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转基因食品历史与现实状况转基因食品历史与现实状况吴 兴 泉第1页一、转基因食品及其历史二、转基因植物三、转基因动物四、转基因食品安全性问题五、转基因食品检测技术第2页一、转基因食品及其历史1、何为转基因食品v“转基因”是指利用分子生物学伎俩将外源性基因转移到某种特定生物体中，使其生物性状或机能发生部分改变。比如，将鱼抗冻基因转入西红柿使这可抵抗严寒；把一些病毒基因接入玉米、大豆植株中，用以抵抗病害侵袭。v转基因食品就是以转基因生物体直接作为食品或以其为原料加工生产食品。第3页2、转基因食品发展史v转基因食品发展历史实际上就是基因工程、转基因技术等生物技术发展史。v1982年，将大鼠生长激素重组基因导入小鼠受精原核内，取得了人类历史上第一个转基因动物转基因“超级鼠”，比普通小白鼠大一倍。v1983年，世界上第一例转基因植物（一个含有抗生素药类抗体烟草）在美国成功培植。v1994年，孟山都(Monsanto)企业下属Calgene企业研制延熟保鲜转基因番茄在美国同意上市，这是发达国家同意商业化第一个转基因作物。第4页v1997年全球转基因作物种植面积1100万公顷，v1998年就到达3000万公顷，v年，到达5870万公顷，v“在7年时间里，全球被转基因作物覆盖面积增加了34倍”，第5页二、转基因植物1、转基因作物种类及种植面积v当前全球已拥有120各种转基因植物，其中转基因大豆、棉花、玉米、油菜、西红柿等51种转基因作物已开始商品化生产。v在全部转基因作物中，转基因大豆、玉米、棉花和油菜种植面积占99%以上。v全球种得最多转基因作物是大豆，占全球大豆总种植面积62%，接下来是玉米（21%）和棉花（12%）。v种植转基因作物所带来总价值预计为42.5亿美元，而在前一年则为38亿美元。第6页2、转基因作物分布 现在，转基因作物种植覆盖16个国家，而一年前还是13个国家。其中4个国家转基因作物农田就占了全球总数99%。美国保持着绝对优势地位，转基因作物种植面积为3900万公顷，占全球总面积66%，年增加率为9%。美国国内74%大豆、75%棉花和30%玉米都是转基因品种。当前，仅美国市场上就有4 000各种食品含有转基因成份，占整个零售食品60%以上。第7页v阿根廷位居第二，种植面积为1350万公顷，占全球总面积23%。v另外两个排名较前国家是加拿大(6%)和中国(4%)。v欧洲一直是世界上与转基因作物依然保持距离主要地域，主要原因在于欧盟有些组员国依然坚持暂缓种植转基因作物。西班牙和德国两个国家转基因作物种植面积不足10万公顷。v 今年7月2日欧盟有条件允许转基因产品销售：要求必须对转基因成份超出0.9%产品给予标明。第8页3、作物转入外源基因类型及方法v类型：转基因作物包括遗传改良性状主要包含：抗除草剂基因占总面积71%，抗虫基因占28%，抗病毒基因占1%。v方法：农杆菌介导法：农杆菌中有一个致瘤环型DNA，称为Ti质粒。被农杆菌感染植物之所以长瘤正是因为TDNA插入了植物染色体。从此，人们便利用这种天然转化体系向植物转基因。基因枪：把所要转入基因包被在金粉或钨粉上之后，利用基因枪将其打入培养细胞中来完成转基因过程。第9页v4、中国转基因作物、中国转基因作物v中国政府十分重视生物技术研究，中国正在研发转基因作物和林木有47种，包括基因种类超出100种。尤其是在转基因抗虫棉、转基因水稻等领域研究结果已居世界前列，年，我国转基因作物种植面积突破210万公顷。v从1997年至年，农业部已同意水稻、玉米、棉花、大豆、油菜、马铃薯、杨树等10种转基因植物进入田间释放，并同意转基因棉花、番茄、甜椒、矮牵牛花等6个转基因品种进行商业化种植。但转基因食品所占百分比极少。第10页v到底我国当前有多少转基因食品？已经超出万吨。v当前我国极少生产粮食、油料作物等转基因食品，只有一些转基因抗虫棉，但并不进入人食物链。我国转基因食品基本上都是进口。v排在前三位是：大豆、玉米、油菜。我国去年进口大豆1500万吨，与国内自产非转基因大豆数量相当。当前我国进口大豆主要用做加工原料，生产豆油、豆腐、豆奶等制品。