转基因植物及其安全性问题

２ ２ １ 抗病 毒基 因 病 毒病是农业 生产 中较难对 付 的主要病 害 之一 ， 造成农 作 物产量 降 低 与品质 变 ．． 会
劣 。例如病毒病 能使甘薯减 产 ７ ％ ～ ０ ， ０ ８ ％ 严重 时甚 至颗 粒无 收。能使植 物产 生抗病 性 的基 因很 多 ， 目 前用得最 多的是 病毒 的外壳 蛋 白（ Ｐ 基 因。现今 利用 Ｃ Ｃ） Ｐ基 因培育成 功的有 烟草 、 番茄 、 铃薯 、 蓿等 马 苜 抗病毒转基 因作物 。我 国 自 １９ ９ ２年 开始种植 抗病 毒烟 草 以来 ， 该种加 工烟 叶增 产 ５ ～ ％ 。马铃 薯卷 ％ ７ 叶病毒 （ Ｌ Ｖ） 引起 马铃薯退化 的主要 病 原体 ， ＰＲ 是 严重 续发 感染 可导致 马铃薯 减产 ８ ％。北京 大学 已克 ０
正确 对待 转基 因技 术 的安 全性 问题 。 关 键 词 ： 基 因植 物 ； 转 目的基 因 ； 安全 性 中 图分类 号 ： ７ ４ Ｑ ８ 文献 标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ３—１ ２ ２ ０ ） １— ０ ２— ４ １７ ６ Ｘ（０ ５ ０ ０ １ ０
转 基因植物 （ ｅｅ ｃｌ ｏｉｅ ｌ ｔ简称 Ｇ Ｐ 是通过重 组 Ｄ Ａ技术 ， ｇｎｔ ａ ｙ ｄ ｉ ｐ ｎ， ｉ ｌｍ ｆｄ ａ Ｍ ） Ｎ 从生物体 （ 物 、 物与微生 动 植
植物， 已获得 了抗除草 剂能力提高 的转基 因植 株。 目前 ， 已培育 出大豆 、 玉米 、 水稻 、 油菜 、 马铃薯等抗 除草
剂转基 因作物 品种 ３ Ｏ多种 。我 国作物抗 除草剂基 因工程协 作组也 从龙葵植 物 中提取 了抗 除草剂莠 去津 的基 因 ， 转人大豆 叶绿体 中获得 了转 基因的大 豆植株 。抗除 草剂是 转基 因作物 中发展 最快 的插人 并 儿 性状， 近年来 应用面积 始终 占据全球转基 因作 物种植总 面积 的 ７ ％ 以上 。美 国 目前 种植 的 １２大 豆 、／ ０ ／ １３ 油菜等为耐除草剂 草转基 因品种 。 ２ ２ 抗 病 虫 基 因 ．
隆出编码 Ｐ Ｒ 中国分离 株的 Ｃ 基 因 ， ＬＶ Ｐ 通过农杆菌介 导人 马铃薯有 关 品种 。蚜虫传播 试验 证 明 ， 烟草转 基 因植 株可减 少蚜虫在 田间传播 Ｐ Ｒ Ｌ Ｖ的效率 ， 而减 少了 田间植 株发病 的机会 。 内蒙古 大学 也 克隆 了 从
Ｐ Ｒ 中国株 ） Ｃ Ｌ Ｖ（ 的 Ｐ基 因 ， 通过农杆 菌介 导转化 ， 获得了 ５个性状稳定 的抗 病毒马铃薯 。２０ ００年试验 ， 因 ＰＲ Ｌ Ｖ降低 ５ ％ 以上发病机 会 ， 品种转基 因马铃薯平 均增 产 ３ ％以上 ， ０ 各 ０ 最高每公 顷产量达 ３ ． ｔ ｊ３ １５ １ 。 ｌ５
种
。从 １９ ９ ７年至 １９ ９ ９年 ， ２ 有 ６项转基 因产 品 已获准我 国安全性 审批 ， 进入 商业化应 用领 域 ， 中抗 其
虫类型 １ 、 ６项 抗病毒类 型 ９项 ， 良品质类型 １ 。尤其 是我 国基 因工程 Ｂ 抗 虫棉 取得 了突 破性 进展 。 改 项 ｔ
Ｂ 转 基因抗 虫棉 的种植 面积持续 ５年增 长 ；０ ０年 全 国种植 面积 达 ５ ｔ ２０ ０万 ｈ 比上 年增 加 了 ４倍 ， 了 ｍ， 到 ２０ ０ １年 突破 了 １０万 ｈ ，０ ２年 增 加 到 ２ ０万 ｈ ，０ ３年 又 突 破 了 ２０万 ｈ 占该 年 全 国棉 花 种 植 ５ ｍ。２０ １ ｍ ２ ０ ８ ｍ ，
