遗传物质的横向传递与转基因植物的安全性
遗传物质的横向传递与转基因植物的安全性*
李学红
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程贯召 高明刚 李冬玲 宋云鹏
(潍坊学院生物系,潍坊261061)
摘 要 横向传递是在同种或异种生物不同个体之间沿水平方向进行遗传物质的单方向转移,有多种不同的转移方式。在生物界中,遗传物质的横向传递通常是借助某种载体如病毒来完成,高等生物还可以通过有性生殖在同种生物不同个体之间或异种生物不同个体之间传递遗传物质。基因的横向传递是普遍存在的,是生物进化的重要动力之一。转基因植物是人工遗传物质横向转移的结果,人工遗传物质横向转移正在越来越明显地影响着生物的生存状态。关键词 遗传物质,横向传递,生物进化
中图分类号 Q943 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2005)10-1221-05
Horizontal transfer of hereditary material and security of transgenic plants.L I Xuehong,CHEN G G uanzhao,GA O M ingg ang,L I Dongling ,SO NG Yunpeng (Dep ar tment of Biology ,W eif ang College,Weif ang 261061,China).Chinese Jour nal of Ecology ,2005,24(10):1221~1225.T he horizontal transfer of her editary mater ial is a one w ay gene tr ansmitting pattern between different organ isms.T here are several transfer patter ns alw ays recurred to so me carriers such as v iruses.T he hor izontal gene tr ansfer not only takes place between microbial cells,but also happens between hig her animals or plants,or be tw een plants and animals.T he horizontal transfer of hereditary material is ubiquitous,w hich is an impo rtant motivity for biolog ical evolution.T ransgenic plants are the results of g enetic eng ineering,t he o ne way artificial g ene transferr ing in plants.It is obvious that manual horizontal gene transfer has been making g reat effects o n t he organisms and the env ironment.
Key words hereditary mater ial,horizontal tr ansfer,biological evolution.
*山东省然科学基金资助项目(198D08056)。
**通讯作者
收稿日期:2004-12-18 改回日期:2005-03-20
1 引 言
遗传和变异是生命的基本属性,是生物进化的基础。在经典遗传学中,遗传是指生物通过生殖在物种繁衍过程中表现出来的世代间的相似现象,这充分体现了经典遗传学对遗传物质在世代间的纵向传递方式的关注。事实上,遗传物质在世代之间的传承必须经历横向和纵向两个传递过程。对遗传物质横向传递的真正了解开始于1944年,首先是Av ery 等用生化方法证明了导致肺炎双球菌表型转化的因子是DNA 而不是蛋白质,提示不同个体的DNA 之间可以发生横向的交流,随后在其它细菌及真核细胞中也发现了类似的转化现象。特别是细菌中F 因子的发现,使得人们对遗传物质的横向传递方式有了更多、更深刻的了解[1,13]。生物个体之间遗传物质的横向传递在生物进化和生命传承过程中均起到重要作用。
2 遗传物质的横向传递及其普遍性
遗传物质在世代间或不同个体之间传递的方式
可分为两种:纵向垂直式和横向扩展式。纵向垂直式传递是指遗传物质从亲代传到子代,这种子代获得亲代所具有的遗传特性现象,是自然界中最广泛存在的一种遗传物质传递方式,在经典遗传学中已经有充分的表述。关于遗传物质的横向传递,在遗传学中缺少综合的论述,通常仅有关于转化和转导的介绍。与纵向垂直式遗传过程一样,遗传物质横向传递的研究也有着漫长而艰难的研究历史,Avery 等发现的肺炎双球菌转化现象的实质是遗传物质由一种肺炎双球菌转移到了另一种肺炎双球菌的细胞中,使后者的遗传物质组成发生了改变,这是发生在同种生物不同个体之间、沿平行方向进行的单方向的遗传物质转移。自然界中遗传物质的横向传递还可发生在不同物种的生物个体之间,最典型的证据来自于病毒。由于病毒是非细胞形式的生命体,必须借助于细胞才能完成其生命活动过程,特殊的生活史决定了病毒可以在种间或种内个体之间充当遗
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传物质横向传递的载体[13],表现在以下3方面:
病毒必须经历侵染宿主细胞,在其进行遗传物质的复制、装配、成熟和释放等过程中,有些病毒的DNA 可以整合到宿主细胞的DNA中,参与宿主DNA的复制及其信息的表达。!病毒将其自身的遗传物质整合到宿主细胞基因组的同时,也可将其携带的来自其它个体的基因带入宿主细胞的基因组中。例如,最早发现的导致鸡白血病的病毒癌基因V src 存在于劳氏肉瘤病毒(rous sarcoma virus,一种逆转录病毒,src为sarcoma缩写)的基因组中,后来的研究表明病毒中的致癌基因src(即V src)来源于鸡的正常体细胞src(C src)基因[26,29]。鸡体细胞内的C src基因编码一种与细胞增殖调控有关的蛋白激酶(一种酪氨酸蛋白激酶),是个体发育过程中的一个必需基因,而V src基因对病毒的繁殖不是必要的,脊椎动物的细胞癌基因并不是逆转录病毒癌基因的复本,逆转录病毒致癌的原因在于病毒可以作为不同生物个体之间遗传物质横向传递的载体。?有些病毒不仅借助细胞进行繁殖,而且在宿主细胞中长期存在并向后代传递,并不因细胞的分裂而丢失。例如植物病毒中的水稻黄矮病毒,不仅可以通过叶蝉在植物之间传播,还可借助叶蝉的卵传递到叶蝉的后代,通过叶蝉的后代在不同时间、地点感染水稻[13]。这表明遗传物质的横向传递不仅是遗传的一种方式,也是生物在进化过程中选择性适应的结果。
根据基因或遗传物质的起源及其在细胞间的转移方向,可将遗传物质的横向传递分为3类:从细菌细胞到细菌细胞;!从细菌细胞到真核细胞;?从真核细胞到真核细胞。已发现细菌细胞之间遗传物质的横向传递有转化(transfer)、细菌接合(bacterial conjunction)、转导(transduction)等方式,细菌之间的这种横向遗传物质转移在细菌进化过程中起到重要的作用。细菌与真核细胞之间的遗传物质横向传递,最典型例证是土壤农杆菌可利用其自身的Ti质粒将遗传物质转移到植物细胞的染色体上[3,12]。发生在真核细胞之间的遗传物质横向传递有着较为复杂的机制,细菌、病毒等在此过程中能够起到载体或中介作用,而高等动植物的雄性个体所产生的雄性配子,特别是植物的花粉,无疑是完成不同个体之间遗传物质横向传递的有力工具。此外,在动植物细胞的染色体上存在着被称为可移动因子(mobile elements)的DNA序列,这类DNA序列可在不同的染色体上移动,从而导致不同的生物学效应。人类基因组计划的研究结果表明,人类基因组DNA约有45%是可移动的DNA序列[11],这些序列在基因组中所起的作用还有待深入研究。
