转基因食品环境安全评价

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1、4 1 转基因植物环境安全评价 第四章 转基因食品环境安全评价 4 2 转基因动物环境安全评价 4 4 转基因微生物环境安全评价 4 3 转基因水生生物环境安全评价 4 5 转基因食品安全性评价举例 第一章 序论 一 转基因生物对生物多样性的影响 生物多样性主要包括遗传多样性 物种多样性和生 态系统多样性三个层次 第一节 转基因植物环境安全评价 一 对物种多样应的影响 1 转基因作物的杂草化 1 自身杂草化问题 2 通过基因漂移使杂草成为超级杂草 第一章 序论 2 对靶标生物及相关生物物种多样性的影响 3 对非靶标生物多样性的影响 1 对天敌的生态毒性 2 对天敌种群和群落的影响 3 对经济昆

2、虫的影响 对传粉昆虫的影响 对土壤微生物的影响 对土壤动物的影响 4 对生态系统害虫地位演化的影响 第一章 序论 二 对遗传多样性影响 三 对生态系统多样性影响 1通过食物链对生物多样性的影响 2对土壤生态结构的影响 3对农业生态系统群落结构和生物多样性的影响 一 对生物多样性影响评价 二 杂草化风险的评价 三 对靶标和非靶标生物影响的评价 1抗病虫转基因植物对靶标生物影响的评价 2抗病虫转基因植物对非靶标生物影响的评价 四 转基因植物对土壤生物群落影响的评价 五 转基因植物通过食物链对生态环境的其他有益或有 害作用评价 二 转基因植物环境安全性评价个案评价程序 三 基因漂移的生态风险评价 基

3、因漂移 指外源基因通过天然杂交或异交渗入作物的 非转基因品种或其野生近缘种的现象 一 基因漂移的途径 1通过花粉管传播在空间上逃逸 2通过种子在时空间上漂移 3通过杂交漂移 4通过转基因植物残渣及根系分泌物漂移 5通过食物链漂移 二基因漂移可能造成的危害 1基因污染 导致遗传多样性受到破坏 2001年墨西哥玉米基因污染事件 2逃逸为入侵生物 3可能形成的新病毒 三 基因漂移控制 1设置作物的遗传隔离距离 在有可能发生花粉交换 的距离内清除作物的野生亲缘种 作物名称作物名称隔离距离隔离距离花期隔离期花期隔离期 玉米玉米300m 300m 25d 25d 小麦小麦100 100 20d 20d 大

4、麦大麦100 100 20d 20d 水稻水稻100 100 大豆大豆100 100 番茄番茄100 100 高粱高粱500 500 马铃薯马铃薯100 100 第一章 序论 2 对栽培地区存在的作物与其亲缘种的杂交性进行研 究 重点评估杂种的适合性 3 移去与作物有性亲和的种类 调整开花时间以及 在其周围种植同种的非转基因作物作为缓冲区 4 用雄性不育品种来阻止转基因花粉的逃逸 1 对转基因植物到非转基因植物外源基因漂移及其 后果评价 四 基因漂移生态风险的评价程序 2 外源基因从转基因植物向远源植物 动物和微生 物的水平转移 五 生存竞争力评价 一 潜在的生存竞争优势 1转基因植物具有较宽

5、的生态幅 2转基因植物的繁殖能力强 3转基因植物的抗病虫性和产量要比常规品种好 二 生存竞争力评价指标和程序 1生存竞争力指标 在自然条件下 转基因和非转基因作物的生存 竞争力指标主要有种子活力种子休眠期 种子 的越冬越夏能力 抗寒抗旱能力 抗病虫能力 长势 生育期产量落粒性 2生存竞争力评价程序 1 作物生存竞争力的检测程序 通过田间试验 用方差分析转基因叶片数 主 茎株高 生长发育期 相对覆盖率 成熟后穗数 每株穗数 或果实数 每穗粒数 或每果实重 及千粒重等指标的差异 2 种子发芽率的评价程序 3 种子生存能力的评价程序 六害虫抗性评价 一 害虫对转基因作物的抗性 抗性 一个种群对一种杀

6、虫剂敏感度的降低 这种降 低使得等位基因的频率发生变化 是以遗传为基础的 印度谷螟 欧洲玉米螟 亚洲玉米螟 小菜蛾 棉铃虫 害虫产生的抗性机理 1害虫Bt抗性的生理生化机制 产生抗性的生理生化机制与杀虫作用的特异性 靶标 昆虫中肠受体蛋白存在数目 亲和性等有关 2 害虫Bt抗性的行为机制 害虫可以进化成避免取食有毒植株或有毒部分 3 害虫Bt抗性的遗传机制 受体分子结构的变化使毒素与受体的结合力降 低 是抗性遗传机制最直接的证据 三 害虫对抗虫转基因植物抗性演化评价 1害虫对抗虫转基因植物抗性演化的评价过程包括 如下几个系统 室内建立抗性害虫种群及交互抗性 的验证 监测室内和田间靶标害虫的抗性