物等其 他物种 ） 中鉴定 和分 离特定 的基 因 ， 经精 心设 计导人 并使 其稳定整合 于受体植 物 的基 因组 ， 现对 实 植物 的定 向遗传改造 而获得 的。若转 基因 的受体为植物 ， 这种基 因改 良体 称为转基 因植物 （ Ｍ ） Ｇ Ｐ 。若 受
体植 物为农 作物 即称 为转基 因作 物（ ｅｅ ｃｌ ｏ ｉ ｄｃｏ ， 称 Ｇ Ｃ 。由转基 因生 物生产 的供人类 食 ｇｎｔ ａｙｍ ｄ ｉ ｒｐ 简 ｉ ｌ ｆ ｅ Ｍ ） 用 的产 品称为转基 因食 品 （ｅｅｉ ｌ ｏ ｉｅ ｏ ， ｇｎｔ ａ ｙｍ ｄ ｄｆ ｄ 简称 Ｇ ｏｄ 。 目前转 基因植 物 的研究范 围越来越 广 ｃｌ ｉ ｆ ｏ Ｍｆ ） ｏ
制剂基 因等 。其 中 Ｂ 毒 蛋 白基 因应用最广 ， ｔ 已被成功 地导 人棉花 、 玉米 、 马铃薯 等多种 作 物 ， ｔ 因是苏 Ｂ基
云金芽孢杆菌 （ ａｉａ ｔ ｒ ｇ ｎｉ Ｂ ） Ｂ ｃｌ ｕｉ ｉ ｓ ． ｔ 晶体蛋 白基 因 的简 称 ｌｓ ｈ ｎ ｅ ｓ 。Ｂ 在 芽孢形 成 时产 生 的 晶体蛋 白具 ｔ 有杀虫 活性 ， 害虫处 于易 防治 的幼龄期 发 挥作用 ； 转基 因植 株整个 生育 期表 达 杀虫 蛋 白的功 能 。Ｂ 在 在 ｔ 基 因对 哺乳类 动物 、 鸟类 、 鱼类 和一些有益 昆虫 不产 生毒害作 用 ， 不造成 环境污 染 。 目前 全球 已获得 了 且 ５ Ｏ多种 Ｂ 转基 因植物 。１９ ｔ ９ ３年我国开始拥有 Ｂ 抗虫棉 ， ｔ 它是我 国当前 种植面积 最大 的转基 因作物 。据 有 关地 区材料汇 总 ， 国 Ｂ 棉株 已获得 了平均收获 １ ｇ 我 ｔ ｋ 棉花 的生产成本 降低了 ２ ％ ～ ３ 。 ０ ３％ ２ ３ 改良作 物品质 的基 因 ． 随着人们生 活水平 的提高 ， 人们对饮食质量 的要求越来 越高 。利用 转基 因技
转 基 因植 物及 其 安 全 性 问题
陈 燕
（ 肥学 院 ， 合 合肥 ２０ ２ ） ３０２
摘 要 ： 绍 了转 基 因植 物在 全 球 和我 国发展 概况 ， 绍 了转 基 因植 物 的几种 目的基 因 ： 除 草剂 基 因、 病 虫 介 介 抗 抗 基 因 、 良 物 品质 基 因 ， 其 在 农业 上 的应用 ， 转基 因植 物食 品 的安全 性和 转基 因生态 环境 的安全 性 讨 论 了 改 作 及 从
阿根廷 、 加拿大 、 中国、 非和澳 大利亚 ６ 国家 ， 种植面积 占了全球转 基 因作 物 的 ９ ％Ｌ ； 中美 国排 南 个 其 ９ １其 Ｊ
名第一 ， 种植 了 ４ ８ ２ ０万公 顷（ 占全球种植 面 积 的 ６ ％ ） ８ 。至 １９ ９ ９年美 国 已批准 ５ ０种转 基 因植 物 产品商 业化 ， 全美有 １４的耕地种植 的是 转基因作物 ， 国市场上 ，０ 以上 的大豆 、０ ／ 美 ７％ ２ ％以上的玉米是来 自转基 因作物 。２ ０ ０ １年阿根廷种植 的大豆有 ９ ％是转基 因大 豆 。 ０ １２ 我国转 基 因作物 的发 展 从整体水平来看 ， 国转基 因植物 的研究与应用取得加 ， 而且 与多数 的人类 食 品有 关 ， 因此 引起 了世人 的密切关 注 。尽 管近 几年 在世 界范围 内引发 了一场对 Ｇ Ｃ安全性 的争论 ， Ｍ 一些 国家和 民间组 织对 Ｇ ＭＣ产 品持 怀疑甚 至否定 的态 度 ， 但