在自然界中,遗传物质横向传递现象十分普遍。细菌与病毒均可通过不同的方式感染寄主细胞,所以二者均可担当生物个体之间遗传物质横向传递的载体。特别是对细菌质粒的分子生物学特性的研究发现,质粒是细菌进行遗传物质横向转移的一种最直接和最有力的工具,使细菌具有了#主动?向受体细胞转移遗传物质的能力。由于细菌极易感染动植物细胞,这为细菌介导遗传物质的横向传递提供了空间上的保证。例如,土壤中的土壤农杆菌(a grobacterium tumefaciens)遇到双子叶植物的幼根时则汇聚根的表皮外并很快侵入表皮细胞,利用细菌细胞内携带的Ti质粒,将与生长素代谢有关的基因转移到植物细胞内[12],这些外源基因在植物细胞内表达导致植物体内生长素代谢失调并产生冠瘿。土壤农杆菌的这种能力已经被广泛应用于植物基因工程的研究中。除了病毒和细菌外,一些低等真核生物有时也能作为遗传物质横向传递的载体。例如一种常用的遗传实验模型动物%%%黑腹果蝇,其体内有一种被称为P因子的遗传物质,而与它近缘的数百个果蝇种中却没有发现这种因子,黑腹果蝇体内的P因子在与其关系较远的一些果蝇种(如南美果蝇)中是普遍存在的。对一种经常与果蝇伴生的肛历螨的生态、行为习性及其地理分布情况的分析,科学家们推测P因子可能是以螨虫为载体从南美果蝇横向转移到黑腹果蝇体内的[22]。
高等生物在长期的进化过程中获得了一种特殊的遗传物质横向传递方式%%%有性生殖,即雌雄个体之间通过配子相互融合完成遗传物质在种内或种间个体之间的横向交流,这也是高等生物代与代之间垂直式传递遗传物质的基础。但是通过性进行遗传物质交流的方式在生物进化过程中受到了严格限制,不同物种的高等生物之间出现了生殖隔离,这是高等生物在进化过程中形成的一种保证物种稳定的机制,因而高等生物之间通过有性生殖进行遗传物质的横向传递通常局限在种内个体之间,有性生殖也往往被认为是遗传物质纵向传递的表现方式。事实上,有性生殖是高等生物完成遗传物质向后代传递的主要途径,整个过程的完成不仅需要遗传物质的纵向传递(雌雄配子&合子&子代胚胎),而且需
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要有遗传物质的横向传递方式协助(传粉&受精&雌雄配子融合),没有遗传物质在雌雄个体之间的单方向水平转移与生殖细胞融合,有性生殖过程不能完成。此外,生殖隔离也不是绝对的,高等生物在自然状态下有时会突破生殖隔离的局限,不同物种的个体之间能授粉或完成受精过程,进行遗传物质的横向交流,这种跨越物种的遗传物质横向传递是生物进化过程中新物种形成的一条重要途径。许多重要经济作物如烟草、油菜、棉花、菊花、郁金香等都是自然形成的异源多倍体,这些多倍体中的染色体组来自不同的物种[15]。我国育种家鲍文奎等[8]利用远源杂交法选择培育的异源八倍体小黑麦,是人工辅助下小麦与黑麦种间杂交的结果,这从一个侧面佐证了高等生物不同物种之间突破种间生殖隔离的可能性。特别是最近30年来,新的抗病、抗虫、优质等基因通过渐渗杂交从野生种、近缘种向栽培种的渗入速度在不断加快[3~6,14],一些新的性状(如大豆[23]、小麦[2]雌雄性不育,水稻野败型细胞质雄性不育[4]等)在育种过程中不断被发现,其中不少已经应用到作物的品种改良中。
可以看出,从低等生物细菌到高等动植物,遗传物质横向传递是广泛存在的。虽然不同个体之间横向传递经历的过程不尽相同,但最终都是通过某种机制完成遗传物质的横向转移,这种横向的遗传物质传递是动植物完成其生命活动过程所必须的,是生物进化所不可缺少的一种动力。
3 人工遗传物质横向转移与植物基因工程
20世纪50年代以前,人类所进行的动植物杂交育种研究多数是在不自觉的状态下利用遗传物质的横向传递原理。随着对遗传物质传递机理,特别是细菌遗传转化机理,科学家们开始探索真核细胞的遗传转化问题。1966年,Fox和Soon等让果蝇(Drosop hila melanogaster)中具棕色眼和朱砂眼的隐性纯合突变体交配,再将其受精卵培育在带有野生型果蝇DNA的培养条件下,在孵育出的后代中可以见到表现野生性状(红眼)的果蝇[1]。这是早期关于真核细胞之间遗传物质横向转移的探索。20世纪70年代建立的重组DNA技术使得人工改造动植物遗传组成的想法成为现实,特别是20世纪60~70年代植物原生质体及其衍生体系的建立和原生质体培养技术逐渐被程序化,为进行细胞杂交和细胞遗传转化提供了基础,植物细胞杂交和原生质体的遗传转化研究也随之不断扩展和深入,发展了一系列将外源基因导入植物细胞的技术方法[3,12]。
人工的遗传转化研究主要包括以下3个方面的内容:以细胞为操作对象,采用细胞融合及细胞杂交技术为主要研究手段,以产生杂种优势或特异性状、特殊功能动植物为目的的遗传转化研究。!以细胞或动植物组织为操作对象,采用显微技术为主要研究手段,通过染色体替换或显微注射等手段,使靶细胞内的染色体或基因发生改变,从而达到定向改造靶细胞或目标动植物的目的。?借助不同的载体,如质粒、病毒、脂质体、被外源DNA包裹的金粉颗粒等,利用基因重组原理,通过不同的技术手段处理靶细胞或目标动植物,使靶细胞或目标动植物的某些基因发生直接的改变。上述三个方面的研究建立了许多遗传转化方法,大致可以分为直接的遗传转化和间接的基因转移系统两类。直接的遗传转化方法常见的有PEG(polyethyleneg ly col)介导法、脂质体介导法、基因枪轰击法、高压电穿孔法、脉冲电泳法、显微注射法等。近年来被较多提及的花粉管通道法、花粉介导法也可归入此类。间接的基因转移方法常见的有农杆菌介导法、病毒介导法等,与直接转化法相比,这类方法具有操作较为简便、转化条件相对容易控制、成本低、外源基因转移位点和拷贝数较少、外源基因的表达沉默率低等[3]优点,因而使用较为频繁。自1983年首次获得转基因植物之后,植物基因工程研究已经有了突飞猛进的发展,逐渐由理论研究走向实际应用。
据统计,在过去近20年的时间中约有150多种植物(包括大多数农作物)已先后被转化,有1000种动植物已经或正在被进行转基因研究[3,5,20,21],作物改良的内容涉及抗病、抗虫、抗除草剂、抗逆境、高产优质、果蔬储藏、作物固氮、药物生产等许多方面。基于转基因动植物中外源基因的表达在某些情况下呈现组织或细胞专一性,如玉米中由PEPCase (phosphorpyruvate carboxylase,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)启动子调控下的cry1A(b)基因表达在转基因玉米植株中表现出明显的组织特异性,在绿色组织中cry1A(b)基因表达强烈,占其可溶性蛋白的0 1~0 4%,害虫啃食玉米叶片后即可中毒死亡,这些毒蛋白不会在果实中表达或只有痕量表达[19],所以一般认为转基因动植物不会对人产生明显的毒性或危害。因而自从世界上第一种转基因食品(西红
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柿)于1993年投放美国市场以来,在短短十年多的时间里,动物、植物和微生物来源的转基因食品得到了非常迅速的发展,各种类型转基因食品应运而生。已培育成功的转基因作物包括玉米、大豆、土豆、菜豆和西红柿等人类的主食作物,转基因技术不仅可能使食品在品质、口味、色香等方面具有新的特点,有的还涉及疾病预防和保健,如防止动脉粥样硬化、骨质疏松等,这是常规育种手段所不能达到的。上述基于人工的遗传物质横向转移的植物基因工程操作,能使基因突破物种的障碍在种间转移,带来更快速的物种遗传物质的改变。
4 遗传物质的横向传递方式决定了转基因植物的生态环境安全性
