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浅谈转基因水稻技术及安全性•主要内容：•⑴转基因技术的简要介绍•⑵一篇《Science》引发的思考•⑶我国水稻种植的现状•⑷有关转基因水稻的争论•⑸黔之驴与Ｂｔ转基因水稻•⑹转基因水稻的“冤情”•⑺小结•什么是转基因技术？•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。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”（Geneticallymodifiedorganism，简称GMO）。•植物转基因技术的主要方法：•1．农杆菌介导转化法•2．基因枪介导转化法•3．花粉管通道法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，近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物（尤其是水稻）中也得到了广泛应用。基因枪介导转化法利用火药爆炸或高压气体加速（这一加速设备被称为基因枪），将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比，基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单，因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。花粉管通道法在授粉后向子房注射合目的基因的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年代初期由我国学者周光宇提出，我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。水稻是最重要的粮食作物之一,为世界上近一半的人口提供了主食。虫害一直是水稻减产减收的主要原因之一。中国水稻虫害种类繁多,每年因虫害造成的产量损失占水稻总产的5%以上,给粮食生产带来了极大危害。目前,控制水稻虫害最主要的方法是使用化学杀虫剂,但化学防治带来的环境很大，而且不利人们的健康.目前，螟虫和稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫是水稻生产上的主要害虫，是导致水稻减产的主要原因之一。大量使用化学杀虫剂，严重影响生态环境和生物多样性，增加了生产成本和劳动强度，加大人体中毒几率。大规模的水稻种质资源筛选尚未发现有效抗水稻鳞翅目害虫的基因资源。转基因抗虫水稻可高效专一控制水稻鳞翅目害虫，是防治水稻鳞翅目虫害的新途径.大规模的水稻种质资源筛选尚未发现有效的抗水稻鳞翅目害虫的基因资源，转Bt基因抗虫水稻可高效专一控制二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等害虫，是防治水稻鳞翅目虫害的新途径。Insect-resisitantGMriceinfarmers'fields-AssessingproductivityandhealtheffectsinChina转基因抗虫水稻对中国水稻生产和农民健康的影响这项研究是由中科院地理科学与资源研究所农业政策研究中心黄季焜主任和胡瑞法研究员、美国加利福尼亚大学戴维斯分校ScottRozelle教授、美国Rutgers大学CarlPray教授合作完成的。并于2005年4月29日的《科学》杂志上发表。•据悉，他们深入分析了正处于生产性试验的转基因抗虫水稻品种——转基因汕优63和II-优明86。这两个品种分别转入了Bt基因和CpTI基因，用以抗钻茎虫和磷翅目螟虫等害虫。他们的随机样本来自三类农户：完全采纳户（仅种转基因水稻）、部分采纳户（既种转基因水稻又种非转基因水稻）和未采纳户（仅种非转基因水稻）。•他们的研究表明，转基因抗虫水稻比非转基因水稻产量高出6%-9%，农药施用量减少80%，同时还降低了其对农民健康的不良影响。他们的论文提出：“如此高的潜在效益显示出中国转基因作物产品可能是增加国际竞争力和农民收入的有效方式。如果考虑对健康的影响，收益还将扩大。转基因水稻商业化的实施给中国带来的影响可能远远超过对生产者自身的生产力和健康影响。”以转基因水稻“Bt汕优63”为研究对象,利用普通PCR、长链PCR、反转录PCR和荧光定量PCR等方法，从其DNA水平、RNA水平进行研究，主要研究内容和结果有以下四个方面:•1.验证了基因枪转化的转cry1Ab/c融合基因水稻品系“Bt汕优63”的外源插入DNA的结构，证明其确实有部分标记基因片段存在。验证了其转化事件定性检测体系。并检测了其自交产生的下一代植株的外源插入结构，发现标记基因部分片段依然存在，外源基因的分离比符合单位点的孟德尔遗传。•2.根据侧翼序列优化设计特异性引物，以转基因水稻种属特异性基因作为PCR扩增的内源参照，建立转化事件特异性定量检测体系。结果表明，定量体系具有较好的重复性，用标准分子确定的转基因水稻“Bt汕优63”的检测极限为100个拷贝数。•3.利用RT-PCR的方法检测了转基因水稻“Bt汕优63”整个生育期外源标记基因、目的基因在mRNA水平上的表达情况，检测结果显示，外源标记基因在整个生育期没有表达，目的基因稳定表达。在此基础上，建立目的基因在mRNA水平上表达的定量检测体系。实验结果表明，定量体系重复性较好，苗期目的基因表达的量较少，其他生育期目的基因稳定表达。•4.以标准分子作为定量PCR外部标准品并建立标准曲线。利用重组PCR的技术构建了标准分子，检测含有转基因成分的混合样品，根据标准曲线计算转基因成分的含量;区分转基因水稻“Bt汕优63”与“华恢1号”样品；以构建好的标准曲线检测目的基因在mRNA水平上的表达量。