第11页5、转基因大豆v转基因大豆研究主要以耐除草剂和改进大豆品质为主：v耐除草剂：在美国有3个转基因大豆品种已应用，最多是对除草剂草丁膦和草甘膦含有耐性个品种。年种植面积占美国大豆74%。可见，当前美国大豆生产已经基本上普及了耐除草剂转基因品种。v改进大豆成份：Mazur等(1999)取得了种子油酸相对含量高达85%大豆新品系，而且农艺性状优良。第12页6、转基因玉米 v转基因玉米研究主要集中于提升抗虫性和耐除草剂方面。v在美国，转基因玉米种植面积占玉米总种植面积百分比在35%左右。v其中抗虫Bt玉米种植面积发展最快，所占近百分比最大，年约占玉米种植总面积24；耐除草剂玉米占7 10之间；兼具抗虫和耐除草剂特征转基因玉米品种种植规模依然不大，近年来仅占玉米种植总面积1-2。第13页7、转基因水稻 转基因水稻研究主要集中在以下三个方面：v提升光合效率：将C4作物玉米PEPC基因导入水稻基因组，从而改良了水稻光合作用效率。v提升营养品质：Ye等（）成功地未来自其它物种psy、cntl和lcy基因整合到水稻基因组中，处理了水稻胚乳不能合成维生素A难题。v增加抗逆性：纽约康乃尔大学加戈等将大肠杆菌中两种负责合成海藻糖基因导入到籼稻中。转基因水稻在恶劣环境条件下生存能力比普通水稻更强。v在我国，预计两年后，转基因水稻会得到大面积种植，转基因大米也会端上中国人餐桌。第14页8、转基因马铃薯v抗病基因。抗病毒、抗真菌、抗细菌、抗除草剂和Bt基因。1996年美国转基因土豆种植面积约有1万英亩，1999年增加到了5万英亩，v生产可食疫苗。最近，Tacket等(1998)利用表示肠产毒性大肠杆菌热不稳定性毒素(LT)转基因马铃薯进行了人体免疫试验，结果表明这种转基因马铃薯在人体中也含有预期免疫作用。第15页9、转基因植物带来经济效益 v获益主要路径有三个：v当碰到虫害和杂草危害时，常规品种减产幅度较大，转基因作物品种相对增产；因为降低了杀虫剂和除草剂等农药用量，降低了生产成本，农民纯收入相对增加；经过降低农田害虫和杂草防治工作量，节约劳力成本，相对增加了农民经济收入。第16页10、转基因植物带来环境效益：v保护动物：增加有益昆虫和动物种群数量 1996年开始推广抗病虫作物以来，美国各种鸟类数量都有显著增加。v降低农药污染 1996年开始推广种植抗虫和耐除草剂玉米、大豆和棉花后，1998年与1997年相比，这种作物农药施用面积约降低了1910万英亩，相当于这3种作物农药施用总面积6.2，农药有效成份用量也降低了大约250万磅。第17页三、转基因动物v转基因动物：是经过人工试验方法，将别基因导入动物细胞，与动物本身基因整合在一起，并随细胞分裂而繁殖，而且能够将别基因信息遗传给后代，严格意义上说，转基因动物是人工创造新动物。第18页1、动物基因工程介绍、动物基因工程介绍 v转基因动物接收外来基因细胞普通是受精卵。v导入外来基因惯用技术 显微注射、病毒介导。第19页微注射方法其主要步骤：v以牛为例：v从屠宰场杀掉奶牛体内搜集卵母细胞，并使之在体外成熟；v用公牛精子对成熟卵母细胞进行体外受精；v受精卵离心，浓缩卵黄；v将欲导入DNA微注射到精前核当中；v对胚胎进行体外培养；v利用非外科移植术将一个胚胎植入代孕母牛子宫内；v对子代进行DNA检测确定是否存在转入基因。第20页v转基因动物可划分为四种类型：（l）疾病型转基因动物;（2）利用转基因动物制药；（3）动物改良；（4）基础生物学研究。v动物改良：使肉质改进、饲料增效、个体增大、体重增加、奶量提升、脂肪降低、增强动物抗病力等。v生物制药：将药品蛋白基因转入羊、牛体内，使乳汁中含有“药”，利用转基因动物生产蛋白质、造药，将是全新药品生产模式。v转基因动物还将是人类最好“器官库”，提供从皮肤、角膜，到心、肝、肾等几乎全部“零件”。第21页2、转基因牛v改进牛奶成份v生产药品v增加产奶量第22页改进牛奶成份v转入酪蛋白基因以增加牛奶中酪蛋白产量等。生产药品v吃是草，挤出是药。年10月4日我国成功地取得了世界上第一头转有人岩藻糖转移酶基因体细胞克隆牛，其牛奶中含有岩藻糖抗原。这种转基因牛奶可作为口服药，用来防治各种胃病，含有主要医学价值和经济社会价值。