由于自然界中遗传物质的横向转移经常或普遍发生,因而自转基因技术出现之日起,关于转基因植物的安全性争论即相伴而生[7,9,18,20,24,25]。早在重组DNA技术建立之初,包括Paul Berg、Watson在内的科学家们就指出,重组DNA实验可能会突破原核生物(如细菌)和真核生物之间已经存在了数十亿年的自然屏障而产生无法预料的后果,新的疾病将威胁动物和植物的生命[18,27]。随着转基因产品向田间及食品市场的释放,转基因植物的安全性越来越受人们关注[7,9,11,27],关于安全性的争论主要在两方面:一是通过食物链对人类产生影响,即转基因食品的安全性;二是通过生态链对环境产生影响,即生态环境安全性。随着转基因农作物种植面积的增加,其生态环境安全性成为转基因植物安全性争论的焦点。
就转基因植物的环境安全性而言,遗传物质的横向传递方式决定了被转移的外源基因再行水平转移的可能性:转基因食品中的外源基因直接进入人基因组的可能性微乎其微,但其仍然有可能污染动物肠道的微生物系统,转而扩散到人或其他动植物基因组中。有媒体报道最近德国科学家发现基因工程油菜的转基因已经污染了蜜蜂体内肠道中的微生物,Duggan等[16,17]最近的研究也证明,饲喂玉米精饲料5h后,通过PCR在绵羊的瘤胃液中仍然能够扩增出转基因玉米所携带的cry1A(b)基因。存在于瘤胃液中的这些cry1A(b)基因是否会引起肠道细菌抗性的改变?是否会改变肠道原有的微生物系统?!转基因植物的大量释放无疑会增加植物生态环境的选择压力,破坏原有物种之间的相互依赖和平衡关系[18,24,25,28]。随着转基因植物繁衍过程的进行,转基因植物中的外源基因不仅可随花粉扩散和传播,也可能通过其它某种方式完成在种间或种内的横向转移。完成跨越种间的横向转移可能需要很长(甚至是漫长的)时间,但是跨越种间的横向转移成为现实后所导致的后果,人类现在无法预料。由于研究和评价转基因植物对生态环境的影响是一项浩繁的工程,工作量大且需要时间长,开展研究的时间往往又滞后于转基因植物的释放及商品化,因而关于转基因植物安全性的呼声很难在转基因植物被释放之前得到应有的重视[7,10,14],显得有一些微弱乏力。到目前为止,人类还不能肯定转基因植物是安全的,任何一项转基因植物的田间释放都需要经过科学的专业及社会效应的论证,转基因植物的安全性不仅是一个不容忽视的、严肃的学术问题,也已经成为一个需要严肃对待的社会问题。
转基因植物作为现代生物技术的一种产物,所产生的社会经济效益十分显著,是人类解决因人口增加导致的食品短缺问题的有力手段,这在某种程度上促进了人们对转基因食品的认可。自1996年以来,世界各国的转基因农作物种植面积急剧增加[5,20,21],即使对转基因食品一向态度审慎的欧洲也开始放宽对转基因作物商品化的审批标准。近年来世界各地以实用为目标的研究数目大大增加,转基因植物研究已经取得令人鼓舞的突破性进展,国外一些主要的种子公司和小公司也竞相开发重组DNA技术,用于重要作物的商业应用开发。转基因技术带给人类巨大的便利,正在极大地满足着人类的饮食或感官需求,但是必须看到这种便利与生态环境被破坏的风险是共存的,转基因技术正在有力地实现着人类改造自然的梦想,也正在越来越明显地影响着动植物的生存状态。因此,有必要重新审视遗传物质的横向传递方式,正确估计转基因植物的可能影响,特别是转基因作物的大面积种植对生态环境的影响,尽量做到在减轻对生态环境破坏的前提下,科学地利用现代生物技术的成就造福人类。
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作者简介 李学红,女,1965年生,硕士,副教授。长期从事细胞生物学教学工作及植物发育、植物分子生物学研究。发表论文16篇。
责任编辑 梁仁禄
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李学红等:遗传物质的横向传递与转基因植物的安全性
转基因植物的安全性评价.
1转基因植物安全评价的意义 转基因植物育种,是利用遗传工程的手段,有目的地将外源基因或DNA构建导 入植物基因组,通过外源基因的直接表达,或通过对内源基因表达的调控,甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达使植物获得新的性状的一种品种改良技术,可最大限度地满足人类的需要[1]。 与此同时,转基因技术使物种的进化速度远远超过生物自然变异与选择的速度,对于这种急剧的生物物种变化,自然界能否容纳和承受?自然界的其他组成部分是否会因此受到伤害或破坏?转基因植物及其产品被人们食用时,是否会向人体肠道微生物发生基因转移?是否会出现由于某种新物质的形成对人体健康产生危害或潜在影响?要消除这些疑虑就要进行转基因植物的安全性评价。要经过合理的实验设计和严密科学的实验程序,积累足够的数据,根据这些数据判断转基因植物的大田释放和大规模商业化生产是否安全,对实验证明安全的转基因植物正式用于农业生产,对存在安全隐患的加以限制,避免危及人类生存及破坏生态环境[2]。因此,制定科学完善的安全性评价的原则与方法,对确保人类健康和环境安全及转基因技术的健康发展具有十分重要的意义。 2转基因农产品安全评价的内容 2.1转基因植物的环境安全性 转基因植物的环境安全性评价要解决的核心问题是转基因植物释放到田间后是否会将基因转移到野生植物中;是否会破坏自然生态环境,打破原有生物种群的动态平衡[2]。 转基因植物演变为农田杂草的可能性:转基因植物可通过传粉进行基因转移,可能将一些抗虫、抗病、抗除草剂或对环境胁迫具有耐性的基因转移给近缘种或杂草,如果杂草获得了这些抗性,就会变成超级杂草,使农田杂草难以控制。 基因漂移到近缘野生种的可能性:在自然生态条件下,有些栽培植物会和周围生长的近缘野生种发生天然杂交,从而将栽培植物中的基因转入野生种中。在进行转
农业转基因生物安全管理条例-中华人民共和国农业农村部
农业转基因生物安全管理条例 （2001年5月23日中华人民共和国国务院令第304号发布根据2011年1月8日《国务院令关于废止和修改部分行政法 规的决定》修订 根据2017年10月7日《国务院关于修改部分行政法规的决定》 修订） 第一章总则 第一条为了加强农业转基因生物安全管理，保障人体健康和动植物、微生物安全，保护生态环境，促进农业转基因生物技术研究，制定本条例。 第二条在中华人民共和国境内从事农业转基因生物的研究、试验、生产、加工、经营和进口、出口活动，必须遵守本条例。 第三条本条例所称农业转基因生物，是指利用基因工程技术改变基因组构成，用于农业生产或者农产品加工的动植物、微生物及其产品，主要包括： （一）转基因动植物（含种子、种畜禽、水产苗种）和微生物； （二）转基因动植物、微生物产品； （三）转基因农产品的直接加工品；
（四）含有转基因动植物、微生物或者其产品成分的种子、种畜禽、水产苗种、农药、兽药、肥料和添加剂等产品。 本条例所称农业转基因生物安全，是指防范农业转基因生物对人类、动植物、微生物和生态环境构成的危险或者潜在风险。 第四条国务院农业行政主管部门负责全国农业转基因生物安全的监督管理工作。 县级以上地方各级人民政府农业行政主管部门负责本行政区域内的农业转基因生物安全的监督管理工作。 县级以上各级人民政府有关部门依照《中华人民共和国食品安全法》的有关规定，负责转基因食品安全的监督管理工作。 第五条国务院建立农业转基因生物安全管理部际联席会议制度。 农业转基因生物安全管理部际联席会议由农业、科技、环境保护、卫生、外经贸、检验检疫等有关部门的负责人组成，负责研究、协调农业转基因生物安全管理工作中的重大问题。 第六条国家对农业转基因生物安全实行分级管理评价制度。
转基因作物生物安全的研究进展及问题
