现代生物技术讲义(2)

由于导入新的外源基因，转基因作物获得或增强了生存竞争和繁殖能力，使其在生长势、越冬性、耐受性、种子产量等方面，都强于亲本或野生种。若被推广种植,这些转基因作物释放到自然环境中的机会特别大,因其又具有野生植物没有的各种抗性,将会迅速地成为新的优势种群,进而可能演变成农田杂草。例如，加拿大商业化种植具有抗除草剂及自播种特性的转基因油菜，仅几年后,其农田便发现了对多种除草剂（包括草甘膦、固杀草和保幼酮等）具有耐抗性的杂草化油菜植株。据专家预言，这种杂草化的转基因油菜，将成为加拿大草原地区危害最为严重的野草。

通过基因漂流影响其他物种

在自然条件下,栽培作物种内，栽培作物与其近缘野生种间,栽培作物和杂草之间都有可能发生基因漂流。例如，引起广泛关注的墨西哥玉米污染事件，即在墨西哥偏远山区的野生玉米受到了转基因玉米DNA片断的污染，且污染比率高达35％。

转基因作物中的一些抗除草剂、杀虫剂和病毒的抗性基因就有可能通过花粉杂交等途径向其同种或近缘野生种转移,使其获得转基因生物体的抗逆特性，对其他作物构成严重威胁的“超级杂草”。而自然界生物间的协同进化或生物与非生物抑制因子间的对抗最终会出现适应或淘汰的结果。转基因抗虫作物的长期、大规模种植可能使目标害虫或非目标害虫对毒素蛋白的适应在群体水平上产生抗性，有可能产生侵染力、致病力更强的“超级害虫”，造成更大的危害。研究表明，转Bt基因抗虫棉对第一、第二代棉铃虫有很好的抵抗作用，但第三代、第四代棉铃虫已对该转基因棉产生了抗性。

对生物多样性的威胁

转基因作物作为外来品种进入自然生态系统，往往具有较强的“选择优势”,可能会影响植物基因库的遗传结构，淘汰原来栖息地上的物种及其它遗传资源,致使物种呈单一化趋势，造成生物数量剧减, 甚至会使原有物种灭绝，导致生物多样性的丧失。墨西哥玉米事件的发生，已经严重威胁到世界玉米起源中心地区的玉米生物多样性资源，玷污了墨西哥“玉米妈妈的圣洁”。

抗虫作物的抗虫基因不仅直接作用于目标害虫，对非目标害虫也可能直接或间接地产生伤害，进而对生物多样性产生影响。有田间试验结果表明，与常规作物相比，转基因作物田中昆虫群落、害虫和天敌亚群落的多样性指数、均匀度指数和稳定性等都有显著降低。另外，转基因作物会通过食物链的传递对生物多样性造成一定程度的危害，实验发现，喂食转基因马铃薯叶片的蚜虫瓢虫，其生殖能力较比喂食正常马铃薯叶片的蚜虫降低且存活时间减少。不久前发生在澳大利亚的小白鼠肺炎事件，终止了澳大利亚联邦科学和工业研究组织的一项转基因豌豆研究计划，转基因豌豆中原本用来对抗象鼻虫的基因却对小白鼠的健康产生了严重影响，导致喂饲豌豆的小白鼠发生肺炎。

转基因食品的安全性问题

随着转基因作物商业化生产的不断发展，转基因食品在传统食品市场中所占的份额不断在增加，关于转基因食品是否安全的争论也将更加激烈。相对于传统的天然食品而言,转基因食品还存在着不确定的因素和未知的长期效应,其安全性，即对人类健康的影响，尚有待

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于进一步实践的检验。目前，对转基因食品的安全性担忧主要有以下几方面：

