转基因大豆发展状况及其安全性

题目：《转基因大豆发展状况及其安全性》
201230440316 12家具1班莫智辉101号摘要：世界转基因作物发展迅猛, 其中转基因大豆无论种植面积还是作物产量方面均占
有较大比例，但其安全性受到人们极大关注。

本文将从转基因大豆发展现状、转基因方法、转基因大豆种类及其安全性等方面对其做一简单蛛述，并对转基因大豆前景进行展望。

关键词:转基因大豆；安全性；展望；
1 转基因大豆概述及现状
转基因大豆可以抵抗杀草剂——草甘膦（毒滴混剂）。

草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。

这种大豆被称为转基因大豆。

而这种转基因技术终于走出实验室和试验田，进入像玉米、大豆和棉花作物的日常耕作。

转基因大豆的研制是为了配合草甘膦除草剂的使用。

除草剂有选择性的和非选择性的，草甘膦是一种非选择性的除草剂，抗草甘膦转基因作物是目前全球播种面积最大的转基因作物。

草甘膦杀死植物的原理在于破坏植物叶绿体或者质体中的EPSPS(5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶)。

通过转基因的方法，让植物产生更多的EPSPS酶，就能抵抗甘草膦，从而让作物不被草甘膦除草剂杀死。

有了这样的转基因大豆，农民就不必像过去那样使用多种除草剂，而可以只需要草甘膦一种除草剂就能杀死各种杂草。

当前除了大豆之外，还有很多其他抗甘草膦的转基因作物，包括油菜、棉花、玉米等。

除了抗草甘膦作物之外，还有抗草丁膦除草剂的作物，不过草丁膦与草甘膦杀灭植物的原理并不相同，而培养这两类作物所转的基因也不同。

而当前转基因大豆主要用来提炼大豆油。

在农业生物技术领域, 转基因作物研究与开发在全球范围内取得举世瞩目进展。

目前种植转基因作物的主要国家有美国、阿根廷、加拿大、中国、巴西和南非。

2003年, 美国转基因作物种植面积为4280万公顷, 比上一年增加10%, 占全球转基因作物总种植面积的63%；阿根廷居第二, 占21%；加拿大占6%；巴西和中国各占4%；南非占1%。

这六个国家占全球种植总面积的99%。

其中转基因大豆无论种植面积还是作物产量方面均占有较大比例, 而且一直保持着增长趋势[1]。

营养学家称21世纪是“大豆的世纪”, 可见转基因大豆在转基因物及未来食品中占有重要地位。

2 转基因大豆研究概况
大豆高效遗传转化一直是植物基因工程领域的难点之一。

其主要原因是转化以后从转化组织的细胞上再生植株比较困难。

虽然已经有了再生频率相对较高的再生系统包括体细胞胚胎发生和器官发生再生系统, 然而, 这些再生系统尚不能与现有的植物转化方法很好地结合, 转化效率依然没有显著提高。

2. 1大豆遗传转化的常用方法
目前, 应用于大豆遗传转化的方法有根癌农杆菌介导法, 基因枪法, 花粉管直接导人法, 电击介导法,PEG法, 真空抽滤法, 显徽注射法和超声波辅助农杆菌法等。

其中, 根癌农杆菌介导法和基因枪法是应用较为普遍的方法, 前者更为常用[2]。

●根癌农杆菌介导法优点在于其拷贝数少、整合完整、遗传稳定（后代分离遵循孟德
尔遗传规律）及受目的基因分子限制小等, 因此成为大豆遗传转化的首选方法。

王
连铮等（1984）首次报道根癌农杆菌的个菌系对大豆的致瘤作用, 证明Ti 质粒可
以作为载体把胭脂碱基因转移到野生大豆、半野生大豆和栽培大豆的基因组中, 并
能稳定遗传。

Hinchee等（1988）首次报道农杆菌转化成功获得大豆转基因植株。

Ko等（2003）报道农杆菌菌株和外植体的接种朝向是影响农杆菌转化大豆未成熟
胚来源的胚性愈伤组织的重要因素[3]。

Ko等采用农杆菌菌株辅以辅助质粒转化大
豆未成熟胚来源的胚性愈伤组织被认为是目前应用前景最好的农杆菌介导转化系
统，转基因胚性愈伤组织的频率可达55%（PCR检测结果）。

●基因枪法也叫微弹轰击法, 是借用火药爆炸、高压气体或高压放电为动力, 用徽粒
对植物进行轰击而将其上的外源基因带人到植物细胞核内。

与根癌农杆菌介导法相
比, 基因枪法可以不受基因型和轰击靶组织的限制, 且操作简便, 可控度高。

但是,
其不足也是显而易见的, 如目的基因一般不易太大（<10kb）, 拷贝数高易引起基
因沉默等[4]。

McCabe等（1988）幻首次以大豆芽分生组织为靶组织, 经基因枪轰
击获得转基因大豆, 这是基因枪法转化大豆的首例报道, 虽然获得了转基因植株,
但都为嵌合体。