第23页增加产奶量 v即将超量表示牛生长激素基因转入牛体内培育转基因牛，从而提升产奶量。当前这一试验已取得了初步成功。第24页3、转基因猪第25页转基因猪研究主要集中于四个方面：（1）选育成高产、优质、抗病新品种。1994年，德国成功培育出壮如小牛超级猪。（2）建立人类疾病转基因猪动物模型，揭示人类疾病发病机理及治疗路径。（3）把转基因猪作为生物反应器，生产人类药用蛋白。1991年美国DNA企业成功取得了能生产人血红蛋白转基因猪。（4）利用转基因猪生产人体器官，为人体器官移植提供供体。v绿色转基因猪。v环境保护型转基因猪。第26页4、转基因鱼v中国1985年就首先报道了第一例成功转基因鱼。当前在转基因鱼中，大部分转入基因都是生长激素基因，使鱼生长速度大大提升。v已经取得转基因鱼主要有转入生长激素基因、抗冻蛋白基因、珠蛋白基因、鸡晶体蛋白基因转基因鱼。v湖北科技博览会”“转基因黄河鲤鱼”首次亮相，这种鱼生长快，高蛋白低脂肪。水生所教授正在对这种转基因鱼进行“生态评定”，待经过国家安全性论证后，两三年内有望上餐桌。第27页v年11月21日，在美国得克萨斯州，一个能发红色荧光转基因斑马鱼在水中游动。一家美国企业打算将这种会发光转基因热带鱼作为宠物在美国销售，售价预计为每条5美元。第28页5、转基因禽类v转基因鸡主要可用以改进现有品种遗传特征。比如增加对病毒及球虫病抗性，提升喂食效率，降低鸡蛋中脂肪含量和胆固醇水平，提升鸡肉质量等等。v人们已经取得了转入禽类白血病病毒外壳蛋白基因 转基因鸡，它对白血病病毒含有一定抗性。第29页6、转基因绵羊、山羊v对绵羊、山羊所进行转基因研究大多集中于利用其乳腺作为生物反应器生产药用蛋白。v1991年，怀特等用将抗胰蛋白酶（ATT）基因转入绵羊，取得4只转基因雌绵羊产生乳汁中均含有ATT，可用于治疗遗传性ATT缺乏症及肺气肿。用一样方法，人们已取得了可在乳汁中表示htPA（一个药用蛋白质）山羊。v98年初，上海医学遗传所取得5只转基因山羊。其中一只奶山羊乳汁中，含有堪称血友病人救星药品蛋白有活性人凝血九因子。第30页四、转基因食品安全性问题 转基因植物是否安全？v赞同人：认为该项技术及其产品能大大提升人们生活水平，v怀疑人：则认为它走得“太快”了，在现实生活中可能会产生副作用。v当前对转基因植物安全性评价主要集中在两个方面，一个是环境安全性，另一个是食品安全性。第31页1、转基因植物环境安全性转基因植物种植可能带来以下几个危害：v转基因植物演变成农田杂草可能性。v基因漂移到近缘野生种可能性。v诱发病虫产生抗性。第32页2、转基因植物食品安全性v国际经合组织1993年提出了食品安全性评价实质等同性标准。假如转基因植物生产产品与传统产品含有实质等同性，则能够认为是安全。v有毒物质：必须确保转入外源基因或基因产物对人畜无毒。v过敏源：转入过敏源基因植物不能同意商品化。第33页我国于 年5月9日经过了农业转基因生物安全管理条例，这是我国在转基因生物管理方面关键法规。主要有六个方面内容：1.农业转基因生物含意。2.农业转基因生物安全，指防范潜在风险；3.国务院农业行政主管部门负责；4.国务院建立部际联席会议制度；5.国家对农业转基因生物安全实施分级管理评价制度、安全评价制度、实施标识制度；6.对研究与试验、生产与加工、经营、进出口、监督与检验、罚则等作了详细要求。第34页我国已建立了转基因产品检测方法体系。v包含建立了食用油脂和食品DNA提取方法、定性PCR检测方法、基因芯片检测方法和蛋白质检测方法等在内转基因产品定性、定量检测方法；v比如：应用35S开启子设计引物、采取PCR技术检测抗草甘膦转基因大豆。采取ELISA方法检测转Bt基因大豆和玉米。五、转基因食品检测技术第35页 制订了12项转基因产品检测行业标准和7项国家标准；研制并生产了10种转基因产品检测试剂产品；建立了转基因产品检测信息库和一个转基因产品信息网站。v大豆中转基因成份定性PCR检测方法v玉米中转基因成份定性PCR检测方法v油菜籽中转基因成份定性PCR检测方法v烟草中转基因成份定性PCR检测方法v植物性饲料中转基因成份定性PCR检测方法v马铃薯中转基因成份定性PCR检测方法v棉花中转基因成份定性PCR检测方法第36页谢谢大家！第37页