转基因作物生物安全的研究进展及问题 将人工分离和修饰过的基因导人到生物体的基因组中，由于导人基因的表达，引起生物体性状的可遗传修饰，这一技术称为转基因技术。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。 随着转基因技术的发展，它对整个社会经济、人类生活及思想产生着越来越大的影响。首先，在生物制药及医疗方面，对人类健康的影响。其次是在动植物新品种培育方面，转基因技术已成为区别于常规育种的一种新育种技术，它加快了育种进程、丰富了育种方法，人们可通过人工的方法修饰或改良一些有用基因，使这种新品种产生优良性状，让其更加符合人类的需要。另外是在环境方面，现代工业和农业的发展不可避免地对环境产生了影响，通过转基因的方法可得到一些有用生物，而这些生物可将一些污染物清除。同时，生物技术还在不断发展，新的技术不断产生。生物技术的发展已改变着人类社会的许多方面，创造了新的技术，产生了新的产业，对人们生活的方方面面均产生了巨大的影响，甚至影响了人们的思想。正如当年进化论刚提出时，大部分人感觉不可接受，但正是这些科学的事业推动着人们的社会发展。文中综述了转基因技术对农作物及其生物安全产生的影响，旨在为转基因技术的进一步发展提供理论依据。 1 转基因作物的发展及现状 转基因作物是利用生物技术将人工分离和修饰过的外源基因有目的地导入目标作物的基因组中，人为地加强或减弱某种生物功能，从而获得遗传性状发生改变的新品种（系）的过程。转基因作物育种是生物技术在农业方面发展最早、
进展最快的研究领域。1972年美国科学家伯格，利用限制性内切酶，将猿猴病毒DNA和噬菌体DNA切开、重组，得到了第一批重组DNA分子，标志着DNA重组技术开始成为现代生物技术和生命科学的基础与核心。1983年美国华盛顿大学和威斯康星大学的科学家分别宣布将卡那霉素基因导人烟草和将大豆基因转入向日葵，标志着植物转基因技术改良农作物的开始。1986年美国批准首批转基因植物进入田间试验，这批作物主要是抗虫和抗除草剂棉花。1994年美国Calg ene公司研发的延熟番茄被批准进行商业化生产，这是全球首此批准的可进行商业化生产的转基因植物。 此后，转基因作物的产量年年攀升。据国际农业生物及应用服务组织统计，大部分转基因农作物种植在美国、巴西、阿根廷、加拿大、印度和中国，其中主要是除草剂和抗虫性作物。截至2012年，28个国家共种植了1.7 hm2的转基因农作物。其中美国生产的转基因作物最多，约占全部棉花、玉米和大豆总种植面积的90%。古巴主要种植转＆基因抗虫玉米。我国是第六大转基因农作物种植国，720万农民种植了约400万hm:转基因作物。2012年，种植面积增长较多的作物是大豆、棉花、玉米和油菜，分别占各自中总种植面积的81%、81%、35%、30%。进入商业生产的约30种转基因植物特征中，主要利用的有4种，最受欢迎的是耐除草剂和抗虫性，或是两者都有。 目前，我国的转基因作物获得飞速发展，已取得了巨大的成就，我国也成为世界上利用转基因技术最多的国家。随着转基因农作物的大量种植，转基因产品在社会上大量涌现，围绕转基因安全的问题及争议不断出现，且争论越演越烈，无休无止，最终使转基因研究变成了炙手可热的敏感话题。 2关于转基因生物安全争议最大的2个问题
转基因植物的安全性评价
１转基因植物安全评价的意义 转基因植物育种，是利用遗传工程的手段，有目的地将外源基因或ＤＮＡ构建导入植物基因组，通过外源基因的直接表达，或通过对内源基因表达的调控，甚至通过直接调控植物相关生物如病毒的表达使植物获得新的性状的一种品种改良技术，可最大限度地满足人类的需要［１］。 与此同时，转基因技术使物种的进化速度远远超过生物自然变异与选择的速度，对于这种急剧的生物物种变化，自然界能否容纳和承受？自然界的其他组成部分是否会因此受到伤害或破坏？转基因植物及其产品被人们食用时，是否会向人体肠道微生物发生基因转移？是否会出现由于某种新物质的形成对人体健康产生危害或潜在影响？要消除这些疑虑就要进行转基因植物的安全性评价。要经过合理的实验设计和严密科学的实验程序，积累足够的数据，根据这些数据判断转基因植物的大田释放和大规模商业化生产是否安全，对实验证明安全的转基因植物正式用于农业生产，对存在安全隐患的加以限制，避免危及人类生存及破坏生态环境［２］。因此，制定科学完善的安全性评价的原则与方法，对确保人类健康和环境安全及转基因技术的健康发展具有十分重要的意义。 ２转基因农产品安全评价的内容 ２．１转基因植物的环境安全性 转基因植物的环境安全性评价要解决的核心问题是转基因植物释放到田间后是否会将基因转移到野生植物中；是否会破坏自然生态环境，打破原有生物种群的动态平衡［２］。 转基因植物演变为农田杂草的可能性：转基因植物可通过传粉进行基因转移，可能将一些抗虫、抗病、抗除草剂或对环境胁迫具有耐性的基因转移给近缘种或杂草，如果杂草获得了这些抗性，就会变成超级杂草，使农田杂草难以控制。 基因漂移到近缘野生种的可能性：在自然生态条件下，有些栽培植物会和周围生长的近缘野生种发生天然杂交，从而将栽培植物中的基因转入野生种中。在进行转基因植物安全评价时应从两个方面考虑，一是转基因植物释放区是否存在近缘野生种，若没有，则基因漂移就不会发生。另一个可能是存在近缘野生种，基因可以从栽培植物转移到野生种中，这就要分析考虑基因转移后会有什么效果。 对自然生物类群的影响：在植物基因工程中所用的许多基因是与抗虫或抗病有关的，其直接作用的对象是生物。如转入ＢＴ杀虫基因的抗虫棉，其目标昆虫是棉铃虫和红铃虫等植物害虫，如大面积和长期种植抗虫棉，昆虫有可能对抗虫棉产生适应性或抗性，这会影响抗虫棉的应用和ＢＴ农药制剂的防虫效果。因此，在抗虫棉推广时一般要求种植一定比例的非抗虫棉，以延缓昆虫产生抗性。 ２．２转基因植物的食品安全性 转基因食品又称基因修饰食品（Ｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙｍｏｄｉｆｉｅｄｆｏｏｄ，ＧＭＦ），即用转基因生物制造或产生的食品。进行转基因食品安全评价时，应从宿主、载体、插入基因、重组ＤＮＡ、基因表达产物及其对食品营养成分的影响等方面来考虑［３］。主要内容有：转基因食品基因修饰导致的新基因产物的营养学评价、毒理学评价以及过敏效应。 ３转基因植物的安全评价方法 ３．１转基因植物安全性评价等级与原则 中国农业部在２００２年１月５日发布的《农业转基因生物安全评价管理办法》中，按照对人类、动植物、微生物和生态环境的潜在危险程度，由高到低的顺序将农业转基因生物分为４个安全等级（表１）［４］。 表１农业转基因生物安全等级的划分标准 在对农业转基因生物进行安全性评价时一般遵从以下几条原则：（１）促进而不是限制农业转基因生物的发 转基因植物的安全性评价 李茜 （南京农业大学，国家生命科学与技术人才培养基地，南京２１００９５） 摘要：简要论述了转基因植物安全性评价的意义、内容和方法。 关键词：转基因植物；安全性；评价。 安全等级潜在危险程度 Ⅰ尚不存在危险 Ⅱ具有低度危险 Ⅲ具有中度危险 Ⅳ具有高度危险 农业生物技术 ６２ －－ 中国农村小康科技２００８年第１期Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｉｎａｘｉａｏｋａｎｇ＠１２６．ｃｏｍ地址：１０００２６北京市朝阳区麦子店街２０号农业部北办公区中国农学会
转基因生物与生物安全
转基因生物与生物安全 1983年世界上第一例转基因作物（烟草和马铃薯）问世，1986年进入田间试验，1994年延熟保鲜转基因番茄在美国批准上市，转基因作物商品化应用进入迅猛发展时期。2000年和2001年在有激烈争议的情况下种植面积仍比上年增加11%和19%，分别达到4420万和5260万公顷。种植的国家增加到13个，其中美国、阿根廷、加拿大、中国分列前4位。各国已获准上市的转基因作物品种已达100多个（次），由转基因作物加工的转基因食品和食品成分已达4000余种。 我国目前由农业部批准作商业化种植的转基因作物主要是抗虫转基因棉花, 在新疆、安徽、江苏、山东、山西、河南、河北、湖南、湖北和辽宁等省种植。到2001年种植面积已达36. 67万公顷, 到2002年其种植面积占棉花总种植面积的40%。 目前美国农产品的年产量中55 % 的大豆, 45 %的棉花,40 %的玉米已逐步转化为通过基因改制方式生产。而由于大面积推广基因工程作物而导致转基因污染已是不争的事实。 在如今的加拿大农田,同时拥有抗3 种以上除草剂的杂草化转基因油菜非常普遍。这是由对不同除草剂具有抗性的转基因油菜植株之间交叉授粉实现的。而这种超级杂草的出现,距离加拿