转基因食品可能产生过敏反应

在自然条件下存在许多过敏源。转基因作物通常插入特定的基因片断以表达特定的蛋白,而所表达蛋白若是已知过敏源,则有可能引起过敏人群的不良反应。例如，为增加大豆含硫氨基酸的含量,研究人员将巴西坚果中的2S清蛋白基因转入大豆中,而2S清蛋白具有过敏性,导致原本没有过敏性的大豆对某些人群产生过敏反应,最终该转基因大豆被禁止商品化生产。即便表达蛋白为非已知过敏源,但只要是在转基因作物的食用部分表达,则也需对其进行评估。目前，对转基因食品的过敏性检测主要是依据1996年国际食品生物技术委员会等制订出的一套对改良食品的分析方法。

抗生素标记基因可能使人和动物产生抗药性

抗生素抗性基因是目前转基因植物食品中常用的标记基因，与插入的目的基因一起转入目标作物中,用于帮助在植物遗传转化筛选和鉴定转化的细胞、组织和再生植株。标记基因本身并无安全性问题,有争议的一个问题是其在基因水平上有发生转移的可能性，如抗生素标记基因有可能转移到肠道微生物上皮细胞中,从而降低抗生素在临床治疗中的有效性。虽然目前的研究表明，这种可能性很小，但在评估潜在健康问题时,仍应考虑人体和动物抗生素的使用以及肠道微生物对抗生素的抗性。

转基因食品可能具有毒性

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，此外，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有害，因为含有抗虫作物残留的毒素和蛋白酶活性抑制剂的叶片、果实、种子等,既然能使咬食其叶片的昆虫的消化系统功能受到损害,就有对人畜产生类似伤害的可能性。

关于转基因食品的毒性问题,主要是通过一些相关的动物实验来检验。1998年，苏格兰Rowett研究院的Putsai博士用转雪莲花凝集素基因（ GNA） 的马铃薯饲喂大鼠,引起大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系统遭到破坏，这一结果在当时引起轰动，虽然后来英国皇家学会专门组织了评审,指出这项实验有6条缺陷，但还是由此激发了公众对转基因食品安全性的质疑。

■ 转基因：人类因此得福

转基因技术运用到食品领域其目的是造福人类。首先，转基因技术可以生产出抗虫害、抗病毒、抗杂草而且营养更丰富的物种；比如转基因玉米，由于减少了因害虫造成的创口而降低了有害物质如黄曲霉素等在玉米中的存在从而提高了产品的安全性，众所周知，黄曲霉素本身是致癌物质。其次，转基因作物还能减少农药用量，农药残留也少。再者，转基因技术能够降低生产成本，从而给百姓带来实惠。人们应该充分享受转基因食品给我们的生活带来的益处，而不要把它当成洪水猛兽。

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总之，转基因食品因为增强了植物自身的性能，从而在不增加化肥农药的情况下提高了产量，减小了作物的残留农药对人体的害处，营养也更加丰富。

■ 转基因：原料和食品不能等同

转基因食品分两种，一种是以转基因生物为直接食品，比如转基因玉米、转基因番茄；另一种是以转基因原料加工生产而成的食品，可以说是“转基因原料食品”。比如利用转基因微生物生产的食品酶制剂而制成的面包、使用转基因大豆作为原料而生产出的食用油。

就食用油来说，目前我国允许进口的转基因植物产品主要为大豆和大豆油，均以原料方式进口后用于加工，对大豆进行转基因改造主要目的是提高大豆的产量以及防止昆虫的污染，转基因成分是核酸，产物是大豆的蛋白质，这两类物质都是水溶性成分。而用转基因大豆原料制取食用油的过程中，蛋白质基本上都流向了豆饼，在油中的转基因成分极微，可忽略不计。而且在上市之前也经过国家的安全检测，是完全可以放心食用的。

■ 转基因：上市必过国家“安检”关

凡是允许在中国销售的转基因食品，都要通过国家农业部转基因办公室、专家委员会和相关检验机构的严格评审、检测，已经通过安全性评价的转基因食品，由国家农业部颁发安全合格证书后，方能投入进行食品加工。从营养安全的角度讲，目前还没有发现转基因食品不利于人体健康的证据，也没有出现因此引发的食品安全纠纷。内蒙古大学校长，中国工程院副院长、院士旭日干专门就此问题在接受《人民日报》采访时表示，“目前，经过转基因生物安全评价、获得主管部门批准的转基因生物可以放心使用或食用。”

