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植物分子育种新技术课程论文
《植物分子育种新技术》课程论文
学院:
农业与生物技术学院
专业:
种子科学与工程
班级:
种工102班
姓名:
张席军
学号:
2010211713
指导教师:
范惠玲
转基因食品的安全性问题及发展前景
张席军
转基因食品(GeneticallyModifiedFoods,GMF)是指利用转基因生物生产和加工的食品,我国规定的转基因食品还包括添加剂。
由于技术的原因,目前转基因植物食品的发展远远领先于转基因动物和转基因微生物两种转基因食品[1]。
转基因食品是利用现代分子生物技术,将某些生物的基因转移到其他物种中去,从而改造生物的遗传物质,使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。
近年来随着大量转基因食品被批准商业化使用,转基因食品的安全性问题也越来越受到关注[2]。
转基因技术的许多目标与传统方法的目标是一致的,但是转基因技术可以减少盲目性,使这些目标更快的实现。
随着一些技术的发展,会使“传统”技术与转基因技术之间的界限越来越模糊。
在转基因食品安全性的问题上,我们既要看清欧美的利益之争,积极发展自己的转基因技术及产业,又要谨慎对待,做好严格的安全性评价和检测、监管工作。
在这些前提之下,我们是可以保证消费者口中的转基因食品是安全的。
转基因食品在价格和性能方面有潜在的巨大优越性和旺盛生命力,相信在经历风风雨雨以后,终将结成正果,造福人类[3]。
1转基因食品的发展现状
1.1转基因作物种植呈现高速发展态势
自第一例转基因番茄商业化种植以来,转基因作物种植始终保持两位数的增
长。
从1996年到2010年的15年间,转基因作物种植由最初的170万公顷增长到1.48亿公顷,约占世界15亿公顷农田的10%,面积扩大了87倍。
从品种来看,转基因大豆、转基因玉米、转基因棉花和转基因油菜是四大作物:
2010年,转基因大豆种植面积为7330万公顷,约占全球转基因作物种植面积的50%;其次是转基因玉米为4680\万公顷,约占全球转基因作物种植面积的31%;转基因棉花为2100万公顷,约占全球转基因作物种植面积的14%;转基因油菜为700万公顷,约占全球转基因作物种植面积的5%。
种植转基因作物的国家已由1996年的6个上升到2010年的29个,超过100公顷的有10个国家。
1.2转基因作物推动了转基因食品产业的高速发展
伴随着转基因作物种植面积的快速增加,全球转基因作物研发日益高涨,转基因食品生产及国际贸易也呈现强有力发展态势。
数据显示,从1996年起到2009年,全世界共有59个国家批准进口转基因作物用于食物和饲料以及环境释放。
全球转基因食品的销售收入从1996年到2002年增加了近60倍,2010年销售收入预计高达到250亿美元。
我国作为食品加工原料的转基因农产品有12种,其中以转基因大豆油产量为最大,目前每年消费的800万吨的大豆油中有80%由转基因大豆生产,这些大豆主要是进口的转基因大豆,2005年进口的转基因大豆为2142万吨,2009年达到4100万吨,2010年为5480万吨类[4]。
1.3转基因食品的安全性评价体系
目前,转基因食品安全性评价体系主要有三大类,一个是以科学或产品为基础的评价体系;另一个是以技术与工艺为基础的评价体系;第三个就是综合两者特点的第三种体系,即内容上以科学为基础,在形式上以工艺为基础,而大多数国家均以此为标准。
另外,根据国际通行的生物安全评价办法,按照转基因生物对人类、动植物、微生物和生态环境的危害程度,农业转基因生物可分为4个等级:
安全等级Ⅰ(尚不存在危险);安全等级Ⅱ(具有低度危险);安全等级Ⅲ(具有中度危险);安全等级Ⅳ(具有高度危险)。
可见,对转基因食品的安全措施是有的,只要坚持“预先防范”的原则,是完全可以确保转基因食品安全的。
1.4我国转基因食品监管措施的现状