大首次种植转基因油菜的时间间隔只有2年。 基因工程Bt 毒蛋白,能大规模地消灭害虫,但杀虫过程无法控制,这就可能造成以这些害虫的天敌(如昆虫和鸟类) 数量急剧下降。 现代农业生态系统的新概念并非是消灭害虫,而是将其控制在不构成灾害的水平,但像Bt 蛋白通过食物链的转移,对农业生态系统平衡的维持和实施传统的生物防治是一种严重的干扰,有可能打破自然界的生态平衡。 转基因作物安全性争论的几个实例 (1) 斑蝶事件。1995 年5 月, 美国康乃尔大学一个研究组报道, 普累克西普斑蝶的幼虫在食用撒有 B t 玉米花粉的乳草 4 天后44% 死亡, 而对照无一死亡。但著名的《Science》、《Nature》杂志拒绝发表上述有关斑蝶的文章。其理由是该实验是在室内通过人工向乳草叶片抖洒B t 玉米花粉, 并不能反映田间的实际情况。 (2)Pusztai A试验。1998 年, 苏格兰普斯陶伊(Pusztai A ) 在电视上宣布了他的一项试验结果: 用转雪花莲凝集素(GNA ) 基因的马铃薯喂大鼠10 天后, 老鼠器官生长异常, 身体和器官重量减轻, 免疫系统受损。此事引起国际轰动。英国皇家学会组织同行评审, 1999 年5 月得出结论, 认为Pusztai 的试验在科学上有6 大缺陷: 如马铃薯不是老鼠所喜欢的食物, 难以从中获得足够的营养, 因而试验中老鼠处于饥饿状态, 不能简单得出上述结
转基因食品及其安全性(论文啊)
转基因食品及其安全 摘要：转基因食品自从出现以来就一直备受争议，近日转基因水稻、玉米等作物获得农业部农业转基因生物安全管理办公室颁发的安全证书，这一事件更是加剧了群众对于转基因食品的质疑，转基因食品的安全性的疑问又被重新摆上台面。本文对转基因食品的来源、分类以及其安全性做了初步探讨，对于帮助了解转基因食品及转基因食品的安全性都具有一定的理论意义和现实意义。 关键词：转基因食品安全性 一、转基因食品的定义 所谓转基因食品，就是通过基因工程技术将一种或几种外源性基因转移到某种特定的生物体中，并使其有效地表达出相应的产物（多肽或蛋白质），此过程叫转基因。以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。根据转基因食品来源的不同可分为植物性转基因食品，动物性转基因食品和微生物性转基因食品。 转基因食品是具有一定的优点的，例如转基因食品可增加作物产量、降低生产成本；可增强作物抗虫害、抗病毒等的能力；提高农产品耐贮性；缩短作物开发的时间、摆脱四季供应、打破物种界限，不断培植新物种，生产出有利于人类健康的食品。 但是，即便转基因食品的优点非常多，其具有的一些缺点也是不容忽视的：所谓的增产是不受环境影响的情况下得出的，如果遇到雨雪的自然灾害，也有可能减产更厉害。许多转基因食品本身就能产生一定量的有毒物质和某些营养因子以抵抗细菌和害虫的入侵。现有转基因食品中的毒素含量并不一定会引起毒反应，当然如若处理不当，某些食品（如木薯）能引起严重的问题甚至可能引发死亡。 根据《农业转基因生物标识管理办法》规定，我国目前已有5类17种在售转基因生物被列入转基因标识目录并在市场上销售，这17类转基因生物包括：大豆种子、大豆、大豆粉、大豆油、豆粕、玉米种子、玉米、玉米油、玉米粉、油菜种子、油菜籽、油菜籽油、油菜籽粕、棉花种子、番茄种子、鲜番茄、番茄酱。卫生部的《转
转基因植物
第五章转基因植物 是指利用基因工程技术，在离体条件下，对不同生物的DNA进行加工，并按照人们的意愿和适当的载体重新组合，再将重载体转入受体中，并使其在体内表达的植物。 转基因植物通常具有高产优质、抗病虫、环境抗性、抗除草剂、耐储存、提高某些成分的含量等优良性状。 第一节植物转基因技术 一、植物细胞培养技术 植物组织培养的重要理论基础是植物细胞的全能性。植物细胞全能性(totipotency)，就是植物体细胞或性细胞，在人为控制的培养条件下都具有再生成新个体的潜能，因而在适宜的条件下可以被诱导生长分化形成完整植株。 二、植物转基因技术的基本路线 1.目的基因的分离 2.载体构建 3.导入细菌并利用细菌繁殖扩增重组DNA 4.对植物组织或细胞进行转化 5.植株再生 6.转基因植株的鉴定 7.转基因植株的种植 三、转基因的受体系统 1．植物组织受体系统： 受伤的细胞容易受到病毒或质粒的感染。这些病毒或质粒上的某些DNA通过各种不同的方式转移到受伤的植物细胞，并形成愈伤组织。愈伤组织可以培养成完整的转化植株。该受体系统转化率高，可获得较多的转化植株，取材广泛、适用性广。但再生植株无性系变异较大，转化的外源基因稳定性差，嵌合体多。 2．原生质体受体系统： 是植物细胞除去细胞壁后的部分，是一个质膜包围的“裸露细胞”。原生质体在合适的条件下具有分化、繁殖并再生成完整植株的能力，具有全能性。原生质体在体外比较容易完成一系列细胞操作或遗传操作，互相之间可以发生细胞融合，而且还可以直接高效的捕获外源基因，嵌合体少。但缺点是遗传稳定性差，培养周期长，难度大，再生频率低。 3．生殖细胞受体系统： 它是以植物生殖细胞如花粉细胞、卵细胞为受体细胞进行基因转化的系统。目前主要以两条途径利用生殖细胞进行基因转化：一是利用组织培养技术进行花粉细胞和卵细胞的单倍体培养，诱导愈伤组织细胞，进一步分化发育成单倍体植株，从而建立单倍体的基因转化系统；二是直接利用花粉和卵细胞受精过程进行基因转化，如花粉管导入法、花粉粒浸泡法、子房微针注射法等。由于该受体系统与其它受体系统相比有许多优点，如：具有全能性的生殖细胞直接为受体细胞，具有更强的接受外源DNA的潜能，一旦将外源基因导入这些细胞，犹如正常的受精过程会收到“一劳永逸”的效果；利用植物自身的受粉过程，具有操作方法方便、简单。不足之处是利用该受体系统进行转化受到季节的限制；只能在短暂的开花期进行，且无性繁殖的植物不能采用。 4.叶绿体转化系统 外源基因可以在叶绿体中得到稳定表达，而且还具有许多优点： （1）便于外源基因定位整合 （2）基因为多拷贝，表达量高 （3）导入的外源基因性状稳定性高 （4）能直接表达原核基因 四、外源基因导入植物的方法 （一）DNA直接转移法 1.化学刺激法 植物原生质体借助一些化学试剂（如PEG、氯化钙等）的诱导能吸收外源DNA、质粒等遗传物质，并有可能整合到植物染色体上去。 此法对细胞伤害少，可避免嵌合体产生，易于选择转化体，受体细胞不受种类限制。 2.电击法 首先是将原生质体在溶液中与DNA混合，利用高压电脉冲作用在原生质体膜上“电激穿孔”，形成可逆的瞬间通道，从而促进外源DNA的摄取。此法在动物细胞中应用较早并取得很好效果，现在这一方法已被广泛用于各种单、双子叶植物中，特别是在禾谷类作物中更有发展潜力。不但原生质体而且完整的单细胞也可利用此法，这对于那些难以从原生质体再生植株的植物或许有更大意义。 3.显微注射法
转基因植物及其安全性综述
转基因植物及其安全性综述 一，摘要 介绍目前转基因植物概念、常用的植物转基因方法，就转基因植物的生态安全性进行讨论。 二，正文 转基因植物概念：将人工分离和修饰过的基因导人到生物体基因组中，由于导人基因的表达，引起生物体性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术。转基因植物：通过基因转移技术获得的整合有外源基因的植物个体。在过去十多年来，植物学家们已成功地把具有各种新性状的基因转移到了50多种不同的植物上，为农作物育种创造了一个又一个的新品种。 ?每一个植物都有很多基因。基因的本质，就是我们常说的DNA(去氧核糖核酸)。一个基因，在DNA双螺旋结构中占据着一个限定长度的片段。所以要想从供体植物上获得某个决定遗传性状的基囡，只要我们能从供体植物的DNA结构中取出这个基因片段可以了。这个决定遗传性状的基因也称目的基因，将它转化或转移到受体植物上，使它整合到受体植物的染色体上重新组合并使其(目的基因)在再生植株中表达出来，这样就完成了目的基因的传导操作，达到了转基因植物的合成及改造植物性状的目的。 1983年，植物学家首次完成了将一个容易鉴别的抗卡那霉
