转基因技术与绿色食品生产

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1、转基因技术与绿色食品生产赵越摘要：转基因技术是在DNA分子水平上进行的按照人们的意愿定向改造生物的新技 术。它可以缩短农产品和生物新品种的培育周期，使其达到增加产量、增强抗病虫害、抗非 生物胁迫的能力。本文综述了近年来转基因技术在绿色食品生产过程中的研究进展，并对今 后的发展提出了合理的建议。关键词：转基因技术转基因食品绿色食品转基因技术(Transgene technology )作为生物技术的核心，在农业、食品、医药、环保等方面有广泛的应用，对生态环境、人类健康和社会发展也有不同程度的影响。我国是一个 人口基数较大，耕地面积、农用水资源相对不足的国家，将转基因技术应用到食品生产中， 大力发

2、展转基因生物技术，生产、销售转基因食品，对于我国这样一个转基因技术比较发达 的发展中国家而言，在保障粮食供给上具有重大的意义。本文主要介绍了转基因技术在绿色 食品上的应用。从现代转基因技术的广泛应用出发，根据绿色食品的生产特点，提出采取精 确的转基因技术和严格的、有章可循的安全性评价与管理，将转基因技术充分合理的应用到 绿色食品的生产中，保持绿色食品优良特性，提高绿色食品的产量，扩大绿色食品培植面积， 将为绿色食品生产提供广阔的发展前景。1转基因技术转基因技术通常也称为基因工程技术或者基因(DNA)重组技术，是人为的对生命最 基本的遗传单位基因进行直接操作。转基因技术从狭义上说，就是利用分子生

3、物学技术，将 某些生物的一种或几种外源基因(目的基因)转移到其他的生物物种中去，从而改造生物的 遗传物质使其有效的表达相应的产物，并出现原物种不具有的性状或产物。广义上的转基因 技术还包括采用其他方法对生物本身基因进行修饰而使生物体获得新表型的技术：1。自20世纪80年代以来，转基因技术产业蓬勃发展，为人类解决人口膨胀、食物缺乏、能 源匮乏、品种改良、疾病防治和环境污染等问题带来了新的希望。特别是在农业领域中的运 用，1983年首例转基因作物(GMC, Genetically Modified Crops)问世，1986年转基因作物 准进行田间试验，1993年Calgene公司研制的延熟保鲜转

4、基因番茄在美国批准上市，开创了 转基因植物商业应用的先河。近6年间发展更为神速，超出人们的预料。1998年全球转基因 作物的种植面积达到2780万公顷，19951998年全球转基因作物的销售额由0.75亿美元猛增 到1215亿美元，4年间增加了20倍。1999年美国已批准50种转基因植物产品商业化，1/4的 耕地种植的是转基因作物，其中转基因抗除草剂大豆占美国大豆总面积的55%,抗虫棉占棉 田总面积的近50%，转基因玉米占玉米总面积的30%，美国市场上已有近4000种食品来自 遗传工程体(GMO， Genetically Modified Organisms) 2。自1996年全球大规模种植转

5、基因 作物以来，转基因作物种植面积连续15年持续快速地增长，2010年全球转基因作物的种植面 积达到1.48亿公顷，与2009年的1.34亿公顷相比，增长了10.45%，是1996年种植面积170万 公顷的87倍。因而可以毫不夸张地说：转基因农业的新时代已经到来。1973年，美国斯坦福大学斯坦利科恩教授首次成功开发植物转基因技术。随后，有关 转基因技术和安全评价的研究不断增多。1994年，美国Calgene公司培育的延熟保鲜转基因 番茄通过美国农业部和食品与药物管理局批准，并投入商品化生产。此后，全球种植转基因 作物国家的数量逐年增加，转基因作物的种植面积也迅速增大。实践表明，农业转基因技术

6、在增加全球粮食总产、解决世界粮食危机中具有不可替代的作用。21世纪是生物技术的世纪。生物技术在农业领域中的运用将为农业生产带来新的革命。 转基因技术通过在细胞和分子水平上对基因进行操作，打破物种间遗传物质转移交换通常具 有的天然屏障，实现农作物目标性状的定向改良，是生物技术领域发展最快的前沿技术之一。 该技术在农业上的应用不仅在解决粮食问题上具有重要作用和应用前景，而且将在解决我国 以及世界其他各国面临的生态环境恶化、资源匮乏和经济效益衰减等问题上发挥巨大作用。2绿色食品绿色食品是指按特定生产方式生产，并经国家专门机构认定，准许使用绿色食品标志的 无污染、无公害、安全、优质、营养型的食品习。由