我国在对待转基因食品的问题上比较理智,一方面积极发展自己的生物技术并已取得了显著成果,另一方面又积极制定相应的法律法规,以应对出口到我国的转基因食品。
2001年6月,我国农业部颁布了《农业转基因生物安全管理条例》。
2002年1月,又出台了《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》3个配套办法。
但是,我国目前的转基因食品安全性评价和监管体制还处在起步阶段,事实表明,前述规定的执行情况也不是很理想,主要原因有以下几点:
①各方面的利益冲突。
②技术方面的支持还比较薄弱,高精尖技术队伍还不够壮大。
相应的有资质的农业转基因生物技术检测机构还没有形成网络,一些企业的检测只好委托外省进行检查。
③标识意识不够,对转基因食品的认识不充分。
④实施转基因标识制度是一个系统工程,转基因食品的进口和销售监管涉及农业、检验检疫、商业、质监等多个部门,协调合作需要时间,执法的主体也有待明确[5]。
2转基因食品的安全性问题评价、争论与管理
2.1转基因食品的生物安全性问题评价
①跨物种疾病的传播。
转基因微生物与其他生物交换遗传物质,可能产生新的有害生物或增强有害生物的危害性,甚至引起疾病的流行。
②生物多样性的破坏。
研究显示,基因的漂移性很强,如果不控制生产,邻近的非转基因作物很快会被它传染,成为转基因作物,这极大的破坏了生物多样性。
转基因作物种的病毒基因有可能与浸染该植物的其他病毒进行重组,产生新病毒或超级病毒。
转基因微生物还能取代其他物种,导致生物考虑其可能的风险性,一旦这些除草剂抗性都转移到同一杂草上,会使所有的除草剂都失效。
④对天敌的影响。
抗虫作物由于抗虫基因的引入是否会在杀死害虫的同时影响到其他益虫,或者是以农作物为食的动物,甚至是人类,从而影响整个生态环境的平衡?
⑤转基因牲畜既有普通牲畜不具有的优势特征,如果逃逸到环境,会通过改变物种间的竞争关系,破坏原有的生态平衡。
2.2.转基因食品在食品学上的安全性问题
①食品毒性。
导入的基因并非原来亲本动植物所有,有些甚至来自不同类、种或属的其他生物,包括各种细菌、病毒和生物体。
外源基因及其表达产物是否具有毒性?
②食品过敏性。
导入基因的来源及序列或其表达的蛋白质的氨基酸序列与已知的致敏原有没有同源性、甚至有没有产生出新的致敏原?
③产生对抗生素的抗性。
由于目前在基因工程中选用的载体大多数为抗生素抗性标记,抗生素抗性通过转移或遗留转入食物而进入食物链,有否可能进入人和动物体内外的微生物,从而产生耐药性的细菌或病毒?
④食物的营养价值下降或造成体内营养素紊乱。
有人认为由于外源基因的来源、导入位点的不同,以及具有的随机性,极有可能产生基因缺失、错码等突变,使所表达的蛋白质产物的性状、数量及部位与期望值不符。
这将导致营养成分构成的改变和产生不利营养因素[6]。
2.3可以放心食用。
抗虫转基因水稻中的Bt蛋白是一种高度专一的杀虫蛋白,只能与鳞翅目害虫肠道上皮细胞的特异性受体结合,可引起害虫肠麻痹而死亡,而人肠道上皮细胞没有该蛋白的结合位点,因此对人是安全的。
而且,人类发现Bt蛋白的来源生物苏云金芽孢杆菌已有100年,Bt制剂作为生物杀虫剂的安全使用记录已有70多年,大规模种植和应用转Bt基因玉米、转Bt基因棉花等作物已超过15年。
至今没有苏云金芽孢杆菌及其蛋白引起过敏反应的报告[7]。
2.4转基因食品存在的隐患
欧盟委员会1999年作出了暂缓开发转基因食品的决定。
2003年三月,欧盟委员会进行研究表明,75%的欧洲人对转基因农产品持非常怀疑的态度。
1998年,苏格兰Roweet研究所的Apradpustztai公布用转雪莲花凝集素基因(GNA)的马铃薯饲养大鼠,引起大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系统遭到破坏。
另一方面,转基因农作物和以此为原料制造的转基因食品对人体是否也有危害,比如,具有抗虫害、自动除杂草的转基因作物其作用机理与传统农药有无不同,会不会将有毒性的物质“传送”给消费者的有机体系从而导致人体中毒?