素基因转移到烟草上的试验，其后代也具有抗卡那霉素的特征。这一开创性的研究成果，为开拓转基因植物的研究与应用展示了广阔的前景。 自此以后，在水稻，玉米，大豆、番茄，马铃薯，烟草，油菜等很多重要的农作物上又得到了转基因植物。如美国孟山都等公司把杀蠋菌的苏云金杆菌的毒素蛋白基因引入到棉花、烟草、番茄和马铃薯等植物上，产生了杀死吃这些作物的蠋幼虫的毒蛋白，培育出了抗虫的棉花，烟草新品种。将毒壳蛋白基因转入苜蓿、黄瓜，烟草等作物，它们可对致命的病毒产生抗性，从而获得了抗花叶病毒感染的抗病植株。 植物转基因方法大致分成两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类方法不需要通过组织培养，目前技术比较成熟的主要有花粉管通道法。 1.农杆茵介导转化法 农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，分根瘤农杆菌和发根农杆菌两种，其细胞中分别含有Ti质粒和Ri 质粒，其上有一段T-DNA，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。农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，但近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物(尤其是日益作为模式植物的水稻中也已经得到了广泛应用和认可，这是该领域
转基因植物的类型及安全性问题
转基因植物 班级：10级生物技术及应用 学号：103207031045 姓名：贾丽丽
转基因植物的类型及安全性问题 摘要：植物转基因技术是指把从动物、植物或微生物中分离得到的基因，通过各种方法转移到植物的基因组中，使之稳定遗传并赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。随着现代生物技术的迅速发展，植物转基因技术方兴未艾。转基因植物的研究主要在于改进植物的品质，改变生长周期或花期等提高其经济价值或观赏价值；作为某些蛋白质和次生代谢产物的生物反应器，进行大规模生产；研究基因在植物个体发育中，以及正常生理代谢过程中的功能。 关键词：转基因植物；类型；潜在危害；安全性评价 植物转基因技术就是将优良性状的目的基因导入植物细胞或组织，并在其中进行表达，从而使植物获得新的性状。 转基因植物有以下几种类型： 1.抗病转基因植物：如抗病毒转基因烟草 2.抗虫转基因植物：如抗虫棉 3.抗逆转基因植物：如抗旱、抗盐碱 4.抗除草剂转基因植物：如抗除草剂转基因玉米、大豆、棉花、油菜 5.改良品质转基因植物：如转V A水稻 6转基因药品植物：如生产霍乱疫苗的胡萝卜 （一）抗病转基因植物 中国农业科学院生物技术研究所已成功地人工合成和改造了来自天蚕蛾的抗菌肽基因，并导入我国马铃薯主栽品米粒，获得抗病性提高I∽Ⅲ级的抗青枯病的转基因株系，现已经农业部批准在四川省进行环境释放。目前抗菌肽基因已经供给国内10多家研究单位，进行抗水稻白叶枯病、马铃薯软腐病、花生和番茄的青枯病、大白菜软腐病、柑桔细菌性溃疡病、桑树和桉树青枯病、樱桃根肿病等抗细菌病基因工程研究。 白叶枯病也是危害水稻生产的最为严重的病害之一。中国农业科学院生物技术研究所与国外合作研制成功的转Xa21基因抗白叶枯病水稻明恢63株系已分别在安徽省和海南省进行环境释放；华中农业大学和中国科学院遗传所研制的转Xa21基因抗白叶枯病水稻也分别进入中试阶段。 真菌病也是严重影响农作物生产的一类病害。中国农业科学院生物技术研究所与中国科学院上海植物生理研究所等单位合作，成功地克隆和修饰了植物来源的几丁质酶基因和葡萄糖氧化酶基因，通过花粉管通道法分别将这两个基因导入棉花，获得了抗黄萎病和枯萎病和枯萎的转基因棉花，这些株系在病圃中表现良好，现已进入中试阶段。 在抗病毒的基因工程方面，国内也取得了很好进展。北京大学克隆了
转基因食品的安全性正方辩论稿
转基因正方辩论稿 一转基因技术的推广是必要的就世界范围来说： 全球人口的迅猛增长，耕地面积的不断减少，粮食问题成为世界许多国家面临的一个十分辣手的问题。要满足人们的食品供应，提高食品供应质量，必须依靠科学技术。目前转基因技术在食品生产中的应用，已取得明显的成效，转基因食品也已悄然走上人们的餐桌。再从我国来看，在21世纪，我国的转基因食品会得到很快的发展，一方面因为我国的生物技术研究越来越接近世界水平，甚至有些方面已达到世界水平，为其发展提供了可靠的技术支持；另一方面，我国对转基因食品的市场需求很大，我国人均耕地面积少，不可能完全依靠 扩大耕地面积来满足人们的食品需求，只能走高科技发展之路，生物技术无疑是其中1个重要手段，亦是提高食品质量的1种重要方式。如果我们自己不发展，这个潜在的市场就会被国外的转基因食品所抢占。 二转基因技术的优点 （1）育种时间短 过去改变植物的品种主要是通过育种，这种传统的育种方式需要的时 间长，杂交出的品种不易控制，目的性差，其后代可能高产但不抗病，也可能抗病但不高产，也许是高产但品质差，所以必需一次一次地进行选育。而转基因技术就不同了， 可以选择任何1个目的基因转进去，就可得到1个相应的新品种，不用再花那么长的时间筛选了。 （2）基因组合的范围广。 传统的育种只能是水稻对水稻，玉米对玉米，进行杂交，不能 水稻对玉米，水稻更不能和细菌进行杂交。而转基因技术不但可以把不同植物的基因进行组合，而且还可以把动物的基因，甚至人的基因组合到植物里去。比如：科学家看中了一种北极熊的基因，认为它有抵抗冷冻的作用，于是将其分离取出，再植入番茄之中，培育出耐寒番茄。 （3）提高作物质量和产量，降低成本，缓解粮食短缺现状。 通过转基因技术可培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等特性的作物新品种，以减少对农药化肥和水的依赖，降低农业成本，大幅度地提高单位面积的产量，改善食品的质量，缓解世界粮食短缺的矛盾。例如：马铃薯植人天蚕素的基因后，抗清枯病、软腐病的能力大大提高， 过去这两种病每年会带来近3成的减产，一种抗科罗拉多马铃薯甲虫的马铃薯，可使美国每年少用37万kg 的杀虫剂；阿根廷播种转基因豆种后，大豆抗病和抗杂草能力大为增加，使用农 药和除草剂的量减少，生产成本比原来下降了15％。
植物遗传转化方法和转基因植株的鉴定
植物遗传转化方法和转基因植株的鉴定 金万枚 巩振辉 李桂荣 张桂华 (西北农业大学 陕西杨陵 712100) 提 要 对现有主要植物遗传转化方法和转基因植株的鉴定进行了比较分析,并对它们在植物遗传转化中的前景进行了展望。 关键词 植物;遗传转化方法;转基因植株;转基因植株鉴定 人们可通过有性杂交,物理化学诱变或自然变异来创造新物种和新品种。但常常存在着杂交不亲和或杂种不育而造成的生殖隔离,也存在诱变的非定向性。采用遗传转化技术,将所要求的外源目的基因导入受体植株,并通过对转化植株的鉴定选择,从而创造出人类所需要的新品种或新物种。植物遗传转化方法和转基因植株的鉴定是植物遗传转化的重要环节。关 3国家自然科学基金资助,项目编号39770522。 优质小麦品质的决定性因素;其次要有较强的生活力,保证营养生长健壮。 3.3.2 播种 研究表明,适当晚播和增加密度能在稳定产量的基础上提高小麦品质。根据我省实际,关中优质专用小麦播量应控制在每亩6～8kg,渭北应控制在9kg。播期可依据实际情况较当地常规适播期推迟2～3d。提倡机械以精量半精量播种。 3.4 灌水 灌水对小麦品质的影响比较复杂,尤以抽穗至成熟期间影响最大,此期灌水会降低蛋白质含量,对沉淀值等加工品质也不利,但如果氮量充足或灌水与施氮结合则蛋白质含量不下降或下降很慢。因而施肥上的前氮后移也为后期合理灌水提供了条件。