7、于绿色食品对人体健康有一个基本安全 保证，而在国外也常称为傕康食品”。据有关资料表明，美国84%的消费者希望购买无污染 的蔬菜和水果；英国50%的消费者首先选购绿色食品；其销售总额已超出数百亿乃至上千亿 美元。近年来，随着绿色食品业的发展，美国、英国、德国、日本等发达国家对绿色食品 的进口量日益增多，刺激了其他国家绿色食品业的发展。我国1990年5月15日正式宣布开始发展绿色食品。1992年成立绿色食品发展中心，1993 年5月被世界有机农业运动国际联盟接纳为正式成员。短短的几年时间内，我国的绿色食品 发展很快，产品数量、种类、结构以及种植面积大幅度增长，经农业部绿色食品发展中心的 严格审定，

8、已有一批批的食品被批准并获得了“绿色食品”标志使用权，并逐步走向国际市场。 据有关资料统计，截至1999年，全国已开发绿色食品1353个，年销售额为302亿元，出口额 达10. 8亿元6。毫无疑问，绿色食品必将是21世纪的主导食品。我国加入WTO后农产品出口遭遇国外“绿色堡垒”的事件越来越多，这就提醒我们必须 认真对待这一事态7。国家农业部自1994年提出“绿色食品”必须符合以下3条标准：一是产 品的原料产地具有良好的生态环境；二是原料作物的生长过程及水、月肥、土条件必须符合一 定的无公害控制标准，并接受农业部农恳司环境保护监测中心监督；三是产品的生产、加工 及包装、储运过程，应符合中华人民共

9、和国食品卫生的要求，最终产品须经国家食品卫生标 准检验合格才准予出售。可见尽管绿色食品有着无污染、安全、营养的优点，但是，其生 产过程中，仍然存在着对环境条件要求太高、产量低、品种单一、生产成本高、价格昂贵等 问题。因此，只有想办法解决这些问题，才能加大绿色食品生产，满足绿色食品的市场需求。3转基因技术应用于绿色食品生产的可能性随着转基因技术在实际生产中的广泛应用，转基因技术对食品生产的渗透越来越多，抵 抗杀虫剂的大豆、抵抗昆虫的玉米和抵抗病毒的瓜类等已经为环境减少了几百万公斤农药 9，而富含胡萝卜素的水稻、耐寒抗旱的小麦和控制成熟度及硬度的西红柿等使得食品生产 的范围、环境、品质发生了改变1

10、0。综合起来，转基因技术具有以下优势：（1）可增加食 品的种类；（2）改良作物的品质和口味，如高淀粉、蛋白质、油脂、维生素、微量元素等营 养成分含量的品种；（3）改善产品的外观；（4）提咼产品的耐储存、耐运输能力；（5）提咼 作物的抗病能力和抗逆性，提高作物适应性；（6）方便食品加工；（7）提高作物的产量；（8） 降低生产成本，提高经济效益。由此可见，转基因技术确实能改变食品的某些性质及原料生 产、加工条件，减少农药、化肥的使用。另外，绿色食品的品种也并非最原始的作物品种， 是人们经过长期传统育种得到的，还不及现代转基因技术精确，只是栽培、生产加工条件要 求严格。所以将转基因技术应用绿色食品生

11、产上是完全可能的，并且二者目的是一致的，它 可以扩大绿色食品的栽培范围，增加绿色食品的种类，改善绿色食品的品质、降低绿色食品 的生产成本，在产量、品质、种类上为绿色食品的加工提供充足、丰富的原材料，获得更多 的利益，由此大大推动绿色食品生产的发展。4转基因技术在绿色食品生产上的应用对食品的数量和质量上的不断追求，促使人们不断利用先进的生物技术手段开发新的食 品来源。近年来，基因工程技术在绿色食品资源改造方面的应用取得了丰硕的成果，并产生 了深远的社会影响。4.1.1植物性食品原料的资源改造农作物增产与其生长分化、肥料、抗逆、抗病虫害等因素密切相关，通过转移或修饰相 关的基因可以达到增产、降低生