研究表明,抗虫害转基因玉米“BT玉米”的花粉含有毒素,蝴蝶幼虫啃食撒有这种花粉的菜叶后会发育不良,死亡率特别高[8]。
2.5我国对转基因食品的立法管理
我国最早的关于转基因食品的规定来自于1993年12月国家科委颁发的《基因工程安全管理办法》,这一办法当时主要是为了针对转基因实验等所进行的安全控制管理。
2001年5月23日国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》,目的是为了加强农业转基因生物安全管理,保障人体健康和动植物、微生物安全,保护生态环境,促进农业转基因生物技术研究[9]。
2.6进出口管理制度
对进口农业转基因生物按照用于研究试验、用于生产、用作加工原料三种类型实施安全管理,根据不同的类型制定了相应的管理措施和规定。
例如,境外公司向中国出口农业转基因生物用作加工原料的,首先由境外研发商提出申请,经农业部委托的技术检测机构进行环境安全和食用安全检测,并经过国家农业转基因生物安全委员会评价合格后,由农业部颁发农业转基因生物安全证书,在采取一定安全控制措施的情况下,可以出口到我国[10]。
2.7转基因食品的危害
2.7.1未进行较长时间的安全性试验
基因化食品改变了我们所食用食品的自然属性,它所使用的生物物质不是人类食品安全提供的部份,未进行长时间的安全试验,这类食品的安全性是未知的。
2.7.2产生毒素
基因化食品能产生不可预见的生物突变,会在食品中产生较高水平的新的毒素。
2.7.3基因技术会在食品中产生不能预见的和未知的变态反应原。
减少食品的营养价值或降解食品中的重要成分基因化的目的是去除或灭活人们认为不需要的物质,这些物质可能是未知的,但它是基本的[11]。
2.8转基因食品的有利方面
转基因食品是利用现代分子生物技术,将某些生物的基因转移到其他物种中去,改造生物的遗传物质,使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。
转基因食品能提高农产品营养价值,更快、更高效地生产食品,应用转基因的方法,改变生物的遗传信息,拼组新基因,使今后的农作物具有高营养、耐贮藏、抗病虫和抗除草剂的能力[12]。
2.9转基因食品食用安全性评价的内容
2.9.1基因受体
基因受体的食用安全评价包括其安全食用历史、培育和繁殖史、基因型和表型的安全性、在人类日常膳食中的作用、含有的常量和微量元素等。
2.9.2基因供体
基因供体的食用安全评价包括:
来源、分类、学名;与其它物种的关系;作为食品食用的历史;含有毒物的历史;过敏性;传染性(微生物);是否存在抗
营养因子和生理活性物质;关键性营养成分。
如果基因供体是微生物,则对其致病性和与病原体的关系进行评价。
2.9.3基因操作
基因操作过程的食用安全评价包括:
介导物或引物基因的构成、目的基因的DNA图谱(包括来源、转移方法和助催化剂活性)以及导入基因对受体其他基因的影响[13]。
2.10食品安全性评价应注意的几个问题:
(1)安全性是一个相对的和动态的概念,随着时间的推移和科学水平的提高,对食品安全性的认识可能会发生改变;
(2)任何时候食品供应都不可能是100%的安全。
如黄曲霉毒素、贝类毒素等污染食物至今仍有发生(3100%缺乏有害影响的证据是从来都不可能达到的。
没有任何人发现已转基因植物中的卵磷脂、大豆油或大豆淀粉食用后对健康有任何潜在的危险。
在缺乏任何假设的情况下要设计一种灵敏的试验是不可能的[14]。
2.11转基因食品安全性评价的方法
转基因食品安全性评价的程序基本上包括以下五个方面一是新基因产品特性的研究二是分析营养物质和已知毒素含量的变化三是潜在致敏性的研究四是转基因食品与动物或人类的肠道中的微生物群进行基因交换的可能及其影响五是活体和离体的毒理和营养评价[15]。
4转基因食品安全性检测
4.1酶联免疫法(ELISA)
ELISA检测是将抗原和抗体反应的特异性与酶对底物的高效催化作用结合起来,根据酶作用于底物后的显色反应,当抗原与抗体结合时,借助于比色或荧光反应鉴定转基因食品。
酶与底物反应的颜色与样品中抗原的含量成正比。
ELISA检测对样品进行定性检测的同时又能进行定量分析。
