转基因生物存在的安全性问题与管理对策研究

转基因生物存在的安全性问题与管理对策研究姓名：学号：班级：学院：转基因生物存在的安全性问题与管理对策研究单位()单位()摘要:概述了转基因生物的历史和现状，介绍了转基因生物存在的安全性问题，并对其潜在的风险和危害进行了分析，并结合实际提出了对我国转基因生物进行科学管理的应对措施。关键词:转基因生物；安全性；对策；风险转基因生物(Geneticallymodifiedorganisms，GMOs)是指利用基因操作技术改性获得的、具有复制功能或能将其插入基因转移给其它生物的生物，它包括转基因植物、动物和微生物。根据“经济合作与发展组织”(OECD)数据，从1986到2000年的15年间，OECD国家共批准10313例转基因生物进入田间试验，其中植物占总数的98。4%，细菌占1。0%，病毒占0。3%，真菌占0。2%，动物占0。1%。由于转基因作物商业化种植数量和面积不断增加，转基因生物面临全球化的发展趋势，由此可能带来的生态风险、人类健康、食品安全和环境问题愈来愈受到世人的关注。1转基因生物的历史和现状1983年世界首例转基因植物培育成功，1986转基因农作物获得批准进入田间试验。1994年美国Calgene公司培育延熟保鲜转基因番茄被批准商品化生产。1998年世界转基因作物种植总面积为27800000hm2。ISAAA报告显示，2004年转基因作物种植面积达81000000hm2[1]。据不完全统计，转基因研究至少在35科120种植物中获得了成功，所涉及到的性状包括抗虫、抗病毒、抗细菌、抗真菌、抗除草剂、抗逆境、品质改良以及对生长发育的调控以提高产量潜力等。广泛种植的转基因作物有延熟番茄、抗虫玉米、抗虫棉花和抗除草剂玉米、棉花、大豆、油菜等，其中转基因大豆和玉米分别占全球转基因作物种植面积的52%和30%(1998)。2003年，全球收获的大豆有55%是转基因品种。目前我国有6种转基因植物被批准进入商品化生产，包括我国自己培育的耐储存番茄(1997)、抗虫棉(1997)、观赏植物矮牵牛(1997)、抗病毒甜椒(1998)、抗病毒番茄(1998)，以及美国孟三都公司培育的抗虫棉(1997)。此外，GM烟草、南瓜、豌豆、花生、云杉、杨树等已经大面积种植。在1980年Gordon等生产出世界第一只转基因小鼠以后，转基因动物的研究在促进生长，提高抗病力，血液肽生产和利用乳腺生物反应器来生产药用蛋白以及疾病模型等主要的方面取得了明显的进展。到20世纪90年代中期，转基因羊和猪的成功实例有10多种。欧美等国家在转基因制药方面开发了至少120种的药物。英国剑桥大学将人基因转入猪卵细胞，再将猪的心脏移植到猴子体内，而且几乎没有任何排异反应，平均存活40d。以色列科学家将人体血清白蛋白基因转到羊受精卵细胞核中，得到带有人体血清白蛋白基因的GM羊。荷兰开展了对血友病的治疗研究。我国已成功获得了转基因兔、转基因山羊、转基因牛和转基因鲤鱼。此外，GMs水生贝类等也已经大量养殖。2GMOs存在的安全性问题2。1生存竞争性除抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆性状外，基因工程作物与常规作物在生长势、种子活力及越冬活力、抗病、抗逆能力方面无显著差异，甚至一旦离开特定的选择压，生存竞争性就不再增加，乃至会完全消失。CrawleyMJ发现转基因油菜种子掩埋1年后存活率远远低于对照组。2。2杂草化GM植物通过传粉进行基因漂移，可将一些抗虫、抗病、抗除草剂或对环境胁迫具有耐性的基因转移给野生近缘种或杂草。Mullner(1996)用抗除草剂glufosinate的GM芸苔与野油菜杂交，再将雄性不育的GM芸苔作为母本与在丹麦是杂草而在加拿大是作物的野油菜杂交，得到杂种后再与野油菜回交，所得植株类似野油菜且有部分是不育株，GM的基因已经传播到杂草中。有些GM作物本身可能变为杂草，如高粱属的种在某种环境下本身就是杂草，而在另外场合下它又是作物。