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转基因技术的应用和转基因生物的安全性概述
发布时间:2015-07-02

  所谓转基因技术,是指将人工分离和修饰的外源基因导入受体生物基因组&,以改善生物体的特定性状。转基因技术培育的具有目标性状的受体生物可以是动物、植物和微生物,分别称作转基因动物、转基因植物和转基因微生物。

    1  转基因技术的应用

    1.1  转基因植物的培育  1983年世界上第一株转基因植物问世以来,已成功获得200多种转基因植物。目前,转基因农作物中应用最广泛的种类是转抗虫基因(Bt基因)和转抗除草剂基因(Ht基因)。前者使作物具有抗虫的特性;后者使作物具有耐除草剂的特性。转基因作物抗虫特性的培育过程大体是,把一种名为苏云金芽孢杆菌(Bacilha~ thuringiensis)的土壤细菌的一段基因,通过转基因技术整合到作物的基因组中,并使其得以表达,使作物在生长过程中产生一种有毒的Bt蛋白,虫子吃了这种蛋白以后即中毒死亡,到了杀灭害虫的作用。已育成的转Bt基因的作物有玉米、水稻、棉花、烟草、马铃薯和番茄等。我国第一株Bt转化的转基因棉花于1991年问世,此后Bt转化的番茄、马铃薯、水稻、玉米、甘蓝、烟草和杨树等相继报道,迄今转Bt抗虫基因的植物品种已有100多种。目前惟一在国内获得商业化种植许可的是1997年正式批准的转Bt基因棉。

   转基因作物耐除草剂特性的培育过程大体是,把另一种名为根癌农杆菌(Agrobac terium tumefaciens)的特定土壤细菌中的一种合成酶基因,通过转基因技术整合到粮食作物的基因组中并使其得以表达,从而使这种作物对草甘膦除草剂产生抗性。现已大面积种植的抗草甘膦作物有大豆、玉米、棉花、油菜和甜菜等,正在逐步推广的还有水稻、烟草、向日葵、番茄、花生、马铃薯、胡萝卜、南瓜、菠菜、洋葱、番木瓜等20多种作物。

   1.2转基因动物的培育在转基因动物方面,主要转入的是提高动物生长率、产毛率、抗寒能力及抗病能力的基因。如将生长激素基因转入鱼和猪中,获得了快速生长的转基因鱼及猪;将优质羊毛的一种A2蛋白的基因转入绵羊中,提高了绵羊的产毛率。澳大利亚及新西兰等国还在开发可以生产彩色羊毛的高产转基因羊。人们培育出了抗寒能力较强的鱼、抗流感病毒和猪瘟病毒的猪、抗特定疾病的羊、鼠、兔等转基因动物。此外,还可将转基因动植物作为生物工厂,如以转基因小鼠生产s血因子IX、以转基因猪生产人血红蛋白,以及以转基因植物生产抗体、疫苗等。

    1.3  转基因微生物的培育将需要转入的基因与载体连接后,再转到受体微生物中使其表达,这就是转基因微生物。例如,1978年美国将人的胰岛素基因转入大肠杆菌中,使大肠杆菌也可以合成人胰岛素;将干扰素基因转入酵母中,获得了可以合成干扰素的酵母。人们还相继培育了可以生产大豆蛋白、鸡生长素、牛生长素的转基因大肠杆菌,可以合成口蹄疫疫苗、狂犬病疫苗的基因工程菌等。

   目前,转基因微生物已广泛地应用在农业生产、食品加工、医药生产以及环境保护等领域,作为生物反应器来生产各种各样的酶制剂、维生素、激素、抗生素等食品、药物和饲料添加剂,以及生产生物农药和生物肥料等。

    2转基因生物的潜在风险及安全性

   2.1 转基因生物的潜在风险转基因生物的风险主要表现在对环境和人类健康的影响上,主要体现在以下诸方面:转基因生物可能会产生非靶标效应,即转基因生物释放后可能会对于目标害虫或病原菌以外的其他生物产生各种直接或间接的不利影响;转基因动植物可能通过与近缘野生种杂交将基因特性扩散给其他动植物,从而扰乱原有的生态平衡。例如,抗除草剂基因若漂移到杂草和野生种上,就可能会使后者变为超级杂革”[1]转基因生物可能对生物多样性