4.2蛋白质印迹法(Westernblot)
Western印迹法的原理是抗原和抗体的特异性结合。
把从样品中提取的蛋白质用凝胶电泳分离成大小不同的分子作为抗原,并将其转移到固体支持物上,用含有放射性标记的抗体做探针与之杂交,通过放射性自显影检测外源基因的表达产物。
Western印迹法与ELISA所用都是抗原与抗体的特异性结合,只是标记探针不同而已,一个为放射性标记,一个为酶标记。
4.3聚合酶链式反应法(PCR)
PCR技术是现代分子生物学中常用的技术,是基因克隆的重要方法之一,可以在短时间内实现基因的大量复制,PCR技术在转基因食品的检测中已得到了广泛应用。
转基因细胞转入的基因成分一般包括启动子、报告基因、目的基因、终止子,其中启动子和终止子为表达目的基因所必需的。
至今,转基因植物常用的是花椰菜花叶病毒启动子(CaMV35S)和根癌农杆菌终止子(NOS)。
通过PCR扩增这些特殊的启动子和终止子序列,是目前最常用的鉴定食品中有无转基因成分的方法。
但是由于这些元件也天然存在于一些植物和土壤微生物中,因此用PCR检测有可能出现呈假阳性的结果[15]。
5转基因食品的展望与前景
转基因技术的许多目标与传统方法的目标是一致的,但是转基因技术可以减少盲目性,使这些目标更快的实现。
随着一些技术的发展,会使“传统”技术与转基因技术之间的界限越来越模糊。
在转基因食品安全性的问题上,我们既要看清欧美的利益之争,积极发展自己的转基因技术及产业,又要谨慎对待,做好严格的安全性评价和检测、监管工作。
在这些前提之下,我们是可以保证消费者口中的转基因食品是安全的。
转基因食品在价格和性能方面有潜在的巨大优越性和旺盛生命力,相信在经历风风雨雨以后,终将结成正果,造福人类[16]。
随着世界上转基因作物的大规模和商品化生产,由转基因作物加工而成的转基因食品在我国占有大量的市场[17]。
对于转基因食品既要充分认识转基因生物的优点,又要高度重视其潜在的安全性问题。
迄今为止,国际国内都尚未肯定转基因食品的安全性,转基因生物在遗传及技术上的不稳定性带来的潜在危害不容忽视,对生态的影响、防止转基因植物与野生种、杂草间通过花粉传播产生基因转移还需更周密有效地控制。
大部分已商业化的作物缺乏遗传稳定性资料。
要大力开展转基因生物和食品的毒性、过敏性分析,加快转基因生物和食品的鉴别检测方法的研究,建立“转基因生物安全监测”制度,制定科学的管理法规,进行有效地监管,广泛开展转基因生物的科学宣传,正确的舆论导向[18]。
农业生物技术应用国际服务组织(ISAAA)估计,2012年全球将有多达30个国家的1500万农民种植转基因作物。
从转基因技术诞生时起,人们就对转基因食品引发的各种问题展开了旷日持久的争论,而转基因食品的安全性更是关注的焦点[19]。
是否对转基因食品实行标签制度已经在世界范围内被提到议事日程。
就世界范围而言,如果对转基因食品实行了标识制度,由于消费者对转基因食品风险的态度变化,将会对转基因食品的销售造成较大的影响。
要想克服由此而引发的转基因食品销售危机,就需要各国政府部门在进一步推进生物技术进步的同时,完善对转基因食品的管理,并加紧对公众进行相关知识的教育,引导理性消费[20]。
6结论
随着社会的进步,人们对自身的健康和生活的环境越来越重视,对现在时尚的转基因食品的安全性也越来越关注[21],世界各国都对植物基因工程的安全问题给予了高度重视,我国的植物基因工程安全管理工作取得了一定的成果,还存在着一定差距[22]。
转基因食品作为现代生物技术的一种高科技产物,所产生的经济效益十分显著,将是人类解决因人口增加而产生的食物短缺问题和从根本上解决食品营养品质问题的有力手段。
但是由于转基因食品安全性问题人存在较大争议,因此对转基因食品的商业化研究开发必须采取十分谨慎稳妥的态度,特别是对转基因食品的安全性评价方面,必须严格把关。
通过制定操作性较强的安全须严格把关。
通过制定操作性较强的安全性评价细则,既可以保证消费者利益,又可以促进转基因食品的健康发展[23]。
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