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1、转基因生物 食品 与安全 Genetically Modified Organisms GMO and Its Safety 生命科学学院 许玲 五 GMO的安全评价标准 四 GMO的应用效果 一 GMO的定义 六 GMO 发展未来 二 GMO是否安全 三 GMO 发展历程与现状 一 GMO的定义 定义 转基因生物 GMO Genetically Modified Organisms 是指利用基因工程技术将一种生物的基 因植入另一种生物中 改变原有生物的基因组 制造出 具备新特征的生物体 这种生物不是以自然增殖或 自然重组的方式产生 而是人工创制的 世界上首例基因作物是英国1983年 培育出的
2、一种含抗生素药类抗性的 烟草 转基因烟草 转基因生物的种类 植物 已上市销售 最多 最重要 u大豆 玉米 棉花 油菜 马 铃薯 番茄 木瓜等 动物 未上市 u鱼 小鼠 猪 猴 羊等 微生物 工程菌 u大肠杆菌 枯草芽孢杆菌 乳 球菌 乳杆菌 酿酒酵母 毕 赤酵母等 转基因食品 Genetically Modified Foods 是指用转基因生物 GMO 制造 生产 的食品 食品原料及食品添加物等 简称 GMF 目前销售的GMF均来源于转基因植物 2 农杆菌法 1 基因枪法 植物转基因操作技术 基因枪 农杆菌 花粉管通道法 3 花粉管通道法 pollen tube pathway 棉花转基因
3、种子 外源DNA沿花粉管通道 胚囊细胞 卵 合子或早期胚胎细胞 转化 渗入 自然发展成 常规 传统 育种技术 目标基因 X 大量基因转移 供体品种优良品种 新品种 单个基因转移 目标基因 优良品种 改良品种 转基因技术 目标基因 供体品种 转基因技术与传统的育种技术比较 从本质上讲 转基因生物和常规育种所培育出 的农作物品种是一样的 两者都是在原有的基础上对某些性状进行修饰 或增加新性状 或消除原有不利性状 转基因主要是通过生物技术的方法来加快传统 育种的过程 例如过去要通过10年才能选育出 一个品种 但通过转基因方法可能只需2 3年 就可以完成 转基因技术与传统的育种技术比较 基因转移的范围
4、 传统育种技术 只能在生物种内实现基因转移 转基因育种技术 不受生物体间亲缘关系限制 基因转移的效率 传统育种技术 不能准确地操作和选择某个基因 转基因育种技术 所操作和转移的一般是功能清楚 的基因 后代表现可准确预期 假如把传统的技术看作为 砍倒大树的大斧头 转基因技术则可视作为 修剪小树枝的精细雕刻刀 二 GMO是否安全 有争议的主要问题包括 GMO会不会变成病原物 动植物微生物 安全 基因漂移 污染野生资源 近源种 栽培 种 超级杂草 的可能性 抗除草剂 对非靶标生物的影响 生物多样性 食品安全性 毒性 过敏性 人体健康 2011年11月10日 人民日报 美国种植的90 左右的玉米 90
5、 的棉花 94 左右 的大豆 都是转基因品种 美国国内生产和销售的转基因大豆 玉米 油菜 番 茄和番木瓜等植物来源的转基因食品超过3000个种类 和品牌 美国对转基因食品没有强制性标识要求 食品标注或 不标注 转基因 由食品公司自愿决定 但标识必须真 实 不能对消费者产生误导 以美国销费者是怎样看待 转基因的为例 记者 转基因在美国的科研 生产 应用情况怎么样 转基因品种的主要用途有哪些 迈克尔 沙克曼 美国是转基因技术研发的大国 也是转基因食品生产 和应用的大国 作为转基因农作物种植第一大国 美 国的转基因食品已相当普及 转基因玉米 大豆 土 豆 西红柿 木瓜等 都是美国家庭餐桌上的家常便