任何一种新事物的出现都有一个被人们认识和接受的过程。尽管在现在，科学家们还就转基因食品可能存在的风险进行积极有益的探索,但可以想象的是，随着转基因技术的发展和转基因食品商业化步伐的加快，转基因食品必将越来越多的出现在人们的餐桌上，更加符合人们对“绿色”和“健康”的要求，成为符合时代发展的不可逆转的潮流。

目前，转基因作物的生态安全及其相关食品的消费安全问题，在科学上暂时难以给出定论。为了防止转基因作物对环境和人体造成的不良影响，许多国家先后建立了符合本国实际的生物安全管理政策和评价体系。然而，各国政府现行的政策和所持的态度，更多地被归属为经济问题，而非科学界和公众所关注的环境生态安全和健康问题。

从根本上说, 转基因生物安全是一个科学问题, 而且由农业转基因生物安全引发的社会、经济、政治问题也必须依靠科学来解决: ①评估转基因生物安全性, 必须以科学为基础。②协调和均衡生物技术产业的发展所引起的不同集团之间的利益冲突, 也必须以科学为基础。③回答社会公众对转基因生物安全的关注和质疑, 还必须以科学为基础。

2、 中国农业转基因生物安全管理面临的挑战

正如人类历史上所发生的一系列其他主要变化一样,现代生物技术同样引起了人们对生物安全性问题的关注和担忧, 在目前的科学认识水平下, 还不能充分解决这些问题。比如: 生态环境安全问题, 当转基因作物大规模种植后, 在一段时间后是否会产生不利的生态

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后果, 是否能建立合理有效的治理措施; 人类健康影响问题, 当人食用具有某种特性的转基因产品后, 是否会对人体健康产生不利的影响等; 同时还存在一系列其他问题, 如生物多样性、国内外贸易经济影响、社会与种族文明问题等。

( 1) 对农业转基因生物及其产品安全性认识的科学知识严重不足。原因之一是对农业转基因生物安全研究投入严重不足, 导致对农业转基因生物及其产品可能存在的潜在风险认识不足, 难以了解、把握其影响, 表现为在推动产业化生产应用中举步维艰。

( 2) 对农业转基因生物的研究与应用常常受到来自国际上政治经济和贸易的影响和干扰, 不能充分体现和享受生物技术为人类带来的好处。

( 3) 中国农业转基因生物研究与应用的安全监管体系还不健全和完善。表现为对农业转基因生物应用的后果不能进行长期的、不间断的跟踪研究, 缺乏充分的科学评估依据, 同时, 在现有的农业生产条件下, 不能有效地采取相应的防控措施。

( 4) 社会公众对农业转基因生物及其产品安全性的认识水平有待提高, 对转基因生物及其产品的接受程度还不明确, 在一定程度上制约农业转基因生物技术的健康发展。

3、 世界最新动态

ⅰ、基因改良棉花籽可喂饱5亿人

美国的科学家指出，有毒的棉花籽经基因改良后，将来可成为潜力巨大的人类食物来源，未来或可解决5亿人口的饥饿问题。

棉花是重要农作物，千百年来一直是人类保暖、制衣的重要原料，而棉花籽却因为有毒无法食用。美国科学家报告说，他们通过基因改良，成功地控制了棉花籽中的毒素水平，这使得棉籽有望成为人类的重要食物来源。

得克萨斯农业机械大学的科学家在２１日出版的美国《国家科学院学报》上报告说，棉籽中因为含有一种名为棉籽酚的有毒化学物质，不适合人类食用。因此长期以来，人们普遍弃用棉籽，或者简单加工榨取棉籽油后把剩余粗粉制成动物饲料。而他们通过ＲＮＡ（核糖核酸）干涉手段，让棉籽中的某个基因“沉默”，成功培育出了改良棉花，其棉籽中的棉籽酚含量极低甚至不含棉籽酚，这种棉籽可作为一种新的食物来源供人类食用。