Ｇ Ｃ的发展趋势不 可逆转 ， Ｍ 已成定局 。
１ 转基 因植 物 的发 展 概 况
１１ 全球 转 基 因植 物 的发 展 ． 基 因工 程 自 １９ ９ ２年 问 世 以 来 ， 界 各 国试 种 的转 基 因 植 物 超 过 ４ ０ 世 ５０种 ，
批准商业化生产 的已有 １０多个 品种 （ ） ９ ３ ， ２ 系 。１８ 年 世界上第 一株转基 因作物是 由美 国科 学家研 发而成 的转基 因烟草 。１９ 年 ， ９２ 中国第一个 把抗 病毒转基 因烟 草进行 了商 品化种植 。１９ ９４年美 国第一个 转基 因
１０ ８ 亿美元 。随着 除草剂 的施 用 ， 不仅杂草对 除草剂 的抗药性增 加 ， 同时对农作 物也造 成一定 的伤 害。除 草剂 是通过 破坏氨基 酸合成 或破坏光合作用 中的酶 或蛋 白质来 杀死 杂草 的 Ｊ 。草甘膦 、 黄 隆和溴莱 ｌ 卯 绿
腈 等高效 、 毒 、 低 无公 害 的除草剂多为无 选择性 的广谱 除草剂 ， 在杀 死杂草 同时 ， 也将 作物杀死 。应 用基因 工程技术选 择对 除草剂有抗性 的基 因导人作物 ， 近年来 学者发 现 ， 细胞色素 Ｐ ５ ４０加 氧酶在高 等植 物解 除 除草剂毒性代谢 中起 重要作 用 ， 将从细菌 、 动物 和植物 中分离到 的细胞色 素 Ｐ ５ ４ ０基 因导人 马铃薯 、 烟草等
总 面积 的 ４ ０万 ｈ 的 ５ ％ 。 ８ ｍ ８
收稿 １ ：０ ４—１ ３期 ２ ０ １—１ １
作者简介： 陈燕（９ ３ ， ， １３ 一） 女 浙江温州人 ， 合肥学院原生化系副教授。
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第１ 期
夔 基因植物及安全性问题
１ ３
２ 转基 因植物 的 目 的基 因及 其 在农 业 上 的应 用
基 因是 遗传物质 的基本单位 ， 是所有生命 活动 的基础 。应 用转基 因技术 ， 特定 的 目的基 因从 植物基 将
因组或其他物种 的基 因组中分离 出来 ， 然后对 其功能进 行研究 ， 将此 外源基 因整合 到受 体植 物基 因组 中 ， 从 而改 良植 物 的 目标 性 状。在近 １ Ｏ多年中 ， 诸如抗 除草剂 、 抗病 虫 、 逆境 胁迫 、 高作物 品质 与产 量等 抗 提 可供 利用的基 因资源 已被克隆 ， 的被 成功地 导人 目标植物 中并得到表达 ， 有 培育 出具有优 良性状 的转基因 作 物的新品种 巧 。 ２ １ 抗除草 剂基因 ． 全世 界 的农 作 物 因杂草 的危 害 ， 年减 产 约 １ ％ 。在美 国 ， 每 ０ 每年 防 治杂 草需 化 费
２ ２ ２ 抗 虫基 因 全世 界每 年因病虫 害损失 的 占产 量 ３ ％ ， 中的 １ ％是 由虫 害 引起 的。全球 由于害 ．． ７ 其 ３ 虫造成的损失在 １ ０ ０多亿 美元 ， ０ 仅水稻一种作物高达 ４ ０亿 美元 。为降低农 药用量 、 ５ 减轻 环境 污染 和减
少经济损失 ， 急需培育抗 虫转基 因品种 。所要使 用的抗虫基 因主要 有两类 ： 一是从 细菌 中分离 出来 的毒蛋 白基 因， Ｂ 毒蛋 白基 因； 如 ｔ 另一类 是从植物 中分离 出的抗虫 基 因 ， 豇豆胰 蛋 白酶 抑制剂 基 因、 如 淀粉 酶抑