6、饭 在美国 大部分的玉米与大豆产品都是转基因品种 转基因农产品也大量应用于加工作业中 除了用作动 物饲料 还被加工成玉米粉 玉米油 大豆油 油菜 油 玉米粉被制造成面包 有的还制成甜味剂用于软 饮之中 近年来 转基因作物的种植继续扩大 据美 国农业部2011年6月30日发布的最新数据 按种植面积 计算 美国种植的90 左右的玉米 90 的棉花 94 左右的大豆 都是转基因品种 2011 10 人民日报 记者采访美国农业部生物技术协调员迈克尔 沙克曼 记者 消费者是否能接受转基因食品 美国对转基因食品的标识如何规定 迈克尔 沙克曼 转基因食品在美国市场上很常见 许多品牌的色拉油 面包 饼干 薯片
7、 蛋糕 巧克力 番茄酱 鲜食 番木瓜 酸奶 奶酪等或多或少都含有转基因成分 这些食品的销量很好 消费者也很欢迎 美国对转基因食品没有强制性标识要求 转基因与非 转基因的标签 标识的要求是一样的 按照美国食品 药品监督管理局 FDA 发布的食品标签指南 食品 标注或不标注 转基因 由食品公司自愿决定 但标识 必须真实 不能对消费者产生误导 普通老百姓一般 不顾及食品里是否有转基因成分 一般也很难知道哪 些是转基因食品 2011 10 人民日报 记者采访美国农业部生物技术协调员迈克尔 沙克曼 记者 美国是世界上转基因农作物种植面积最大的国 家 种植历史也最久 请问对环境和生物有没有 产生不利影响
8、迈克尔 沙克曼 据我们目前所知 在美国种植的转基因作物并没有产 生任何不利影响 积极影响有以下几项 1 减少了农药的使用 2 转基因作物的种植 也使一些有益的昆虫或生物重 新回到田野 3 一些抗病品种的作物对有害生物有抗性 减少了因 真菌破坏所带来的毒素 使植株更健康 4 有些转基因作物是少耕类 免耕类作物 可以减少 对土壤的破坏 也会减少对能源的使用 2011 10 人民日报 记者采访美国农业部生物技术协调员迈克尔 沙克曼 记者 美国政府是如何管理转基因作物及食品的 监管体系如何运作 迈克尔 沙克曼 美国转基因安全管理以产品的特性和用途为基础 未单独立法 美国农业部的职责是依照 植物病虫害法
9、 和 植物检疫法 对转 基因作物进行管理 负责转基因产品的种植安全 美国环境保护署依照 联邦杀虫剂 杀菌剂 杀鼠剂法 联邦 食品 药物和化妆品法 对杀虫剂 包括植物杀虫剂即转抗虫 抗病基因产生的蛋白质 进行管理 美国食品和药物管理局依照 联邦食品 药物和化妆品法 负责 评估食品和食品添加剂的安全以及标识管理 一般来讲 一项新的转基因技术从研发到应用 包括实验室开发 田间试验 对该植物在田间的行为进行评价 分析产品组成等 阶段 测试 试验阶段需要几年时间 监管评价也需要几年时间 经评价安全后才能完成整个监管程序 2011 10 人民日报 记者采访美国农业部生物技术协调员迈克尔 沙克曼 更多的科学
10、家的试验表明转基因食品是安全的 迄今为止并没有发现转基因食品危害人体健康和 环境的确切证据 美国是世界批准生产转基因作物的第一个国家 也是迄今为止世界上最大的生产国 占世界生产 量的43 美国超级市场上有3000多种商品是含有转基因植 物成分的 并且美国不要求对转基因成分进行明 码标识 美国人都不怕 我们还怕什么 三 GMO 发展历程与现状 近20年转基因作物的发展 1983年首例转基因植物培育成功 1986年转基因植物获准进入田间试验 1994年转基因番茄在美国批准上市 2000年全球转基因作物种植面积0 44亿公顷 2011年全球转基因作物种植面积1 60亿公顷 1996 2011全球GM
11、O作物种植面积 1996年转基因作物的种植面积为170万公顷 2011年已达到1 6亿公顷 增长94倍 这一增长使得转基因技术成为现代农业史上应用最为迅速的作物技术 1996年转基因作物的种植面积为170万公顷 2011年已 达到1 6亿公顷 增长94倍 这一增长使得转基因 技术成为现代农业史上应用最为迅速的作物技术 全球数百万农民选择种植转基因作物 对于种植转基因作物最有力的证明是 从1996 年至 2011 年的16 年期间 来自全球29 个国家的农民中约 有1亿人次种植了转基因作物 且累积种植面积超过1 25 亿公顷 超过美国或中国25 的耕地面积 使得不愿冒险的农民对转基因作物产生信任
