基因工程在农业中的应用
基因工程技术在农作物生产中的应用
基因工程技术在农作物生产中的应用随着科学技术的发展，基因工程技术在农作物生产中得到广泛应用。
基因工程技术可提高农作物的产量、抗逆性及品质，同时也能解决一些疾病，给人们带来更全面、更安全的饮食。
本文将介绍基因工程技术在农作物生产中的应用。
一、基因工程技术的概念基因工程技术，简称基因工程，是一种可以利用生物学、化学、物理学知识研究、创造和改变基因的技术。
通过基因工程技术，人们可以对生物体的遗传信息进行干预和改变，使其获得新的性状，并使生物器官功能得到改善。
二、基因工程技术在农作物中的应用1.提高生长速度和品质基因工程技术可以实现对农作物的基因组进行改造，进而提高其生长速度和品质。
例如，利用基因工程技术可以改变玉米的淀粉性质，使其更易消化，达到优化营养的目的。
同样的，对大米的基因进行改造，可以使其更耐寒、抗旱和抗病，提高农作物的抗逆性能，进而提高大米的产量。
2.降低农药使用量农业生产中，常常因为病虫害的侵袭而使用农药，但常常有害于人体健康，严重的甚至会导致癌症等身体疾病。
通过基因工程技术可以实现植物对虫害的自然防御能力，减少可避免的农药使用量和对环境的影响，使农作物的生产更为健康和安全。
3.提高生产效率和保证食品安全农业生产行业越来越重视食品安全和食品的品质，而通过基因工程技术，能够实现对农作物基因的精细调控，进而实现对农产品中营养的定向培育，并提高生产效率。
三、基因工程技术在农业过程中的作用1.创造更多新的耐逆性物种通过基因工程技术可以改造作物的基因，乃至创建更易适应环境、更耐逆性的物种。
例如，在亚热带地区，柑橘、水稻等作物常受到干旱、涝或贫瘠的土壤的侵害，利用基因工程技术改造作物的基因，可以大幅度提高作物的适应能力，创造更多新的物种。
2.提高农作物品质利用基因工程技术可以有效提高农作物的营养价值、口感及色泽等方面，这样对于消费者而言，其安全和品质得到了更全面的保障，不仅能够保证健康，还能够保证美食享受。
基因工程在农业领域的应用
基因工程在农业领域的应用基因工程是一种现代生物技术，涉及对生物体基因组的改变和修饰，以实现特定目的。
而在农业领域，基因工程为农作物的生长和生产带来了巨大的变革和进步。
本文将重点探讨基因工程在农业领域的应用，包括提高农作物产量和抵抗力、改良农作物的质量和营养价值、以及创造可持续农业系统。
一、提高农作物产量和抵抗力基因工程被广泛应用于改良农作物的产量和抵抗力。
通过引入耐逆性基因，如抗病毒基因、抗虫基因等，农作物的抗病虫能力得到了显著提升。
例如，基因工程使得转基因玉米产生了一种名为Bt toxin的蛋白质，能够有效抵抗玉米螟等害虫的侵袭，从而提高了玉米的产量。
此外，基因工程还可以通过提高农作物的耐旱性和耐盐性来增加其产量。
通过转基因技术，科学家们已经成功地转移了一些抗旱基因或盐耐受基因到一些重要的经济作物中，比如水稻和小麦。
这些转基因作物能够在水限制和高盐度环境下维持正常生长，从而减少了因干旱和盐碱化导致的农作物减产。
二、改良农作物的质量和营养价值基因工程也被广泛应用于改良农作物的质量和营养价值。
通过转基因技术，科学家们成功地提高了农作物的抗氧化性、香味、颜色等特征，使得农产品更具市场竞争力。
例如，转基因蕃茄中增加了番茄红素的含量，使得其营养价值更高。
类似的，转基因水果也可以增加其维生素C和抗氧化剂的含量，从而改善人们的饮食健康。
基因工程还可以解决一些营养缺乏问题。
例如，转基因金针菇中可添加丰富的维生素D，填补人们日常饮食中维生素D的不足。
此外，基因工程还可以通过增加某些农作物的氨基酸含量，提供更多的营养价值，从而改善人类的营养摄入。
三、创造可持续农业系统基因工程在农业领域还有一个重要的应用就是创造可持续农业系统。
传统的农业往往需要大量的化肥和农药，对环境造成了很大的污染和生物多样性的丧失。
而基因工程可以通过改良作物本身，使其具备抗虫、抗除草剂和抗病毒的特性，从而减少或消除对农药的依赖。