Aragao（2000）利用基因枪法转化大豆成熟种子浸泡24小时后的
茎尖获得转化植株是目前应用于大豆基因枪转化的最好系统。

●花粉管直接导入法是目前国内大豆转基因常用的方法之一。

主要是利用花粉粒及花
粉管通道, 利用子房、幼穗及种胚注射等生物媒介导人外源基因。

刘德璞等（2002）通过该方法育成抗蚜虫转基因大豆品种吉科豆1号。

由于此方法的分子机理研究的
还不是很清楚, 因此在应用上还存在争议[5]。

2. 2 转基因大豆种类
●耐除草剂基因大豆（简称RR大豆）
RR大豆对非选择性除草剂农达有高度耐受性, 是目前世界上种植最多转基因大豆。

Roundup Ready是一种可生物降解的广谱(即可杀死多种植物)除草剂, 它对动物和人体毒性不大[6]。

其杀草机理是抑制植物必需氨基酸合成途径中EPSPS合成酶活性, 从而使杂草致死。

种植抗草昔麟大豆使农业耕作管理容易, 节约劳力减少除草剂用量, 降低成本除草效果更加明显, 在杀灭杂草后可使大豆增产。

因此, 在美国、阿根廷等国对RR 大豆进行大面积推广。

●改变脂肪酸组份大豆
利用基因工程培育出高油酸含量, 同时降低多不饱和脂肪酸含量, 且不存在反式脂肪酸, 因此是一种理想植物油。

通过转基因方法可改良大豆脂肪酸组成, 提高大豆油营养价值、氧化稳定性和功能特性, 有助于提高油脂产品附加值。

在美国, 利用基因工程方法用反义的油酸脱饱和酶基因转入大豆, 已培育出油酸含量达70%以上大豆品种，此外，低亚麻酸大豆、低棕搁酸大豆、高硬脂酸大豆、高棕搁酸大豆等转基因品种也已培育成功。

●杭虫害转基因大豆
由于大豆食心虫危害, 抗虫害转基因大豆研究在国内外广泛开展, 研究者多采用苏云金芽抱干菌(Bt)伴抱晶体蛋白基因提高大豆抗虫性。

目前, 在国际上还未见有抗虫害转基因大豆被批准商品化报道[7]。

3.转基因大豆及其制品安全性
应用转基因作物具有极大的经济效益的同时,也存在一定的风险, 包括对环境、食品的安全性、抗性基因的稳定性及抗性杂草发生影响等。

大豆是人类可食用的最重要的植物蛋白质之一。

由于转基因大豆安全性存在不可预见性, 因此, 必须要对其进行长期监控。

每一种新研制的转基因大豆都必须通过个案处理, 评估其可能存在的风险, 以确保进行环境释放和市场释放时转基因作物及其加工的食品具有高度的安全性。

同时, 中国拥有丰富的野生大豆资源, 几乎有大豆种植的地方就有野生大豆分布。

由于栽培大豆和野生大豆间没有生殖隔离现象, 一旦转基因逃逸到野生大豆群体中, 野生大豆原始性状将受到破坏, 其抗除草剂特性也可使其变为杂草, 其攀生芡延将给大豆生产造成不可估童的损失, 并造成遗传多样性的丧失。

因此, 对我国来说, 转基因大豆的安全管理尤为重要。

3.1转基因大豆对生物多样性影响
●抗除草剂转基因大豆最大风险之一“杂草化”[8]。

“杂草化”包括抗性作物自身“杂
草化”, 抗性基因“漂移”到杂草上, 导致抗性杂草产生。

此外还存在对环境影响、食品安全性、抗性基因稳定性、加速抗性杂草发生等问题。

据研究, 转基因大豆更易感染疾病和受害虫侵袭。

转基因大豆大量种植可能引起耐除草剂杂草蔓延及疾病传播, 除草剂使用量较种植传统大豆多11.4%, 从而加速抗性杂草发展。

草甘麟大量使用限制大豆根部生长和固氮功能, 特别是在缺水情况下。

由于盲目种植转基因油菜, 在加拿大农田里发现拥有抗多种抗除草剂特性野草化油菜植株, 即超级杂草, 同时也导致种质污染且被传播到北美其它地方。

●不同用途转基因作物之间交叉污染。

近年来, 转基因作物交叉污染不断出现。

在
ProdiGene有限责任公司在爱荷华州和内布拉斯加州种植大豆地中发现有药物转基因玉米。

墨西哥偏僻奥克斯喀等山村, 农民玉米品种被转基因玉米污染。

美国政府清楚知道基因污染风险, 因此不容许在本土有棉花野生亲缘种地区(夏威夷、南佛罗里达等)商业种植抗虫(Bt)基因棉花[9]。

可见, 不同用途转基因作物之间交叉污染对生物安全的影响不容低估。

●进口转基因大豆对我国大豆资源可能影响。

美国研究者发现转基因大豆不能和美国大陆
上近缘野生种进行杂交, 因大豆不是美国本土生物。

但已有研究表明, 转基因大豆能和原产中国野生大豆品种G.soja和P.soja杂交[10]。

大豆原产于中国, 中国拥有丰富野生大豆资源, 有6000多种野生大豆品种。

由于栽培大豆和野生大豆间没有生殖隔离现象, 相互杂交结实已属正常, 一旦转基因逃逸到野生大豆群体中, 野生大豆原始性状将受到破坏, 将对物种多样性产生毁灭性灾难。