12、和信心的 一个主要原因是 转基因作物为其带来了可观的 可 持续的 社会经济及环境益处 v 2004年排名 17个国家 第1位 美 国 4280万公顷 占全球的63 第2位 阿根廷 1390万公顷 21 第3位 加拿大 440万公顷 6 第4位 中 国 280万公顷 4 第5位 巴 西 300万公顷 4 第6位 南 非 40万公顷 1 2011年排名 29个国家 第1位 美 国 6900万公顷 占全球的43 1 第2位 巴 西 3030万公顷 18 9 第3位 阿根廷 2370万公顷 14 8 第4位 印 度 1060万公顷 6 6 第5位 加拿大 1040万公顷 6 5 第6位 中 国 390
13、万公顷 2 4 全世界2011年99 99 的转基因产品主要为的转基因产品主要为4 4种 种 大豆 47 玉米 32 棉花 15 油菜 5 转基因主要性状 转基因主要性状 转抗除草剂基因作物 转抗虫剂基因作物 转抗除草剂和抗虫剂双价基因作物 抗病 抗不良环境因素和提高产量等 现在国内都有哪些转基因食品 第一批列入目录的农业转基因生物是 大豆 大豆种子 大豆 大豆粉 大豆油 豆粕 玉米 玉米种子 玉米 玉米油 玉米粉 油菜 油菜种子 油菜籽 油菜籽油 油菜籽粕 棉花种子 番茄 番茄种子 鲜番茄 番茄酱 抗除草剂GMO大豆 No GM 未处理 喷施常规除草剂 Non Bt cottonBt cot
14、ton Source CAAS Insect resistance Bt cotton in China 四 GMO的应用效果 我国作物生产中的几个主要重要问题 应用理由 病虫危害与农药 化学肥料的滥用 水资源与旱灾 品质 产量 将苏云金杆菌杀 虫蛋白 Bt 基 因转入棉花 培 育出抗虫新品种 抗虫棉花 转Bt基因 对照 对照转基因 转基因技术的应用效果 中国转基因抗虫棉推广效益 1997 2004年8年间 已审定品种20个 2004年的种植面积占全国植棉总面积的66 抗虫棉8年累计推广9000多万亩 按平均每亩增 收节支220元计算 已为农民增加收益198亿元 农药使用减少70 80 农药中
15、毒伤亡事故大大减少 转基因水稻在基本不打农药的情况下大幅度提高产量 Photos by Zhen Zhu and Jumin Tu IRRI 菲律宾国际水稻研究中心 随后将生物合成 胡萝卜素 的基因转接到了若干种高产的印度稻谷上 瑞士科学家Ingo Potrykus于1999年宣布 金色水稻 问世 水仙花 八氢番茄红素合成酶 番茄红素 环化酶 1 6毫克的胡萝卜素 克 金色水稻 八氢番茄红素脱氢酶 细菌Eriwinia uredovora 在胚乳里完成 胡萝卜素的生物合成 Improving the nutritional value of Golden Rice through increa
16、sed pro vitamin A content Paine et al Nat Biotechnol 23 482 487 2005 a psy from maize substantially increased carotenoid accumulation an increase in total carotenoids of up to 23 fold maximum 37 g g compared to the original Golden Rice 总类胡萝卜素 VA 比原先增加23倍 最大量37 g g 控制内源乙烯 延长果蔬贮藏期 应用现代分子生物学技术改良果蔬保鲜期 转基因技术对农业生产的贡献 减少化学农药的使用量 提高产量和质量 促进快速生长 缩短育种年限 降低生产成本 增强抗逆性 抗旱 寒 涝 热 病毒和虫害等 改良品质和营养 产出口味更佳的食物 60亿人口中还有12亿人仍在温饱线上挣扎 预计2050年将达 到90亿 而发展中国家现有8 4亿人营养不良 13亿人陷于贫 困 如何解决粮食供给 保证粮食的安全供应 五 GMO的安全评价标准 转基因食品的转基因食品