12、产成本的效果，如转基因大豆与天然大豆相比，产量提高了 15%20%，而种植成本却降低了30%35%。高抗草甘膦基因、高效抗病杀虫基因、抗旱 耐盐或耐低温胁迫的转录调控因子基因等优良抗逆基因，以及重要生育性状和产量调控基因 如控制矮化基因、棉花纤维品质相关基因和水稻稻谷分蘖控制基因（MOCI）ii。自从1983年 世界上第一例转基因植物问世以来，在短短的二十几年内，转基因技术在农业生产中植物资 源的改造方面得到了广泛的应用并取得了丰硕的成果。转基因技术在植物品种改良中取得的成就最为引人注目，能够培育出丰产、优质的农作 物新品种。2003年全球转基因作物种植面积已达6770万公顷，比1996年增长

13、了40倍，预计到 今年，全球转基因作物的销售额可达到80亿美元。目前已经或将要进入市场的主要转基因植 物性食物有大豆、小麦、水稻、马铃薯、玉米、油菜、甜菜、番茄、辣椒、芥花菜和西葫芦 等。4.1.2动物性食品原料的资源改造现代养殖业的发展需要大量的动物优良品种,常规的动物育种技术是通过直接选留或淘 汰表现性状来提高动物的产蛋量、产乳量、瘦肉率、生长速度等的，这个过程需要大量的种 群和漫长的过程才能使选育的性状稳定下来。到目前为主，虽然对传统育种的研究取得了重 大的进展，然而人口的急剧增长和环境的日益恶化仍然使得养殖业面临着巨大的挑战。转基 因技术的应用对于动物优良品种的选育具有独特优势，如基因

14、工程生产的动物生长激素 （PST）对加速动物的生长、改善饲养动物的肉质，减少脂肪含量等方面具有广阔的应用前景 。目前，转基因动物研究正在全世界范围内掀起前所未有的高潮，我国“ 863计划正较大 规模地进行转基因动物的研究与产业化开发，并已经取得了显著的成绩，先后获得了生长速 度快、瘦肉率高以及对某些病毒有一定抗性的转基因猪、转基因羊和转基因牛等。4.1.3微生物性食品原料的资源改造由于微生物具有种类多、分布广、代谢强、转化快、蛋白含量高、繁殖迅速、生产简单 等特点，人们可利用遗传改造的微生物来转化纤维素和半纤维素来生产真菌蛋白食品，利用 微生物酶降解纤维素和半纤维素为单糖类物质。目前用于绿色食

15、品生产的微生物主要有野生 真菌、酵母、螺旋藻、乳酸菌等Mo4.2基因工程技术在绿色食品品质改良方面的应用以改良食品品质为目标的转基因技术，可以大大提高动植物的抗病性、改善食品的性状， 扩充食品的内容，增加食品的营养成分，优化食品加工工艺，使食品更有利于人体健康。同 时可以减少动植物在生长期间因长期、过量使用化肥、农药、兽药造成的有毒有害物质残留， 提高了食品的安全性，避免环境污染。4.2.1利用基因工程技术提高食品营养价值利用基因工程技术可以在不经过复杂加工处理的情况下，改善食物中的组成成份，提高 食物的营养价值，减少食品的加工污染和生产成本，是绿色食品的发展方向之一。(1) 改善食物中的碳水

16、化合物组成。基因工程技术已被成功地应用于食物中多种碳水化 合物组分的修饰改造。例如，果聚糖是一类有利于人体健康的碳水化合物，是多个葡萄糖分 子通过0糖苷键连接而成。由于人体中不含有能分解果聚糖的酶，因此不能消化吸收果聚糖， 但果聚糖进入结肠后可以成为肠胃菌的营养物质。据报导，人体食用含果聚糖的食物，可以 选择性地促进双岐杆菌的生长，减少与肿瘤发生有关的物质产生，此外短链的果聚糖可以作 为一种低热量的甜味成分。因此，果聚糖是一类有益于人类健康的可溶性碳水化合物。普通 食物中果聚糖的含量一般较低，只有在菊芋等少数几种植物中的含量很高。目前，科学工作 者已将果聚糖合成中的关键酶(1-SST)及相关的基因分离出来，并且已利用基因工程技术将 1-SST基因转移到甜菜等食物中，提高食物中果聚糖的含量15 0此外，基因工程技术已被 成功地应用于改变食物中直链淀粉和支链淀粉的含量，利用基因工程技术开发出来的无直链 淀粉的马铃薯已