。2006年8月，日本禁止进口美国转基因大米。消费者对转基因
15、作物的否定态度已开始影响日本的食品加工业。例如，几乎所有的酿酒商已开始停止使用转基因产品酿造啤酒；相当一部分生产传统食品如豆腐的日本公司开始使用非转基因原料，并标记上“没有使用转基因大豆”。,印度,2010年2月，印度中止了世界第一批转基因茄子的推广，认为需要进行进一步研究才能在全国种植，以确保消费者的安全。此前，在相关政府委员会于2009年10月份批准转基因抗虫害茄子的商业化后，印度主要种植茄子的几个邦抗议不断。2010年2月6日，Uttarakhand邦第一个表态，称他们将禁止种植转基因作物。不久后，另外两个城邦Himachal Pradesh和Karnataka也作出相同决定。最后，环境
16、部长Jairam Ramesh在2月9日表示，禁止商业种植转基因茄子，要求须先对其进行独立的安全测试，评估其对人类健康和环境的长期影响，并获得公众和专业人士的认可后方可销售。,案例：,巴西坚果（Bertholletia excelsa）中有一种富含甲硫氨酸和半胱氨酸的蛋白质2S albumin。为提高大豆的营养品质，1994年1月，美国先锋（Pioneer）种子公司的科研人员尝试了将巴西坚果中编码蛋白质2S albumin的基因转入大豆中（文章摘要发表于细胞生物化学杂志Journal of Cellular Biochemistry,1994,Suppl 18A: 78）。但是，他们意识到一些
17、人对巴西坚果有过敏反应，随即对转入编码蛋白质2S albumin的基因的大豆进行了测试，发现对巴西坚果过敏的人同样会对这种大豆过敏，蛋白质2S albumin可能正是巴西坚果中的主要过敏原（研究结果发表于新英格兰医学杂志The New England Journal of Medicine,1996,334:688-692 ）。于是先锋种子公司取消了这项研究计划。此事却被说成是“转基因大豆引起食物过敏”。“巴西坚果事件”也是迄今所发现的唯一因过敏而未被商业化的转基因食品案例。,如何辨别转基因食品,我国实行的是转基因标识制度，列入转基因标识目录并在市场上销售的转基因生物均需要标识。让消费者拥有知
18、情权。但实际上，这个法规执行得并不理想，因为很多含有转基因产品配料的加工食品，根本就没有明确“告知”，市场上的木瓜、豆制品、玉米、油菜、甜椒，很多都是转基因食品，但是往往这些食品包装没有标示转基因字样，究其原因，主要是怕消费者知道后不敢买。而专家认为，也正是这种信息的不对称，让消费者对转基因食品有恐惧心理，不敢买不敢吃。,中国管理办法,农业转基因生物标识管理办法，已于2001年7月11日经农业部第五次常务会议通过，现予发布，自2002年3月20日起施行。中农业转基因生物标识管理办法规定，进口转基因农产品必须进行转基因标识。目前，列入第一批实施标识管理的转基因生物目录中的有 5类17种产品，其中
19、，列入管理范围的与大豆相关产品有：大豆种子、大豆、大豆粉、大豆油。油脂类产品的转基因检测技术较为复杂，一般认为精炼油中不含有外源DNA及蛋白质，而且其副产品菜籽饼不直接进入人类消化系统，除欧盟和中国外，其它国家或地区均规定油脂类产品不需要进行标识。中国农业转基因生物标识管理办法规定，标识不但在进口时需要，而且当进口的转基因产品在国内被批发、零售或加工后再销售时仍然要进行标识，未标识和不按标识的，不得进口和销售。列入农业转基因生物标识目录的农业转基因生物，由生产、分装单位和个人负责标识；经营单位和个人拆开原包装进行销售的，应当重新标识。,应对措施：,1、积极研究不能因为存在风险就放弃研究，而恰恰相反，正因为转基因存在风险，更应加强研究。研究的重点应在于：基因的克隆与功能鉴定、基因表达调控与转基因生物风险防范、转基因生物安全性的长期跟踪和系统评价、非食用生物的转基因技术、来自同源生物和食用生物的基因的转移和改良等。2、慎重应用，绝不能操之过急和盲目行事3、严格管理，加强立法和执法，严控转基因生物的释放,