拉索尔说，全球目前有８０多个国家种植棉花，每年产出棉籽约４４００万吨。去除棉籽酚的棉籽榨油之后，剩余粗粉还可以碾磨成精粉或以其他形式食用。棉籽中２３％的成分为蛋白质。拉索尔预计，“转基因棉籽可食用后，每年有望满足全球５亿人口的蛋白质需求”。

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尽管对新开发出的棉花进行更深入的研究并将其投入商业性生产还尚需时日，但它的出现有可能会成为农业领域的又一项重大突破。

从长远来看, 笔者坚信农业转基因生物技术的发展将给人类社会带来巨大的利益, 在农业转基因生物安全管理能力不断提高的基础上, 为农业转基因生物技术的健康发展保驾护航, 不断提高中国农业生产力水平和农业产业的国际竞争力。

ⅱ、英转基因奶牛是普通奶牛3倍大

据英国媒体报道，英国第四频道电视台将在一个新的电视节目中揭秘存在于现实中的转基因动物。据报道，这个电视节目将向观众展示许多通过转基因技术、克隆技术和细胞更改技术饲养出来的古怪动物。其中包括长着人类心脏的绵羊、会吐蜘蛛丝的山羊、在夜晚身体会发光的猪、以及尺寸是普通奶牛3倍大的“施瓦辛格”奶牛。研究转基因动物的科学家们甚至还通过高科技技术，单独培育出了人的鼻子组织。

这头奶牛是“比利时蓝”奶牛的转基因版本，它几乎是普通奶牛的3倍大，拥有更少的脂肪和更多的肌肉，从它身上能够挤出更多的牛奶。凯文·利戈说：“这是一个令人兴奋的关于转基因科学的系列片，第四频道电视台拍所摄的每一个动物都是真实存在的。你也许认为这些生物都是虚构的，它们都存在于未来，但事实真相是，它们都是真实的，它们就生活在今天！”

许多科学家都相信转基因食品将是解决全球饥饿问题的万能药，也是战胜人类疾病的关键武器。

ⅲ、“转基因牧草”在内蒙古达拉特旗试种成功

一种利用基因技术培育出来的能在恶劣环境中生存的优质牧草——转基因草，今年在内蒙古达拉特旗沙漠地区试种成功。 “转基因草”是利用生物工程技术，从各种优质牧草的细胞内分离出能确保其在恶劣条件下生存的特殊蛋白质，然后采用基因技术将这些特殊的蛋白质有效合成而培育出的一种特殊牧草。这种“转基因草”抗寒温度在零下30摄氏度至零下35摄氏，而且产量高，返青早，适应强，生长快，每年只浇两次水，即能在45天时间长到四、五十厘米高。有关专家认为，“转基因草”的市场前景广阔，发展潜力巨大，它的试种成功极有可能成为干旱、高寒和盐碱化土壤等恶劣条件下的绿化优质草种，同时为解决干旱荒漠化地区日益严重的沙化问题，发展沙产业提供了一条非常好的途径。

ⅳ、以培育出可自我保护的香蕉

线虫类也就是通常所说的蛔虫，是祸害香蕉和车前类作物最为严重的病原体。由于毒副作用和含有致癌物质，化学杀虫剂被世界上大多数国家禁用，因此，香蕉体内所携带的害虫的危害程度更加显现。针对这一情况，以色列一家生物技术公司培育出一种具有自我保护特性的新型香蕉品种，可有效阻止线虫发育和生长。

研发这种香蕉新品种的瑞汉•梅斯特姆生物技术公司，位于以色列西北部边境。从上世纪80年代中期，该公司就致力于研究和培育新的香蕉品种，目前已成为以色列著名的香蕉开发和培育基地。该公司的技术人员通过基因修正和大工作量的试验田栽培试验，终于取得了满意结果，即培育出了对寄生性生物体有免疫作用的香蕉植物。

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