当在这类作物中插入一个抗病抗虫基因或GM作物的基因逃逸时，可能会使某些地区很安全的作物由于改变了其生态平衡而趋向于杂草化。2。3GMOs对非目标生物的影响抗虫和抗病类GM植物，除对害虫和病菌致毒外，对环境中的许多有益生物也将产生直接或间接的影响和危害。整和到植物基因组内的病毒外壳蛋白基因可以转移，并可能与其它病毒发生重组而产生超病毒的潜在风险。这类病毒如果侵入其它重要作物可能造成更大的危害。1994年美国Michigan州立大学科学家将花椰菜花叶病毒外壳蛋白的基因插入豇豆，得到抗病毒的豇豆。当把缺少外壳蛋白的病毒在接种到GM豇豆时，发现有125株豇豆有4株又感染了花叶病，这表明插入GM作物中的病毒可能与再接种病毒的遗传物质相结合形成了新的病毒。美国研究人员通过实验室研究发现转基因玉米产生的杀虫毒素可由根部渗入土壤;DoneganKK等发现转基因作物对土壤微生物有影响;Koskella和Stotzky报道Bt毒素可在土壤中存在40d，对昆虫有影响;Birch等报道食用植物凝集素转基因番茄植株上的瓢虫与对照组相比，产卵率比对照组减少38%，寿命仅为对照组的50%。2。4增加目标害虫的抗性研究表明，第3代、4代害虫已对GM抗虫作物产生抗性。因此，GM抗虫作物的大规模种植，有可能需要喷洒更多的农药，将会对农田和自然生态环境造成更大的危害。此外，目标害虫还可能转移到其它作物上进行危害。2。5终止子技术的潜在风险终止子技术是美国DPL(Delta&PineLandCo。)种子公司和美国农业部联合申请，经美国专利局1998年3月批准的一项专利。该技术可使作物种植后得到的种子是不育的，因而解决了转基因物质向其他物种或作物野生近缘种的扩散，但因为这项技术使农民无法留种，对遗传多样性有负面影响。农民不再育种将会影响农业持续发展，可能出现出售或交换不能发芽的种子以及通过花粉非故意的传播造成生物安全的风险。2。6对生物多样性和生态环境的影响转基因逃逸可以使动物、植物、微生物甚至人的基因进行相互转移。因此，GMOs已经突破了传统的界、门的概念，具有普通物种不具备的优势特征，若释放到环境，会改变物种间的竞争关系，破坏原有自然生态平衡，导致生物多样性的丧失。种植各种用来生产药品的转基因植物，由于不可控制的与生产粮食作物的交叉授粉，提高了食品的风险[1]。转Bt基因玉米可以提高有益昆虫绿草蛉的死亡率和延长发育时间。人们普遍认为转基因逃逸到作物的野生近缘种可能直接影响这些野生种群的遗传和生态适应性，进而影响该野生种群的生态和进化方向[2]。此外，种植耐除草剂GM作物，必将大幅度提高除草剂的使用量，从而加重环境污染的程度以及农田生物多样性的丧失。GMOs本身是自然界并不存在的人工制造的生物，释放到任何一个生态系统中都是外来种。如果控制不好，就可能产生外来种的入侵问题，破坏原来的生态系统，使当地生态系统中的土著种大量消失。商业化养殖的转基因鲑鱼一旦进入生态系统，将会对该系统的生态过程产生一些不确定的影响[3]。2。7对人体健康的威胁和影响转基因生物的直接或间接受体是人类，因此，人们对其食品安全性十分重视。人们担心外源基因是否会通过“异源重组”或“异源包装”进入人的遗传体系中和由“异源重组”或“异源包装”所产生的具有“超级抗性”的病原微生物会危害人类健康以及转基因食品是否具有毒性、能否引起人体的过敏反应等。另外，还存在与宗教、文化和伦理道德相关的问题。3GMOs的安全管理与对策研究3。1通过立法严格管理GMOs，使公众有知情权食品安全首先是一个公众健康问题，应当应用事先知情同意和预防原则，尊重消费者的选择权。在欧洲，人们对转基因生物的反感大多是由于缺乏知情权而引起的[4]。在意大利、挪威和英国的一项调查显示[5]，人们强烈要求所有转基因食品或者含有转基因成分的食品必须进行标识。我国非常重视转基因生物的安全管理，相继出台了《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》、《农业转基因生物进口安全管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》，明确提出凡是在中国境内销售的大豆、玉米、油菜及其制品若属GMOs必须进行标识。