转基因综述
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基因工程及转基因生物、转基因食品的安全
性问题研究
摘要:以重组DNA技术为代表的基因工程是21世纪最重要的高新技术之一。
以转基因植物为先导的现代生物技术的发展对于我国农业、农村和国民经济的发展及社会稳定都具有重要作用。
本文综合叙述了基因工程、转基因生物、转基因食品的基本概念及其安全性评价,并对转基因生物、转基因食品的发展前景进行了展望。
关键词:基因工程;转基因生物;转基因食品;营养;安全评价随着现代社会的进步,人们越来越多的应用着基因工程这项伟大的生物新技术,其巨大的发展潜力和无限的生命力,必将对自然界和人类社会生活产生广泛而深远的影响。
转基因生物、转基因食品自从问世以来,其安全性以及对生态环境的影响问题,已成为世界性的话题引起越来越多的政府和人们的注意。
本文将对以上这些问题展开综合论述。
1 基因工程概况
1.1 基因工程的概念
基因工程是通过基因操作,将目的基因或DNA片段与合适的载体连接转入目标生物细胞,通过复制、转录、翻译外源目的基因以及蛋白质的活性表达,使转基因生物获得新的遗传性状的操作[1]。
1.2 基因工程的技术流程
①目的基因克隆;②载体的准备;③目的基因与载体的连接;④重组DNA 转化/转染;⑤重组体的筛选与鉴定;⑥重组体的大量培养,外源基因表达效应分析与开发应用。
[1]
1.3 基因工程的作用与影响
生物基因工程的伟大创举首先在农业上带来了新的革命,打破了常规育种利用种类杂交优势的局限性和年限性,对于解决人类的人口、粮食、资源和环境问题具有重要意义。
但同时基因工程也将对人类的生态环境以及人类的生活、文化和观念等问题产生深刻的影响。
[10]
2 转基因生物安全性
2.1 转基因生物
所谓转基因生物是指应用转基因技术构建的生物,是为了达到特定目的而将DNA进行人为改造的生物,包括转基因动物、转基因植物、转基因微生物。
[2]
2.2 转基因生物安全性
2.2.1 转基因生物对生物多样性的影响
生物多样性,即是指地球上动物、植物、微生物等所有生物、它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。
生物多样性是地球生命的基础,是人类获得物质与精神资源的源泉,对人类的生存与发展,对维护整个生态平衡具有重要作用。
转基因生物对生物多样性的影响包括三个方面,即:对生物遗传多样性的影响,对生物物种多样性的影响,对生态系统多样性的影响。
例如,1999年Saxena 等在Nature上报道,Bt玉米的Bt杀虫蛋白能通过根部渗出物进入周围土壤,杀死烟草天蛾幼虫[1]。
2.2.2 转基因生物对农业生产的影响
转基因生物中的外源基因有可能通过漂移等途径转移到近缘物种,从而影响到本物种的遗传特性。
转基因植物如果不幸与其近缘野生种杂交,则有可能导致“超级杂草”的形成[5],所谓“超级杂草”,即是指其在抗病虫、抗逆、抗除草剂上都比一般的杂草强得多。
此外,转基因植物的引入,有可能使病毒与一些转基因抗病毒植物发生异源重组或异源包装形成新的“超级病毒”。
以上这些都有可能对农业生产、对我们所生存的环境产生巨大影响。
3 转基因食品安全性
3.1 转基因食品
转基因食品,通俗地讲,就是用转基因生物生产和加工的产品。
与转基因生物相适应,转基因食品有转基因植物食品、动物食品和微生物食品。
但是其中发展最快的就是转基因植物食品,转基因动物食品、微生物食品还没有过被批准上市的例子[2]。
3.2 转基因食品的优点
转基因食品倍受青睐是因为其具有卓越的品质。
最常见的有抗虫、抗病、抗除草剂和抗逆境的农作物以及改变花色、控制果实的成熟期、改良种子的营养价值等品种。
例如转基因大豆的种植,不仅极大增加了大豆产量,而且提高了大豆品质。
经改良的水稻不仅能在酸性、碱性、或富铝的土壤中生长,而且还具有抗干旱、耐寒冷的特点。
更奇异的是日本科学家培育的水稻果实中含有预防乙肝病毒的蛋白质。
在中国,转基因作物1999年比1989年增加了204倍,达到30万公顷,主要是棉花[3]。
3.3 转基因食品安全性
转基因食品的安全性是全球社会普遍关注的一个问题。
虽然每一种食品的安全性都与所用转基因生物中转基因本身的结构、功能、安全特性及其应用环境有密切关系,不能一概而论。