7、基线及抗 性频率 以抗性遗传学为基础建立抗性预测模型 设置庇护所的模式 第二节 转基因动物环境安全评价 一转基因动物生物安全评价内容 一 供体动物及受体动物的安全性评价 二 转基因动物构建过程的安全性评价 1 转基因及其表达系统安全性评价 2 标记基因及其表达产物的安全性评价 3 转基因载体系统的安全性评价 4 外源基因的安全性评估 第一章 序论 转基因动物安全性评估 1转基因动物释放的安全性评估 1 遗传稳定性的安全性评估 2 表达稳定性的评估 2转基因动物品系建立的安全性评估 3 生产动物群的组建和选择的安全性评估 4 转基因动物的维持 第三节转基因水生生物环境安全评价 一 转基因水生生物

8、安全性评价内容 一 受体生物学研究 1受体基本信息 2受体形态特征 3生长行为特性研究 4生殖和繁殖 5生理遗传特征研究 6 对有毒 有害物质的富集能力研究 7对水环境及水生生物的危害性研究 8对人体健康有无危害 二 基因操作过程安全性评价 1目的基因的安全性 2载体的安全性研究 3外源基因转移方法的安全性研究 4目的基因的整合与表达的安全性研究 第四节 转基因微生物的安全性评价 一 转基因微生物安全性评价内容 转基因微生物产品安全性评价是以科学为依据 以个案审查为原则 实行分级分阶段管理 根据安 全等级 分阶段向农业部报告或提出申请 安全性评价分为四个阶段 即中间试验 环境释放 生产性试验和

9、申请领取安全证书 中间试验是指在控制系统内或者控制条件下进行的 小规模试验 环境释放是指在自然条件下采取相应安全措施所进 行的小规模试验 生产性试验是指在生产和应用前进行的较大规模的 试验 一 受体安全性评价 1 受体微生物的背景资料 2 受体微生物的生物学特性 4 受体微生物的遗传变异 3 受体微生物所适应的生态环境 二 基因操作的安全性评价 三 转基因微生物的安全性评价 1 动物用转基因微生物的安全性评价 主要包括对动物的安全性 对人类的安全性和 对生态环境的安全性三方面 目前动物用转基因微生物主要为疫苗 2 植物用转基因微生物的安全性评价 1 1 将转基因微生物与受体微生物进行比较将转基

10、因微生物与受体微生物进行比较 2 2 考虑转基因微生物应用的植物种类和用途 考虑转基因微生物应用的植物种类和用途 转基因食品的安全性评价 转抗菌肽DB基因辣椒安全性的评价 转基因抗甲虫马铃薯安全性的评价 转2S清蛋白基因大豆安全性的评价 转抗菌肽CAD基因酵母安全性的评价 例1 转抗菌肽DB基因辣椒安全性的评价 产品用途 预防和减轻青枯病对辣椒的危害 受体生物的安全性 国内外未发现具有毒性 致 敏性和抗营养作用 上述指标的安全等级为I级 供体基因的安全性 抗菌肽DB来源于家蚕 中国传统 医学上家蚕自古入药 蚕蛹纯蚕粉作为营养保健品被 广为接受 可以确定家蚕为传统的食品生物 在长期 的食用过程中

11、未发现家蚕有毒性和抗营养作用 但有 部分人对食用蚕蛹有过敏反应 由于抗菌肽是家蚕体 内的一种天然生物成分 可以确定抗菌肽DB的无毒性 和抗营养作用 但需要检测DB是否具有致敏性 基因 操作的影响类型为2 非期望效应等级 表型 总蛋白性质比较 转入的抗菌肽基因序列 氨基酸序列 蛋白分子量比较 在基因组中整合的稳定性 I级 受体生物的毒性 致敏性和抗营养作 用的等级 基因操作的影响类型 转基因生物的非期望效应等级 转基因生物的毒性 致敏性和抗营养作用的等级为I 未发生对食用安全性有不良影响的非期望效应 生产加工活动的安全性 其种植和加工方式与受体辣椒基本相同 由于 增加了抗青枯病的特征 可以减少种