此外，基因工程还可以改良农作物的栽培特性，使其更适应特定的环境。
基因工程的应用实例
基因工程的应用实例一、基因工程在农业领域的应用1. 作物基因改良：通过基因工程技术，可以向作物中引入抗虫、抗病、耐旱、耐盐等有益基因，提高作物的抗逆能力和产量。
例如，转基因玉米可以抵抗玉米螟的侵袭，转基因水稻可以提高水稻的产量和抗虫能力。
2. 动物基因改良：基因工程技术也可以应用于动物的基因改良。
例如，科学家们利用基因工程技术成功地将人类胰岛素基因导入绵羊胚胎中，从而使绵羊能够产生人类胰岛素，为糖尿病患者提供了一种更安全、更有效的治疗方法。
二、基因工程在医学领域的应用1. 基因诊断：基因工程技术可以通过检测人体的基因序列，帮助医生准确地诊断疾病。
例如，通过检测乳腺癌相关基因的突变，可以早期发现乳腺癌风险，及时采取治疗措施。
2. 基因治疗：基因工程技术可以用于治疗一些遗传性疾病。
例如，通过基因工程技术，科学家们成功地治疗了一些免疫系统缺陷病患者，并且正在研究利用基因工程技术治疗其他遗传性疾病，如囊性纤维化等。
三、基因工程在环境保护领域的应用1. 生物降解：基因工程技术可以通过改变微生物的基因组，使其具有降解有机物的能力。
例如，科学家们通过基因工程技术培育出一种可以降解塑料的细菌，为解决塑料污染问题提供了新的途径。
2. 污水处理：基因工程技术还可以应用于污水处理。
科学家们通过基因工程技术改造了一种细菌，使其能够高效地将污水中的有害物质转化为无害物质，从而提高了污水处理的效率和效果。
四、基因工程在生命科学研究中的应用1. 基因功能研究：基因工程技术可以通过改变生物体内的特定基因，研究该基因在生物体发育、生长、代谢等方面的功能。
例如，通过基因敲除或基因过表达的方法，可以研究某个基因在细胞分裂、细胞分化等过程中的作用机制。
2. 基因组学研究：基因工程技术可以应用于对整个基因组的研究。
例如，利用基因工程技术，科学家们可以对某一物种的基因组进行测序，从而了解该物种的基因组结构和功能，为进一步研究提供基础数据。
基因工程技术在农业中的应用进展
基因工程技术在农业中的应用进展随着现代科学技术的发展，基因工程技术在农业领域得到广泛应用。
基因工程技术可以利用先进的技术手段对生物基因进行修饰，从而改良农作物品质和产量，有利于解决食品安全和粮食短缺等重大问题。
本文将介绍基因工程技术在农业领域的应用进展，并探讨其产生的影响和可能的风险。
一、基因工程技术在农业中的应用基因工程技术主要包括基因克隆、基因编辑和基因组编辑等技术。
这些技术可以被用来编辑农作物的基因，从而改变它们的特性和质量。
农业领域中，基因工程技术的应用范围非常广泛，以下是一些典型的例子。
1. 转基因作物转基因作物是指通过基因工程技术将外源基因导入到农作物中，使其具备更强的抗病、抗虫、耐旱、耐盐性和抗草药杀虫剂能力等特性。
转基因作物对提高农作物产量和品质有着非常重要的贡献。
比如，转基因大豆可以提高产量和含油量，转基因水稻可以提高抗虫能力和产量，转基因玉米可以增强抗虫能力和耐旱能力。
2. 基因剪切和编辑基因编辑技术可以实现精确地对基因进行操作，脆弱农作物的抗性可以得到改良，完全可以实现目标基因的结构和功能的修改。
这样可以避免传统的育种过程耗费大量的时间和系统资源。
同时，可以利用基因编辑技术增加农作物抗性，提高农作物品质。
例如，基因编辑可以通过减少光合作用中某些酶的活性，提高作物耐甘草抑制剂的效果，增加作物产量。
3. 育种筛选加速传统的育种方法需要较长时间，而基因工程技术可以使农作物种植和育种筛选过程变得更加快速和有效。
例如，从转基因野生烟草中学到的抗病基因经过简单的人工转化，可以传递给商业烟草，从而3年内研发出耐黑背风险的菲律宾烟草品种。
二、基因工程技术在农业中可能带来的影响和风险基因工程技术在农业领域中的应用是不可避免的进步，但随之而来的一些风险和影响也必须引起我们的重视。
首先是物种威胁。