•结果表明，以标准分子作为定量标准品的检测结果具有较好重复性和再现性，重组PCR技术用于构建标准分子是可行的•第一，主要作物的病虫危害逐年加重，每年喷施的大量农药既加重了农民负担，使农民增产不增收，又严重破坏了人类赖以生存的生态环境，还造成了食物中的大量农药残留，危害人类健康。因此，增加品种的抗虫性，减少农药的施用量是一个十分紧迫的问题。•第二，高产品种需肥量大。目前我国大部分地区作物生产的施肥量已经超过了土地的承受能力，大量施肥除加重农民负担外，土壤退化、江河湖海的富营养化正成为农业和环境可持续发展的严重障碍。培育肥料高效利用的品种，在保持高产稳产的同时降低肥料用量也已迫在眉睫。•第三，水资源日趋短缺。除西北长期缺水、华北旱灾频繁外，旱灾在长江流域发生的频率近年也有很大提高。据统计，我国农业耗水约占全国总耗水量的70％，而水稻的用水几乎占整个农业耗水的70％，在水资源日益短缺的今天，培育耐旱品种，降低水稻的用水对国民经济乃至人类社会的生存和发展均有着十分重要的意义第四，我国北方的盐碱地面积很大，南方热带、亚热带土壤普遍为酸性，铝离子的毒害是一个严重问题。这些不良环境对作物的种植和产量潜力的发挥均有限制作用•。试验证明转基因抗虫水稻有以下优点：•（1）节省投入成本，减少劳动强度，避免由此造成的人体中毒、中暑风险；•（2）种植转基因抗虫杂交稻可以大幅减少杀虫剂的用量，降低农药对田间益虫的影响，维持稻田生物种群动态平衡；•（3）减少农药对自然生态环境的污染。张启发在示范吃转基因大米制成的酱油饭，人们更关心转基因大米是不是他和他家人的日常食物转基因水稻之父•被称为“转基因水稻之父”的中国科学院院士张启发，在中国，张启发是转基因水稻最坚定的旗手。•1999年，年仅46岁的张启发当选为中国科学院院士，是当时最年轻的科学院院士；2007年，张启发被选为美国国家科学院外籍院士，与他同年入选的还有“杂交水稻之父”袁隆平。•张启发研制的是将特定的BT基因转入到普通的水稻中去，从而产生抗虫、增产的效果。•他曾经多次回应媒体称，“转基因农作物在全球大面积种植已有14年，食用转基因食品的人群超过数十亿，至今还没有关于转基因食品不安全的任何证据。”为了证明安全性，张启发及其同事还亲自食用转基因水稻多年。•但仍有不少人担心，转入BT毒蛋白基因的水稻连虫子都不敢吃，人类能吃吗？对于转基因水稻的安全性，“杂交水稻之父”袁隆平曾表示，转基因抗虫水稻“实验室里非常成熟，对人类可能造成的影响，或许要在未来几代人后才会显现”。••“转基因水稻最迟5年上中国人的餐桌。”来自《农业转基因生物安全管理条例》实验研究环境释放中间试验生产性试验申请领取安全证书转基因水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”正是依据《农业转基因生物安全管理条例》、《农业转基因生物安全评价管理办法》、《转基因植物安全评价指南》，经过相关食品安全检测机构多年科学、规范的安全检测，以及通过中国疾病预防控制中心和农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）的检测验证，科学地证明了转基因水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”与非转基因水稻同样安全，消费者可以放心食用。•评价指标全面规范。•评价过程科学严谨。评价数据真实全面。2009年8月，农业部批准了转基因抗虫水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”的生产应用安全证书；2008年10月，“华恢1号”和“Bt汕优63”出现在中国生物安全网公布的《2009年第二批农业转基因生物安全证书批准清单》中，引来专业人士及民间组织的激烈争辩。什么叫做食品安全？？？•“经合发展组织”1991年将“安全”的食物定义为：“如果能合理地肯定，在预期的条件下消费某食品不会有害，则该食品就被认为是安全的”。在如何对转基因生物作安全性评价，国际上有一个广泛接受和采用的“实质等同”（Substantialequivalence）原则。这一原则强调，评价转基因食品安全性的目的，不是要了解该食品的绝对安全性，而是评价它与非转基因的同类食品比较的相对安全性。在评价时注重“个案分析”，即对转基因食品的安全性不一概而论。CompanyLogoCompanyLogo黔之驴与Ｂｔ转基因水稻抗虫转基因植物能毒杀昆虫，对人是有毒吃了转基因食物，外源基因进入人体后会遗传给后代自然食品是安全的，转基因食品来自人工修饰过的作物，是不安全的。转基因作物是否会演化为“超级杂草”转基因作物对生态环境是否安全长期食用转基因稻米的安全性转基因作物是否会影响生物多样性CompanyLogoCompanyLogo，“小鼠灌胃实验”的结论可供参考讨论:该实验按照大鼠体重，每千克用5克抗虫BT蛋白每天两次灌食。8天后，各组动物体重和脏器重量无生物学意义上的差异。“华恢1号”稻米中抗虫蛋白含量≤2.5微克/克，要达到5克/千克(抗虫蛋白与体重的比率)的接受试验的剂量，体重60公斤的人需要吃120吨稻米。按照这个实验结果推理，如果按照每天吃500克稻米计算，一个成年人即使吃“华恢1号”转基因稻米657年也应该是安全的。CompanyLogoCompanyLogo黔之驴与Ｂｔ转基因水稻抗虫转基因植物能毒杀昆虫，对人是有毒吃了转基因食物，外源基因进入人体后会遗传给后代自然食品是安全的，转基因食品来自人工修饰过的作物，是不安全的。转基因作物是否会演化为“超级杂草”转基因作物对生态环境是否安全长期食用转基因稻米的安全性转基因作物是否会影响生物多样性CompanyLogoCompanyLogo抗虫基因的杀虫机理。目前已培育出的转基因抗虫作物，大都带有一个苏云金芽孢杆菌（Bt）的杀虫蛋白基因。苏云金杆菌是自然界中普遍存在的一类细菌，苏云金杆菌中存在一大类杀虫基因，已被作为生物杀虫剂广泛应用了60多年，国内外对其杀虫机理进行了比较透彻的研究。Bt基因编码产生的杀虫蛋白存在于伴胞晶体中