12、植过程中 相关农药的使用量 因而确定其生产加工活动 的影响类型为1或2 转基因食品的安全性 其毒性致敏性和抗营养作用的等级生产加工活 动的影响类型 未发生对其食用安全性有不良 影响的非期望效应 可用于农业和食 品生产 生产加工活动的安全性 其种植和加工方式与受体辣椒基本相同 由于 增加了抗青枯病的特征 可以减少种植过程中 相关农药的使用量 因而确定其生产加工活动 的影响类型为1或2 产品用途 预防和减轻甲虫对马铃薯的危害 受体生物的安全性 除发芽或变黑时会产生龙葵碱的 生物毒素引起食物中毒外国内外有长期的食用安全史 并且可以通过采取措施完全避免其危害 确定其毒 性为II级 未发现马铃薯致敏成分

13、和抗营养因子 致 敏性和抗营养作用为I级 例 2 转基因抗甲虫马铃薯安全性的评价 供体基因的安全性 来源于Bt蛋白基因 为非传统食物中的成分 需进行毒性 营养功效实验 致敏性试验 毒性试验 显示其可应用于食品 确定基因操作对受体生物的毒 性的影响类型为2 致敏性试验表明无致敏性 确定 基因操作对受体生物的致敏性的影响类型为2 无抗 营养作用的影响类型为2 非期望效应等级 表型 重要营养成分的总水平 动物的消化利用率 提取的蛋白与供体蛋白理化性质 杀 虫性相似 在基因组中整合的稳定性 I级 生产加工活动的安全性 其种植和加工方式与受体辣椒基本相同 可以 有效去除或降低马铃薯中的生物毒素 并具有

14、抗甲虫作用 减少种植过程中相关农药的使用 量 因而确定其生产加工活动的影响类型为1 转基因食品的安全性 其毒性致敏性和抗营养作用的等级生产加工活动的 影响类型 未发生对其食用安全性有不良影响的非 期望效应 虽有毒可以完全避免其危害 可用于农业和食品生产 产品用途 提高大豆中含硫氨基酸的含量 改良 大豆的营养质量 例3 转2S清蛋白基因大豆安全性的评价 2S清蛋白为含硫氨基酸 在普通大豆中含量很低 被视为大豆的营养缺陷 受体生物的安全性 未发现天然的生物毒素 毒性等级为I 为成人和儿童最常见的致敏食物 含有致敏蛋 白 但可以避免其危害 致敏性为II级 含有多种抗营养因子 通过采取措施可以避免 I

15、I级 供体基因的安全性 来源于巴西坚果 国外有长期 食用史 未见天然生物毒素和抗营养因子 均为I级 成人和儿童最常见的致敏食物 含致敏蛋白 成分 测定表明大豆中表达的蛋白与巴西坚果的致敏成分 具有相似的分子结构 致敏试验表明大豆中2S清 蛋白基因的表达产物与巴西坚果的致敏蛋白对人有 相同的致敏反应 生物致敏性为3 非期望效应等级 表型 重要营养成分含硫氨基酸含量明显提高 其它营养成分的含量水平相同 在基因组中整合的稳定性 表型性状和遗传性状均未发生变异 I级 生产加工活动的安全性 其种植和加工方式与受体基本相同 可以有效去除或降 低抗营养因子 但2S的致敏作用无法消除 因而确定其 生产加工活动

16、对转基因生物的毒性的影响类型为2 致 敏性类型为2 对抗营养作用的影响类型为1 转基因食品的安全性 其毒性致敏性和抗营养作用的等级生产加工活动的影响 类型 未发生对其食用安全性有不良影响的非期望效应 虽有抗营养因子可以完全避免其危害 转基因大豆的 致敏成分无适当的安全控制措施可以避免其危害 转2S清蛋白大豆不可用于 农业和食品生产 例4 转抗菌肽CAD基因酵母安全性的评价 产品用途 用作鸡猪及对虾的饲料添加剂 代替 现行禁用的抗生素 预防及治疗大肠杆菌 沙门 菌引起的腹泻等消化道炎症 受体生物的安全性 啤酒酵母为受体 长期作为供人助消化的辅助药物及 作为饲料蛋白的来源 未发现毒性致敏性和抗营养作用均为I级 供体基因的安全性 人工设计合成的DNA序列 采用了天蚕抗菌肽的部分序列及柞蚕抗菌肽 基因的部分序列作为改造的新基因 需对其毒 性 致敏性和抗营养作用 确定基因操作的影响类 型为2 非期望效应等级 表型相同 受体含有的 CAD具有广谱杀菌作用及独特的杀菌机 制 对革兰氏阴性 阳性菌均有效 尤其对绿农杆菌 金葡 大肠杆菌 沙门氏菌等多种病原菌具有较强 的抑制作用其它营养成分的含量水平相同