基因编辑技术可用于对其他物种进行编辑，某些物种可能会消亡或者变异。
其次是异质性问题。
由于基因编辑技术只能够编辑个体的一部分，而不是所有的个体，导致编辑结果不同的个体之间产生了异质性，这可能会导致一些不利影响。
基因工程在农业中的应用
基因工程在农业中的应用基因工程是一项革命性的科学技术，通过调整和改变生物体的遗传物质，使其获得特定的性状或性能。
在农业领域，基因工程技术被广泛应用，旨在提高农作物的产量和质量，提高农业的可持续发展水平。
本文将探讨基因工程在农业中的应用，并展示其在提高农作物产量、抵抗病虫害以及改善营养价值方面的作用。
一、提高农作物产量基因工程技术可以通过改变农作物的遗传物质，使其表达具有增强生长能力和抗逆能力的基因。
例如，将一些耐旱、耐寒、耐盐等逆境生物的基因导入农作物，可以使其在恶劣环境中存活和生长，并提高产量。
此外，基因工程技术还可以改善农作物的光合作用效率，使其能够更有效地利用光能进行光合作用，提高产量。
二、抵抗病虫害农作物在生长过程中常常受到各种病毒、细菌和虫害的侵袭，导致产量下降甚至作物完全死亡。
基因工程技术可以使农作物获得对病毒、细菌和虫害的抵抗能力。
例如，通过将抗虫基因导入作物中，可以使其具有抗虫的能力，减少对农药的依赖，并可避免农药对环境的污染。
同样地，通过导入抗病毒基因或抗细菌基因，可以提高作物对病毒和细菌的抵抗能力，减少病害造成的损失。
三、改善营养价值基因工程技术还可以改善农作物的营养价值，使其更加富含人体所需的营养物质。
例如，通过导入富含维生素A的基因，可以提高作物的维生素A含量，从而减少维生素A缺乏症的发生。
类似地，通过基因工程技术可以增加农作物中其他重要的营养物质，如铁、锌、蛋白质等，帮助解决全球范围内的营养不良问题。
虽然基因工程在农业中有着广泛的应用前景，但也存在一些争议和风险。
首先，基因工程可能会引入外来基因，并对生态系统造成潜在的风险。
其次，基因工程可能引发意想不到的副作用，例如产生新的病害或产生对农药的抗性。
因此，在应用基因工程技术时，必须进行科学严谨的风险评估和监管，以确保其安全性和可持续性。
综上所述，基因工程技术在农业中的应用具有巨大的潜力。
通过提高农作物的产量和质量，抵抗病虫害，改善营养价值，基因工程技术有助于推动农业的可持续发展，并为全球粮食安全问题提供解决方案。
基因工程在农业生产中的应用
基因工程在农业生产中的应用随着科技的不断进步，基因工程技术的发展已经在许多领域得到了应用。
其中，在农业生产中的应用也引起了广泛关注。
本文将探讨基因工程在农业生产中的实际应用情况、对农业生产的影响和前景。
一、转基因技术在农业中的应用1.转基因作物转基因作物是指将某些其他物种的DNA序列转移到植物的基因组中，以改变植物自身的一些特征和性状。
例如，可以加入某种细菌的基因，使植物产生一定程度的抗虫性。
这样的转基因植物可以从根本上解决众多的农业问题，增加农产品的产量，改善质量，进而提高农民的生活水平。
2.转基因动物除了转基因作物，基因工程技术还被应用于转基因动物。
例如，科学家们尝试着通过对家禽基因的改造，来增加它们的生产效率，从而提高家禽养殖业的效益。
此外，转基因动物还可以提高其抵抗力，防止疾病的传播和发生。
二、基因工程技术在农业中的影响1.改善农产品的品质通过基因工程技术的应用，更好地改进了植物或动物的特征和性状，增强它们对外界环境的适应能力。
这些改进不仅有助于提高农产品的产量，还可以提高农产品的质量，例如，成分、口感、味道等。
因此，农产品不仅数量上增加了，而且质量也得到了保证。
2.促进农业的发展农业作为人类经济的支柱，一直是国家之间竞争的焦点之一。
此时，基因工程技术的应用已经成为了农业升级的一个主要手段。
因为它改变了自然的方式，以更快的方式增加产量、改善农产品质量，以此来增加农民的收入，推动农业向更加现代化的转变。
3.减少农业用药量和劳动力传统农业生产方式往往需要大量的农业用药，以防止作物被虫害和物质病毒侵袭。