3.2转基因大豆对人体健康性可能影响
转基因大豆含有一种类似雌性激素化学物质, 人类食用后会对人体荷尔蒙有一定影响, 导致生殖器官异常, 免疫系统发生障碍。

转基因大豆中使用抗生素标记基因如果进入人体, 有可能转移到有害致病菌中, 使它们产生耐抗生素能力, 从而降低抗生素临床有效性, 也可能是人体对很多抗生素产生抗性转基因大豆作为食品与非霍奇淋巴瘤（一种癌症）发病率增高有相关性[11]。

原国家科委于1993年12月发布了《基因工程安全管理办法》, 国务院在2001年5月颁布了《农业转基因生物安全管理条例》, 同年, 农业部发布《农业转基因生物安全评价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》, 并设立农业转基因生物安全委员会, 负责农业转基因生物的安全评价工作[12]。

2005年, 农业部明确规定, 所有转基因作物必须不含抗生素标记基因。

在面临近期实施转基因食品标示管理之际, 若无精确与经济可行的国家检测方法, 仍将难以真正贯彻执行标示管理。

这些政策和法规的出台必将对转基因大豆的发展产生深远影响。

4.转基因大豆未来展望
随着世界转基因生物技术不断成熟和完善及人们对转基因植物安全性认识不断提高, 将会有更多国家和地区重视抗除草剂转基因大豆, 并决定其取舍。

目前, 转基因大豆主体是抗除草剂品种, 今后, 抗虫、改善营养成分（如脂肪酸）组成将是转基因大豆重点。

美国杜邦公司已育成抗营养因子（如寡糖、水苏糖、棉子糖和半乳糖等）水平较低大豆新品系, 在大豆油品质改良方面也取得若干新进展。

为适应现代节水农业、绿色农业发展要求增强大豆抗逆特性, 根据大豆生理适应性培育抗旱、抗病害、高油、高蛋白等各种专用大豆品种将是大豆育种发展方向。

参考文献：
[1]曹阳，丁伟，李新海，等．转DREB3 基因抗旱大豆对土壤微生物群落及有益微生物的影响［J］．东北农业大学学报，2011，42( 1) : 17 －20．
[2] 桂恒, 张培培, 华小梅, 等. 富含硫氨基酸转基因大豆对根际土壤微生物群落结构的影响[J]. 中国油料作物学报, 2012, 34（2）：181-187.
[3] Kennedy I R, Choudhury A T M A, Kecske′s M L. Non symbiotic bacterial diazotrophs in crop-farming systems：Can their potential for plant growth promotion be better exploited[J]. Soil Biology and Biochemistry,2004, 36：1229-1244. [ 4] EL－Shemy H A，Khalafalla M M，Fujita k，et al．Improvement of protein quality in transgenic soybean plants［J］．Biol Plant，2007，51( 2) : 277－284．
[4] 邹雨坤，张杨.不同利用方式下羊草草原土壤生态系统微生物群落结构的PLFA 分析［J］．草叶学报，2011，20( 4) : 6．
[5]夏友富, 田仁礼, 朱玉, 等.中国大豆产业发展研究[M].2003.108
[6] 张磊, 戴匝和转基因大豆安全性评价与发展趋势[J].安徽农学通报,2003 (9):54一55
[ 7] Cheng X. Y. et al. Agrobacterium- transformed rice plants expressing synthetic cryl( A) b and cryl( A) c genes arehighly toxic to striped stem borer and yellow stem borer [ J] . Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997, 95: 2767~ 2772.
[8] Peacock A D，Mullen M D，Ringelberg D B，et al．Soil microbial community responses to dairy manure or ammonium nitrate applications［J］Soil Biol Biochem，2001,33( 7－8) : 1 011－1 019．[ 9]王连铮, 尹光初, 罗教芬等.大豆致启及基因转移研究〔J〕中国科学（B），1984,2:137-141 [ 10] BEN －David E A，Holden P J，Stone D J M，et al.The use of phospholipid fatty acid analysis to measure impact of acid rock drainage on microbial communities in sediments.［J］．Microb Ecol，2004，48( 3) : 300－315．
[ 11] 赖欣，张永生，赵帅等，转基因大豆对土壤氨氧化细菌的影响［J］．华北农学报，2011，26( 1) : 210 －214．
[12] 李刚，赵建宁，杨殿林．抗草甘膦转基因大豆对根际土壤细菌多样性的影响［J］．中国农学通报，2011，27( 1) : 100 －104．。