3。2加强GMOs的风险评估研究工作尽管至今并未发现GM食品对人体健康构成任何危害，但不能排除GM产品对生物多样性、生态环境和人体健康产生危害的可能性，转基因生物释放到环境之前必须提供来自研究领域的科学数据[6]提出具体的风险评估和管理措施，实现对GM作物及其制品的依法管理。3。3加强教育与培训通过各种媒体和途径，科学宣传GM食品的安全性，使民众正确对待GM食品，促进GM食品的发展和广泛食用。在高等院校和科研院所培养能够从事GM食品风险研究的专业人员，加强对未知转基因生物的检测[7]，对GM食品的风险充分研究和评估，确保GM食品能够在科学和安全的前提下健康迅速的发展，使GM食品造福于人类。3。4转基因生物安全性的分子策略3.4.1转基因生物中标记基因的去除标记基因是帮助对转基因生物体进行筛选和鉴定的一类外源基因，包括选择标记基因和报告基因。常用的标记基因有抗生素抗性基因、除草剂抗性基因、荧光酶基因、胭脂碱合成酶基因和章鱼碱合成酶基因。这些标记基因可以通过定点重组系统、转座子系统和共转化法去除，另外也可以不使用抗性标记基因的转基因体系。3.4.2转基因的组织特异性表达已有报道由花药、种子、韧皮部、胚乳、叶片和髓部等组织特异性启动子驱动的外源基因在转基因作物中成功实现了特异性表达，将有效提高转基因作物的生物安全性。3.4.3转基因的诱导性表达植物天然诱导型启动子和化学诱导型调控系统的研究和应用日益受到重视，光诱导型启动子、伤诱导型启动子和病原物诱导型启动子等都可以在转基因作物中实现成功的诱导型表达。另外，如果将化学诱导型调控系统和组织特异性启动子合理组合，就可以有效地控制目的基因的时空表达。3.4.4转基因遗传调控转基因遗传调控是指利用遗传工程技术调控转基因对杂草的选择有利性，其基本原理是将那些控制对杂草生存不利性状的基因和目的基因串连，这样转基因作物就失去了有利于杂草形成的竞争优势。即使发生了转基因逃逸，也会因TM基因伴随漂移而使得超级杂草的形成受到限制。3.4.5终止子技术的应用终止子技术的目的是使GM种子在种植后，产生的后代种子不育，不会发芽目前这项技术只在烟草上试用过。这项技术可以在植物育种中用作任何基因的开关，它还可以防止基因从转基因作物传播到野生植物。转基因技术为人类创造了财富，提高了人类生活质量，但也可能存在一定的风险。随着基因工程在21世纪的迅速发展，转基因生物的安全性也会越来越受到人们的关注。因此，在转基因领域我们应以科学、严谨的态度和方法进行研究，并科学利用转基因技术。参考文献[1]KulikovA.2005，Geneticallymodifiedorganismsandrisksoftheirintroduction[J].Russianjournalofplantphysiology，52(1):99-111.[2]卢宝荣.2003，全球转基因逃逸及其生态后果的最新研究动态[J].生物多样性，11(2):177-178.[3]DennisDTK.2004，Geneticallyengineeredsalmonecologicalriskandenvironmentalpolicy[B].BulletinofMarineScience，74(3):509-528.[4]HernandezM，Rodriguez-LazaroD，FerrandoA.2005，Currentmethodologyfordetection，identificationandquantificationofgeneticallymodifiedorgan-isms[J].CurrentAnalyticalChemistry，1(2):203-221.[5]MilesS，UelandΦy，FrewerLJ.2005，Publicattitudestowardsgenetically-modifiedfood[J].BritishFoodJjourna