这种植物保护方式会对人类和环境带来一定的危害。
采用基因工程技术可以减少这些农业用药，并通过改善作物特性来避免甚至消除这些病毒和虫害问题。
采用新技术种植作物的农民可以大大减少工作量，从而提高生产效率和安全性，降低劳动力投入成本。
三、基因工程技术在农业中的前景基因工程技术的应用在农业中是一个非常具有发展前景的领域。
基因工程技术在农业中的应用
基因工程技术在农业中的应用随着科学技术的不断发展，基因工程技术在农业中的应用日益广泛。
基因工程技术能够通过改变作物的基因，使其具有更好的抗病能力、生长速度更快、品质更优等优点，这对农业生产来说是具有极大的意义的。
一、基因工程技术能够提高农作物的产量和品质基因工程技术可以通过改变农作物的基因，使得农作物能够对外部环境的适应性更强。
比如，利用基因工程技术可以减弱农作物对病害的敏感度，增强其对干旱、旱涝等环境的适应性，从而提高了农作物的产量和品质。
目前，已经有部分农作物利用了基因工程技术进行改良，例如转基因玉米、转基因大豆等，它们的产量和品质都有了很大的提高。
二、基因工程技术可以提高农作物的抗病能力随着气候变化和全球化经济的发展，传统的农业方式面临越来越多的病虫害威胁。
但是通过基因工程技术，农作物可以被赋予更强的抗病能力和抗虫能力。
例如，科学家们利用基因工程技术，将其他动植物的抗病基因转移到农作物里面，使其拥有更强的抵抗力，从而减少了对化学农药的依赖，降低了农药对环境的污染。
三、基因工程技术可以提高农作物的营养价值基因工程技术还可以应用于提高农作物的营养价值。
例如，将某些植物的营养物质基因转移到其他作物中，可以使其含有更多的营养物质，如维生素、蛋白质等，从而提高了食用作物的营养价值。
此外，利用基因工程技术还可以减少食物中有害物质的含量，如亚硝酸盐、重金属等，使食品安全问题得到有效控制。
四、基因工程技术可以保护农业生态环境基因工程技术还可以用于改善农业生态环境。
例如，对于一些病虫害防治措施，往往需要大量的化学农药，这对环境造成极大的污染。
但是通过基因工程技术，可以减少对化学农药的依赖，从而降低对环境的污染。
此外，利用基因工程技术还可以研发出更符合绿色环保要求的肥料，从根源上减少环境污染问题。
综上所述，基因工程技术在农业中的应用对于农业生产的发展和社会的进步都具有极为重要的意义。
我们需要在继续推进研究工作的同时，重视对基因工程技术的社会环境影响的评估，努力让基因工程技术的应用更多地造福人类，促进农业的可持续发展。
基因工程在农业领域的应用研究
基因工程在农业领域的应用研究概述：基因工程是一种通过改变生物体的基因组来改善其性状的技术，它在农业领域的应用为改善植物和动物的生长、产量、抗病能力和品质提供了新的途径。
本文将探讨基因工程在农业领域的应用以及带来的挑战和潜在的风险。
1. 作物品种改良：利用基因工程技术，农业科学家能够快速、准确地改良作物品种。
例如，通过转基因技术，可以将耐旱、耐盐、耐虫害等抗性基因导入作物，使其具备更强的抗逆性能。
这样，农作物能够更好地适应不良环境条件，提高产量和质量，从而增加农民的收入。
2. 病虫害防控：基因工程还可以用于病虫害的防控。
传统的农业防治方法往往依赖于农药的使用，但这些化学农药会对环境和人类健康产生负面影响。
而基因工程可以通过转基因技术，使作物具备抗病虫害的能力，减少对农药的依赖。
这不仅可以保护环境，还可以减少病虫害对农作物的破坏，提高农作物的产量和质量。
3. 营养改良：利用基因工程技术，科学家能够改良作物的营养性能。
例如，在稻谷中导入维生素A合成基因，可以增加稻谷中维生素A的含量，从而减少贫困地区人口中维生素A缺乏症的发生率。
类似地，通过转基因技术还可以增加作物中的铁、锌等微量元素的含量，提高食物的营养价值。
4. 逆境环境适应：基因工程技术还可以帮助作物适应不良的环境条件。
例如，转基因玉米、大豆等作物可以通过增加抗旱或耐盐基因的表达来提高对干旱或盐碱土壤的适应能力。
这对于农业生产在干旱或盐碱地区具有重要意义。