总体上讲,到目前为止,虽然转基因食品已经在某些动物身上发生过安全事件,但是,凡是经过科学评价和政府部门严格审批获准上市的转基因食品都是安全的,全世界数亿人食用后没有出现一例转基因食品中毒或医疗事故。
[9]
全球普遍关注的转基因食品的安全性问题大致可以归为五类。
3.3.1 潜在致敏性
转基因食品中引入的新基因产生的蛋白质,可能是致敏原,对其可能致敏性需要进行分析。
3.3.2 非预期效应产生的食品毒性
许多食品生物本身就能产生大量的毒性物质和营养因子,但在生物进化过程中,生物自身的代谢途径在一定程度上会抑制毒素表现,即所谓的“沉默代谢”
[3]。
插入基因理论上可导致原已存在的受体基因的失活或表达改变,可能激活其他在正常情况下处于“沉默”状态的基因。
3.3.3 转基因食品基因水平转移对健康的影响
FAO/WHO专家组认为,尽管基因水平的转移可能性很小,但应该对其危险性进行分析,并应禁止抗性基因在基因修饰食品中的应用。
以预防产生耐药菌株在人或动物肠道细胞内产生耐药性。
[1]
3.3.4 转基因食品中重组DNA对健康的影响
人在服用转基因食品后,食品加工过程与胃肠道对DNA的裂解均降低了编码外缘蛋白质的完整基因转移到肠粘膜的可能性。
3.3.5 食品营养成分改变对人群营养的影响
转基因食品可能发生营养成分的改变,使营养结构失衡,从而对人群尤其是儿童的膳食营养产生影响。
4 基因工程的安全性评价
4.1 基因工程生态安全性评价
基因工程生态安全性评价包括转基因后引发生物致病的可能性、生存竞争性的改变、基因漂流至相关物种的可能性、演变成杂草的可能性以及对非靶标生物和生态环境的影响等。
4.2 基因工程食品安全性评价
目前,基因工程或遗传修饰生物产品安全性风险评价,普遍使用的是实质等同性原则和个案分析原则。
评价的内容包括天然有毒物质、营养成分和抗营养因子、过敏源、工艺性状等[4]。
转基因食品安全性评价的程序基本上包括以下几个方面:①新基因产品的特性的研究;②分析营养物质和已知毒素含量的变化;③潜在致敏性的研究;④转基因食品与动物或人类肠道中的微生物群进行基因交换的可能及其影响;⑤活体和离体的毒理和营养评价。
[7], [8]
5 结语与展望
转基因生物技术作为人类迄今为止的一项伟大创举,必将带来巨大的经济效益和社会效益,加上其安全性在理论上和实践上被不断得到证实,转基因食品也必将被更多的人们所接受。
我国人均耕地面积少,粮食安全是国家高度关注的问题。
但不能因此就神话转基因[6]。
把转基因技术说成是既能解决作物抗病虫害、抗寒抗旱、抗逆、抗盐碱、和抗热等问题未免不太现实,又能改进稻米品质也过于牵强,最起码还需要长期研究。
要想让更多人认识转基因,必须要靠科学的宣传,而不是大吹大擂。
所以我们要科学对待转基因,严把质量关和审核关[12],使转基因更多的为我们造福。
参考文献
[1] 何水林.基因工程[M].北京:科学出版社,2008:1-3.
[2] 张峰.转基因食品及其安全性[J].科技信息,2010,378.
[3] 李来好,郝志明,吴燕燕.基因食品的营养安全问题[J].现代食品科技,2005,21(2),160-170.
[4] 谷福,刘玉玲.解析转基因技术和转基因食品.生活与质量[J],2006,74-76.
[5] 王景平.转基因植物的环境安全性.安徽农业科学[J],2007,35(8):2367-2369.
[6] 矫江,李禹尧.我国水稻安全生产问题.北方水稻[J].2010,40.
[7] 段武德.农业转基因生物安全性问题争论的探究[J].农业环境与发展,2007年第
6 期.
[8] 张丽霞,刘慧.转基因生物安全性新探[J].安徽农业科学,2007.5(3):678-679.
[9] 林祥明,朱洲.美国转基因生物安全法规体系的形成与发展[J].世界农
业,2004, (5).
[10] 程杰.转基因主粮商业化:孰是孰非? [J].中国农村科技,2010, (4).
[11] 韩利琳,石雁,HAN Li-lin,SHI Yan.建立和完善中国生物工程转基因安全性的
法律制度探讨[J].北京科技大学学报(社会科学版),2002,18(2).
[12] 杨利峰,尹小敏,赵德明.农业转基因生物安全性[J].黑龙江畜牧兽医,2006年第
2期.。