中国农业大学曾研究出一套节水高产栽培技术,小麦春季可只灌一次,并将灌水时期移至孕穗期;若特别干旱,可在拔节期和开花期分别灌水。这种灌水制度与前氮后移的施肥方法配合起来,有利于优质专用小麦生产。 3.5 地膜覆盖 地膜覆盖栽培能使小麦产量大幅度提高,对品质的影响这方面研究还较少。陕西省农科院小麦中心的初步研究表明,小麦覆膜后籽粒容重有不同程度提高;蛋白质含量与正常露地播种没有差异;覆膜不影响不同生态类型品种的干、湿面筋值和沉淀值;但不同生态类型品种之间籽粒容重、蛋白质含量、干、湿面筋值和沉淀值存在较大差异。优质专用小麦可以采用地膜栽培,但不应忽视地膜覆盖后对小麦生育期及农艺性状的影响,比如植株增高,应采取化控措施,在小麦返青～起身期,喷施壮丰安防止倒伏;再如部分病虫害发生的提前与危害加重问题,应及时开展病虫防治,减少对产量和品质的影响。同时提供麦收前一个月揭膜,减少地膜污染。 3.6 病虫害防治 优质专用小麦病虫害的防治,应尽量减少化学药品残苗,不要影响食用品质。应坚持综合防治的原则,要采用农业防治、物理防治和生物防治措施,减少化学药剂防治次数;选用高效低毒低残留农药;收获前20d以内严禁施药;使用农药增效剂,提高防治效果。 3.7 收获 收获是优质专用小麦栽培的最后一个环节;也是比较关键的环节。要做到单收、单贮、单独销售,实现优质优价优加工。
转基因植物的生态安全性风险概述(doc 10页)
转基因植物的生态安全性风险概述(doc 10页)
转基因植物的生态安全性风险 摘要：转基因植物的应用在对人们生活带来重大变化的同时，其安全性风险备受关注。转基因产业的迅猛发展使转基因食品从实验室走向餐桌，转基因食品的安全性已为全世界所关注，它涉及到贸易效益和人体健康。在植物遗传转化体系中，绝大多数选择标记基因来源于细菌，对人类健康和环境安全存在潜在风险，因此转基因植物的安全性受到全世界的高度重视。本文综述了转基因植物的安全性以及对生态的影响，以期推动安全型转基因植物培育和转基因植物产业化进程。 关键词：转基因植物，生态风险，害虫抗性，非目标生物，基因漂移 Ecological risks of genetically modified plants Abstract: Application of genetically modified
plants(GMP)results in great agricultural renovation，though their potential envi—ronmental impacts also cause world—wide concern. Rapid development of genetically modification(GM)industry made GM food appear on the table from the laboratory，thus the safety of GM food received worldwide concerns，which involves bade barriers and human health．So researchers and breeders have made great efforts to produce biosafiy or marker—free transgenic crops．In this paper，methods for the cultivation of biosafiy transgenic plants were reviewed, including CO—transformation. The advantages and disadvantages of these approaches were also evaluated with a view to promote the industrialization process on transgenie research in plants． Key words: Genetically modified plant，Ecological risk，Insect resistance，Non-tarot organism，Gene flow
转基因食品的安全性-
转基因食品的安全性 食品安全是人类生存和健康基础，关系到国计民生，随着经济的发展、生活水平的提高，食品安全一直是社会关注的焦点。从20 世纪70年代开始，以转基因技术为核心的现代生物技术发展很快，随着生物技术在农产品上的广泛应用，我国转基因食品的开发和国外转基因食品的进入，转基因食品已经逐渐走进了人们的生活。近几年来，由于各种因素的考虑，转基因食品的安全性在世界范围内仍存在争议，而科学界对转基因食品是否安全也没有达成共识。 自然界每种生物都有不同的生命特征，基因(DNA)就是保持这些生命特征的物质。转基因食品是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因人为地转移到其他物种中去，通过改造生物的遗传物质，改变其生物性状, 从而使形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变，更好地满足人类需要。以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就称之为转基因食品。20 世纪50 年代后，随着现代分子生物技术的快速发展，研究证实了DNA 是生物体的遗传物质，生物体的遗传信息可以通过DNA 的复制、转录及翻译进行传递和表达，这些发现为转基因技术奠定了理论基础。特别是DNA 限制性内切酶及基因克隆技术的出现为转基因食品的工业化生产提供了技术基础，从而使转基因技术从理论走向实践。第一代转基因食品是以增加农作物抗性和耐贮藏性的转基因植物源食品，其主要特征是转入抗除草剂基因、抗虫基因、延迟成熟基因等，以增加农作物的抗逆性和耐贮藏性。第二代转基因食品是以改善食品品质和增加食品营养为特征。第三代转基因食品是以增加食品中的功能因子和免疫功能为主要特征。 食品安全是指食品本身对消费者的安全性，即食品中有毒有害物质对人体健康的影响。联合国世界卫生组织(WHO) 在加强国家级食品安全计划指南中指出食品安全的定义为: 对食品按其原定进行制，并且食用时不会使消费者受害的一种担保。转基因食品虽然已普遍存在于人们的日常生活中，其安全性问题指转基因食品对人和环境有无危害的问题。但是由于转基因技术对人类健康、生态环境等的不确定影响，因而人们对转基因食品的安全性存在不同观点。 转基因食品的支持者主要是看到了其有利的方面，可提高原料产量、改善食品营养及保健作用、提高食品抗病虫害的能力等，转基因食品能够提高人们的生活质量，解决人类的“吃饭”问题。主要表现在以下方面： ①缩短植物育种的年限，实现不同物种间的杂交。通过育种可以改变植物的品种，传统的育种方式周期时间长，杂交出的品种不易控制，目的性差。而转基因技术就不同了，可以选择相应目的基因，就可得到相应的新品种，减少了筛选时间。传统的育种只能是水稻对水稻，玉米对玉米，进行杂交，不能水稻对玉米，水稻更不能和细菌进行杂交。而转基因技术不但可以把不同植物的基因进行组合，而且还可以把动物的基因，甚至人的基因组合到植物里去。 ②改良农作物性状，提高抗性。通过转基因技术可培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等特性的作物新品种，以减少对农药化肥和水的依赖，降低农业成本，大幅度地提高单位面积的产量，改善食品的质量，缓解世界粮食短缺的矛盾。 ③利用转基因技术生产有利于健康和抗疾病的食品。例如生产榨取有益心脏的食用油的大豆、可用于生产血红蛋白的玉米和大豆以及含疫苗的香蕉和马铃薯等，以此满足不同人群的需求。 ④转基因食品可以摆脱季节、气候的影响，让人们一年四季都可吃到新鲜的瓜菜。同时，人们还发现转基因作物结出的果实，无论外形还是味道都别具风味。英国的科学家将一种可以破坏叶绿素变异的基因移植到草中，可以使之四季常青，除了具有绿化功能之外，还使畜牧业受益，因青草的营养比干草高，而使肉的质量提高。 ⑤利用转基因技术，把生长素基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因等外源基因导入动物的精子、卵细胞或受精卵，可培育出生长周期短、产仔多、生蛋多、泌乳量高，生产的肉类、皮毛品质与加工性能好，并具有抗病性的动物，目前已在牛、羊、猪、鸡、鱼等家养动物中取得一定成果。 任何一项新的科学技术的应用都有它的两面性转基因食品也同样具有两面性。反对者认为转基