尽管基因工程在农业方面的应用带来了许多潜在的好处，但也存在一些挑战和风险需要面对。
1. 公众接受度：基因工程食品对消费者来说是一个较为敏感和争议的话题。
一些消费者对转基因食品产生了担忧，担心其对健康和环境的潜在风险。
因此，提高公众对基因工程食品的认知以及对其安全性的信任是一个重要的任务。
2. 生态风险：基因工程作物在环境中引入新的基因可能对生态系统产生不可预测的影响。
例如，转基因植物可能影响到其他植物的生长，或者影响到有关生态系统的其他关键物种。
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基因工程在农业中的应用摘要：基因工程技术在农业中的应用及在农业上应用时相应的问题，论述了基因工程给目前农业的发展带来机遇与挑战。
关键词：基因工程；农业；应用基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子,构成遗传物质的新组合,并使之渗入到原先没有这类分子的寄主细胞内,而能持续稳定地繁殖。
从定义上看,它首先强调外源核酸分子在另一种寄主生物细胞中进行繁殖的问题,这种跨越天然物种屏障的能力,是基因工程的第一重要特征。
这表明,应用基因工程技术,人们就可以按照自己的主观愿望,创造出自然界原先并不存在的新的生物类型。
科研人员正是利用这一特征,已在提高农作物作物产量,改善品质,增强抗逆性和抗病虫害的能力等方面取得令人瞩目的成就。
1 基因工程在农业中的应用1.1 利用基因工程技术减少农药使用量农作物在生长过程中容易受到致病菌及害虫的影响,因此在作物种植过程中往往需要使用大t的农药控制病虫害,这是造成食物中农药残留及环境污染的主要原因。
如何减少农药的使用量是绿色食品生产中的一项关键技术。
采用策衍害虫天敌、诱杀或生物防治的方法虽然可以部分替代合成农药,但是最直接有效的方法是利用荃因工程技术使作物获得抗病、虫的能力;目前已采用基因工程技术将各种抗病、虫基因转移到包括大豆、玉米、水稻等多种重要农作物中,利用转基因植物自身的能力抵抗外界病、虫的危害,从而达到减少药使用的目的。
1996年以来,仅北美地区由于采用转基因抗病、虫作物已使农用化学品的使用量减少了450万吨。
与普通的大豆相比,种植转Bt杀虫蛋自墓因的大豆可以使杀虫剂的用量减少80%。
踞统计,1996一1998年之间,全球种植的转基因抗虫作物不但使产量提高了10%,而且减少了250亿元的杀虫剂使用量。
由此可见,利用基因工程技术增强农作物心沙品种对角虫、可以大大降低作物种植过程中农药的使用,从而减少食物中的农药残留,并且能够产生良好的生态效益和经济效益,将是发展绿色食品的一个有效手段。
1.2 利用基因工程技术改良作物品质随着生活水平的提高,人们越来越关注口味、口感、营养成分和欣赏价值等品质性状。
实践证明,利用基因工程可以有效地改善植物的品质,并且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域,取得了很好的效果。
种子及其他贮藏器官(块茎、块根、鳞茎等)中蛋白质的含量及其氨基酸的组成、淀粉和其他多糖化合物以及脂类物质的组成,直接关系到其营养价值或在工业上的用途。
由于不少贮藏蛋白的基因或与这些贮藏物质有关的代谢过程的改变,而改变这些器官中的物质组成,甚至使植物产生的反义RNA基因,就有可能通过调控有关的代谢过程而改变这些器官中的物质组成,甚至使植物产生新的或者修饰过的化合物。
在蛋白质改良方面,由于特定作物种子中往往缺少某几种必需氨基酸,人们的注意力集中于通过基因工程改变蛋白质的必需氨基酸的组成来改善植物的营养价值。
美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋质合成基因,成功地导入到马铃薯中,培育出高蛋白马铃薯品种,其蛋白质含量接近大豆,营养价值大大提高,受到农场主及消费者的普遍欢迎。