  和农业生态系统产生负面影响,因为迄今转基因生物引起的基因污染、增殖、扩散及其清除途径皆不确定,转基因生物在自然y中释放,将打破原有的生态平衡,可能会淘汰原来栖息地上的物种和其他遗传资源,乃至影响农业生态系统中有益天敌生物的种类和种群数量,使生物多样性丧失。此外,还可能导致一些抗转基因生物类型的出现;④转基因作物长期种植和使用,可能对土壤及土壤微生物群落产生负面影响y例如,转基因植物中的毒素可能危害土壤微生物,而抗除草剂植物的应用也可能导致除草剂的过度使用,从而对土壤造成破坏;⑤转基因动植物可能通过食物链对人类产生负面影响。例如,转基因生物中的毒素可能引起急、慢性中毒或产生致癌、致畸、致突变作用;而动物中的新转入的免y或致敏物质可能使人类机体产生变态或过敏反应;另外,也有人担心,抗性基因进入人体后可能将抗药性基因传给致病的细菌,使人体细菌产生抗药性。

   2.2转基因生物的安全性随着转基因研究的深入,过去未知的转基因生物的某些负面效应逐渐暴露。首先是对生态系统的影响:1999年,美国康奈尔大学的研究者发现用涂有转Bt基因玉米花粉的叶片喂养斑蝶,导致44%的幼虫死亡[2]2008年,在美国观测到了对转基因抗虫棉具有抗性的棉铃虫[3]2011年,我国嚎蒲泄ぷ髡叻⑾郑土壤如果长期重复种植转Bt基因作物,Bt毒素就会在土壤中积累,在严重影响土壤微生物的同时还会导致土壤酶活性下降,影响土壤生态安全。

   在转基因食品的安全性方面,2006年,俄罗斯科学家发现,食用转o因大豆食物的老鼠,其幼鼠一半以上在出生后头三个星期死亡,是食用非转基因大豆老鼠死亡率的6倍。2008年,意大利的科学家发表了一个长期实验的研究结果。他们用抗草甘膦转基因大豆喂养雌性小鼠长达24个月,结果发现食用转基因大豆的o性小鼠肝脏出现异常[5]2010年,俄罗斯科学家公布了新的独立研究成果,进一步证明仓鼠食用转基因大豆三代就会绝种。20129月,法国凯恩大学科学家公布的研究结果称,用抗草甘膦转基因玉米NK603喂养的实o鼠患上了肿瘤。这一研究成果刊发在《食品化学毒物学》杂志。

   同时,有研究报告指出转基因作物广泛应用的Bt毒素,已在人体血液中第一次被发现。中科院海洋所海洋生物中心的论文揭示,用含转基因大豆的水产饲料喂养罗非鱼,结果在鱼的不同组织与器&中均检测到转基因大豆的DNA碎片。

   科学家发现,低浓度的草甘膦除草剂对人类胎盘及哺乳动物细胞有毒性,而且草甘膦会造成人类细胞凋亡和坏死,并对肝细胞具有明显的损伤作用,也就是说草甘膦不仅危害人类健康,而且造成人类的生育缺陷。

   据称转基因,大豆的95%,其他转基因作物的75%,都是抗草甘膦除草剂的转基因作物。让人不安的是,中国2009年以来每年进口5000多万吨草甘膦残留量很高的孟山都抗草甘膦转基因大豆、转基因玉米产品。转基因产品的安全性问题亟需引起有关部门的重视。

   转基因技术是一把双刃剑,既可造福于人类,也可能隐藏着潜在的危害,甚至有可能被用作生化武器来进行种族屠杀。科学家认为,转基因技术的研究和应用应该分开,科学研究可以深入,但其商业化推广应该慎重。

   袁隆l院士认为,转基因食品安全性要经过两代人试验,在有完全保证的前提下才能进入食物链。转基因的安全性关系到国家的粮食安全、种族安全和环境安全,国家应该加强对转基因生物技术的重视和监控,并加强对转基因生物商业化的监管。




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