转基因生物安全性
转基因生物安全性 1998年8 月，英国阿伯丁罗威特研究所教授普兹泰发现老鼠食用转基因土豆之后免疫系统受到破坏，普兹泰进一步推论，很多消费者也象被用于试验的老鼠一样食用没有经过严格鉴定的转基因食品。该消息的发布，使世界各国如日中天的转基因热潮蒙上了一层阴影。人们开始疑惑：转基因技术-改造自然还是破坏自然？造福人类还是给人类带来灾难性的毁灭？ 北京生物技术和新医药产业促进中心举办第七次生命科学前沿讨论会--基因工程和生物安全性问题，邀请了部分在京的转基因专家，畅谈讨论，旨在为我国转基因生物安全管理出谋划策。 从本世纪80年代世界上第一例转基因植物的诞生，到目前全世界大约2780万公顷的转基因作物，到利用转基因动物生物反应器大量生产医用蛋白，人类将最新的生物技术应用于医药、食品、农业领域以摆脱自然对传统作业的限制。1998年8 月，英国阿伯丁的罗威特研究所教授普兹泰发现老鼠食用转基因土豆之后免疫系统受到破坏，普兹泰进一步推论，很多消费者也象被用于试验的老鼠一样食用没有经过严格鉴定的转基因食品。该消息的发布，使世界各国如日中天的转基因热潮蒙上了一层阴影。人们开始疑惑：转基因技术--改造自然还是破坏自然？造福人类还是给人类带来灾难性的毁灭？ 转基因植物是把来源于任何生物甚至人工合成的基因转入植物。这可能是自然界无法发生的，人们也无法预测基因进入一个新的遗传背景中会产生什么样的作用。转基因动物，一是将正常人的基因片断导入动物体内，让这种基因在哺乳动物体内表达，并通过该动物分泌的奶或其他组织，提取获得具有活性的分泌物质，获得大量廉价的珍稀药物；另一方向是利用转基因动物培养人体器官，解决人体器官移植供体短缺问题。 利用转基因技术人为地打破自然界世代沿袭的性状平衡，究竟会带来什么样的后果？基于以上疑虑，基因工程生物安全性的评价成为人们日益关注的焦点。 目前对转基因植物的安全性评价一方面是环境安全性，另一方面是食品安全性。 环境安全性评价的核心问题是转基因植物释放到田间后，是否会将所转基因移到野生植物中，是否会破坏自然生态环境，打破原有生物种群的动态平衡。包括：1)转基因植物演变成农田杂草的可能性。2)基因漂流到近缘野生种的可能性。 3)对生物类群的影响。 关于食品的安全性 经和组织（OECD）1993年提出了食品安全性评价的实质等同性原则。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。反之，
五种常用的植物转基因技术
五种常用的植物转基因技术 杂粮作物2010 . 30(3):186～189RainFedCrops''…… 文章编号:1003—4803(2010)03—0186—04 五种常用的植物转基因技术 汪由,吴禹,王岩,李兆渡,王光霞 (1.辽宁省农业科学院创新中心,辽宁沈阳110161;2.沈阳市东陵区白塔街道办事处,辽宁沈阳110167) 摘要:从原理,基本步骤和优缺点等几个方面对农杆茵介导法,基因枪法,超声波介导法,子房注射法和花粉管 通道法等5种常用的植物转基因技术进行了简要介绍. 关键词:农杆菌介导法;基因枪法;超声波介导法;子房注射法;花粉管通道法;原理;基本步骤;优缺点 中图分类号:$336文献标识码:B 植物转基因技术是通过各种物理的,化学的和生物的 方法将从动物,植物及微生物中分离的目的基因整合到植 物基因组中,使之正确表达和稳定遗传并且赋予受体植物 预期性状的一种生物技术方法.1983年,首例抗病毒转 基因烟草的成功培育标志着人类开始尝试利用转基因技 术改良农作物.目前,植物转基因技术已在作物改良和育 种领域发挥了重要作用.通过植物转基因技术,一些来自 于动物,植物及微生物的有益基因如抗病/虫基因,抗非生 物胁迫性状基因及特殊蛋白基因已被转化到农作物中以 改良现有的农作物和培育新的农作物品种.以DNA重组 技术为基础的植物转基因技术极大地扩展了基因信息的 来源,打破了远缘物种间自身保持遗传稳定性的屏障.植
物转基因技术已应用到玉米,水稻,小麦,大豆和棉花等许多农作物.同时,该技术也正在被尝试用于茄子和草莓等其它的作物中"J.目前,根据转基因植物的受体类型, 植物转基因方法可以分为3大类:以外植体为受体的基因转化方法,如农杆菌介导法,基因枪法和超声波介导法;以原生质体为受体的基因转化方法,如聚乙二醇法,电击法, 脂质体法及磷酸钙?DNA共沉淀法;以种质系统为受体的基因转化方法,如子房注射法和花粉管通道法j.由于以 原生质体为受体的基因转化方法有原生质体培养难度大, 培养过程繁杂,培养工作量大且培养技术不易掌握;原生质体再生植株的遗传稳定性差,再生频率低并且再生周期长;相关的转化方法的转化率低,效果不理想等缺点,所以该类基因转化方法未被作为植物转基因的常规方法广泛使用.本文将对农杆菌介导法,基因枪法,超声波介导 法,子房注射法和花粉管通道法的原理,基本步骤和优缺点作以简要介绍. 1以外植体为受体的基因转化方法 1.1农杆菌介导法 农杆菌介导法是最早应用,最实用有效并且具有最多 成功实例的一种植物转基因方法J.农杆菌是一类普遍 存在于土壤中的革兰氏阴性细菌.目前,用于植物转基 因介导的农杆菌是根癌农杆菌和发根农杆菌.某些根癌 农杆菌和发根农杆菌分别含有大小为200—800bp的结构和功能相似的质粒和Ri质粒J.Ti质粒和Ri质粒含 有3个功能区:参与农杆菌侵染植物过程的vir区,参与农杆菌基因整合到宿主植物基因组过程的T-DNA区,在农杆菌中启动质粒复制的orj区.在vir区上的vir操纵子群作用下,rrj质粒和Ri质粒能将自身的T-DNA转入宿主植物细胞内,而后将T—DNA整合到植物基因组中J.T-
《转基因食品的安全性辩论赛》教案
《转基因食品的安全性辩论赛》教案 时间：2017/5/13 地点：高二（1）班执教者：XXXX 一、教学目标 转基因食品的安全性是人教版选修三生物专题四中一个内容。通过举办辩论赛为广大学生提供一个展示自己能力的平台，进而形成一种勤于思考，敢于思辨、善于思辨的积极探索的良好氛围。同时，增强学生对生物知识的认知，积极主动的参与到学习中来，培养学生的科学素养，引导学生全面发展。 二、教学重点 1、对转基因生物食品的安全性问题多层面、多角度的关注。 2、运用生物学知识对不同观点的理由进行辨析和讨论。 三、教学难点 1、从关注整个生物圈的和谐、稳定与发展的高度去审视转基因生物食品的安 全性。 2、了解有关转基因生物食品安全性问题争论背后复杂的政治、经济、宗教和 伦理道德背景。 3、保证课堂讨论、辩论会，以及社会调查的组织工作有序而有效地实施。 四、教学方法：课堂辩论赛 五、教学过程 第一部分：开场白（介绍辩论的主题，辩论的正、反方） 第二部分：介绍评委、评分方法 第三部分：介绍比赛规则 1、每位辩手在指定发言时间外不得高声谈论，故做姿态，或随意打断别人的话； 2、双方言论行为均不可涉及个人隐私，也不得进行人身攻击或人格批评； 3、在比赛各环节中，提问者应提出与题目有关的合理而清晰的问题，被问者在 没有听清楚问题时，可以要求提问者重复其质询内容，但提问者可以任意选择重复其内容或拒绝重复； 4、辩手发言结束时应以言语形式向主席示意发言完毕； 5、辩手在比赛期间不得使用任何道具。 第四部分：比赛过程 （一）立论阶段 正方一辩就本方观点进行陈词（2分钟） 反方一辩就本方观点进行陈词（2分钟） （二）攻辩阶段 正方二辩提问，反方攻辩（2分钟）