Meijer将富脯氨酸基因成功地导入水稻中,获得转基因植株,提高了籽粒的蛋白质含量,改善了稻米的品质。
将巴西坚果的富含蛋氨酸的2S清蛋白基因转入烟草,在菜豆种子的贮藏蛋白基因的启动子的驱动下,表达的蛋白质中18%的氨基酸为蛋氨酸,在转基因烟草的蛋白质中蛋氨酸的含量增加了30%。
有人将编码高含硫氨基酸的蛋白质基因导入豆牧草,使之在茎中高度表达,大大提高了其作为饲料的营养价值。
基因工程在调控植物的淀粉及其他多糖化合物方面也取得较大进展。
在改变油料作物油脂的组成方面,近年来已取得了一系列重要的突破,这方面的主要目标是改变油脂的不饱和度以及脂肪链的长度。
通过导入硬脂酸ACP脱氢酶的反义基因,在转基因油菜和芜菁的种子中硬脂酸的含量由2%增加到40%,增加了20倍。
我国在利用基因工程改良植物品质方面也取得较大成就。
1997年我国第1个获准进行商品化生产的基因工程番茄品种)))华番1号,在13~30e下可贮藏45d左右,大大延长了保鲜期,解决了由于果实具有呼吸跃变期而难贮藏的难题。
北京农林科学院工作人员经4a努力,将来自美国的优质面包小麦品种CHEYENNE的谷蛋白亚基导入到北京地区推广种植的抗病、高产品种,获得蛋白质含量较高的小麦类型,具有较好的前景。
1.3 利用基因工程技术培育抗逆性强的作物植物对逆境的抗性一直是植物学家关心的问题。
由植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战,耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)已获得成功。
Hhomashow 等将CBF1(C-repeatingbind-ingfactor)基因导入拟南芥,诱导一系列低温调节蛋白的表达,使未经低温驯化的植株具有较强的抗寒能力,从而能够抵御比较寒冷的天气。
Murata等通过向烟草导入拟南芥叶绿体的甘油-3-磷酸乙酰转移酶基因,以调节叶绿体膜脂不饱和度,使获得的转基因烟草的抗寒性增加。
科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长,从而免受低温的冻害,正常地生活在寒冷的极地中。
将这种抗冻蛋白基因从鱼体内分离出来,导入植物体获得转基因植物,目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。
相信在不久的将来,会有各种具有强抗寒特性的转基因植物出现,使它们能在高寒地区或者骤冷的气候下生存。
2基因工程技术应用对有机农业生态环境潜在的生物安全性问题2.1基因流和基因污染基因流来自英文“GeneFlow”,指转基因在转基因生物和与其有亲缘关系的生物间的流动。
基因污染来自英文“GeneContamination”,指转基因生物的外源基因通过某种途径转入并整合到其他的生物基因组中,使得其他生物尤其是植物的种子或产品中混杂有转基因成份,造成自然界基因库的混杂和污染。
从基因流与基因污染的关系来看,基因流是原因,基因污染是后果。
2.2基因污染的风险性研究由于几乎所有的农作物在其分布区都存在有性繁殖兼容性(可交配)的野生种和近缘种,因此从理论上讲,基因污染的发生完全是有可能的。
如果在有机农业生产基地周围种植转基因作物,有机农场就有可能受到基因污染,基因污染主要存在如下几种形式。
2.2.1 转基因作物有可能演变为“超级杂草”“超级杂草”概念首先由E.Anderson提出,特指那些来自驯化作物与野生近缘种杂交而产生的有害植物。
1999年,在加拿大Saskatchewan省的11块地的田间确认了抗多种除草剂的转基因油菜自播植物的存在,并且在相邻油菜地的小麦田间也发现了能抗除草剂的转基因油菜自播植物,同时该油菜已经变成了麦田中的杂草,而且难以治理,以上情况出现的缘故就是基因流的缘故。
最近,EnglishNature报道上加拿大出现抗3种除草剂油菜自播植物的整个过程,并再次提出了“超级杂草”的说法。
所以,那些原本具有杂草特性的植物如向日葵、油菜、草莓等在进行基因遗传转化时,应该重视可能出现的杂草化问题。
2.2.2 转基因作物通过基因流对近缘物种造成潜在威胁的影响随着转基因作物在环境中的大量释放,不断有研究证实这些不同来源的转基因通过花粉向相关近缘物种转移的事实。
2001年11月Chapela和Quist在Nature上报道了墨西哥Oaxa-ca 州的玉米受到基因污染的分子证据,同时墨西哥政府也两次分别证实了本土玉米受污染的事实,这一发现令全世界感到震惊。
在墨西哥,有超过300种的玉米地方种和野生种可能会因为这种基因污染而消失。
另外,被转基因植物无意授粉产生的种子有可能成为转基因向其他品种或野生近缘种转移的“遗传桥梁”。
我国是大豆的起源地和品种多样性集中地,有6000多份野生大豆品种,占全球90%以上。
目前辽宁、吉林和黑龙江大面积种植有机大豆,而2001年美国向中国出口了大约540万t的大豆,在美国,大约70%的大豆是孟山都公司生产的转基因抗草甘膦大豆。
如果这部分转基因大豆从运输到加工的过程中,有一部分产品遗落到野外或者被农民私自种植,就有可能成为我国有机大豆基因污染的源头,对我国的有机大豆造成污染,使我国大豆的遗传多样性丧失!2.2.3 转基因作物对非靶生物的影响基因工程Bt杀虫作物持续而不可控制地产生大剂量的Bt毒蛋白,能大规模地消灭害虫,但同时也伤害了部分靶昆虫,因为Bt毒蛋白通过食物链转移到了非靶昆虫身上,使昆虫的肠胃破裂,如飞蛾类(飞蛾与蝴蝶)和甲壳类(甲虫)。
而且基因工程Bt杀虫作物产生的Bt毒蛋白可以从植物的根部渗透到土壤或随叶子进入土壤,Stotzdy及其同事研究表明,Bt毒素会被吸收到土壤微粒中并残留234天或更久,这对土壤和水体中的无脊椎动物具有危害性,而传统的Bt杀虫菌粉则没有这种危害。
Birch等报道食用植物凝集素转基因番茄植株上蚜虫和瓢虫与对照组相比,产卵率减少38%,寿命仅为对照组的50%。
2.2.4 转基因作物对生物多样性和天然生物基因库的影响生物繁殖的本质就是基因的复制,转基因可随被污染生物的繁殖而得到繁殖,再随被污染生物的传播而发生扩散,这种扩散使得大量转基因进入野生植物基因库,进而影响基因库的遗传结构,破坏遗传多样性,给生物多样性造成危害。
进化理论预测一个含有优势基因的品种会增加该品种在该物种中所占的比率。
例如,我们可以预期一个抗虫基因(如Bt基因)所表现的优势和该优势在种群中比例的上升,结果便使其他基因型品种比例降低,同时伴随基因多样性的丧失。
天然的野生植物基因库对人类是一个巨大的宝藏,也是人类发展有机农业的天然基础,然而令人堪忧的是:我们现在还能守住这最后一片“净土”吗?2.2.5 转基因作物对自然界生态平衡的影响自然界生物被基因污染后的结果可能使某些野生物种从转基因中获得新的性状,如耐寒、抗病、速长、高产、抗盐等,使其具有更强的生命力并可能打破自然界的生态平衡。
有机农场一旦被基因污染打破生态平衡,将不再适宜种植原有的作物品种。
2.2.6 转基因作物对害虫抗性增加的影响由于Bt基因在植物体内的持续表达,使得害虫在整个生长周期都受到Bt杀虫蛋白的选择,可促使害虫对转抗虫基因植物产生相应的抗性。
害虫对转基因植物的抗性发展,能够削弱转基因植物本身的效益,对环境产生负面影响。
2002年6月3日,绿色和平与中国农业生物技术学会、国家环境保护总局南京环境科学研究所在北京联合发布了《转Bt基因抗虫棉环境影响研究的综合报告》,该报告综合分析了中国农科院植物保护所、中国农科院棉花所、中国农业大学植物保护系和南京农业大学植物保护系4家中国权威机构的研究数据,提出大田连续种植8—10年抗虫棉后,抗虫棉可能丧失对棉铃虫的抗性,从而失去其利用价值。
这一事件是继Pusztai事件、帝王蝶(Monarchbutterfly)事件、巴西坚果事件和墨西哥玉米污染事件后的又一件大事,再次在学术界掀起了轩然大波,引进了世界各国对转基因作物安全性的高度注意。