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1、转基因水稻第1页，本讲稿共16页自自1996年首例转基因农作物产业化应用以来，全球转基因年首例转基因农作物产业化应用以来，全球转基因技术研发日新月异，转基因作物产业化技术研发日新月异，转基因作物产业化发展势头强劲发展势头强劲。1996年转基因作物的种植面积为年转基因作物的种植面积为170万公顷，万公顷，2011年已年已达到达到1.6亿公顷，亿公顷，增长增长94倍倍，因此转基因技术被誉为，因此转基因技术被誉为现代农业史上应用最为迅速的作物技术。现代农业史上应用最为迅速的作物技术。美国兰德公司在美国兰德公司在“2020年全球技术革命年全球技术革命”研究报告中，研究报告中，列举了列举了16个重大革命
2、性技术，个重大革命性技术，转基因技术排名第转基因技术排名第4位位。转基因技术的重要性 第2页，本讲稿共16页我国是一个我国是一个农业大国农业大国，基本特点是，基本特点是人多地少，资源短缺人多地少，资源短缺。此外，。此外，我国也是一个我国也是一个自然条件并不优越自然条件并不优越的国家，南咸、北碱、东西部寒冷，的国家，南咸、北碱、东西部寒冷，半壁江山干旱。半壁江山干旱。改革开放改革开放30年来，我国农业和农村发展取得了举世瞩目的成年来，我国农业和农村发展取得了举世瞩目的成就，但同时面临就，但同时面临人口增加、资源短缺、环境恶化、气候异常、市人口增加、资源短缺、环境恶化、气候异常、市场竞争场竞争等越
3、来越大的压力，粮食中长期供求形势依然十分严峻。等越来越大的压力，粮食中长期供求形势依然十分严峻。多年来我国粮食增产主要依靠单产的提高，目前主要作物的多年来我国粮食增产主要依靠单产的提高，目前主要作物的单产已经达到了相当高的水平。但要想进一步提高，确保我单产已经达到了相当高的水平。但要想进一步提高，确保我国粮食基本自给率国粮食基本自给率95%以上，必须突破现有技术的瓶颈。因此，以上，必须突破现有技术的瓶颈。因此，加快转基因生物技术的发展与常规技术的紧密结合，大幅度提高加快转基因生物技术的发展与常规技术的紧密结合，大幅度提高农产品的产量和品质，才能满足我国社会经济发展对农产品持续农产品的产量和品质
4、，才能满足我国社会经济发展对农产品持续增长的需求。增长的需求。中国大力发展转基因技术是出于现实需求第3页，本讲稿共16页20092009年，我国科学家拥有自主知识产权的转基因杂交水稻品系年，我国科学家拥有自主知识产权的转基因杂交水稻品系“华恢华恢1 1号号”和和“Bt“Bt汕优汕优63”63”获得安全证书获得安全证书，进入处于产业化应用的关键，进入处于产业化应用的关键阶段。这是我国转基因作物技术研发历史上极具现实意义的一个阶段。这是我国转基因作物技术研发历史上极具现实意义的一个事件。根据有关法律法规规定，从品种选育成功到示范推广，还事件。根据有关法律法规规定，从品种选育成功到示范推广，还要经历
5、品种区域试验、品种审定关口，否则仍不能进入生产应用。要经历品种区域试验、品种审定关口，否则仍不能进入生产应用。从研发到获证，前后历时从研发到获证，前后历时1515年年在未完成商业化之前，发放安全证书的是两个品系而不是品种，品系在未完成商业化之前，发放安全证书的是两个品系而不是品种，品系是未经审定通过的，是育种材料。两个品系的研发工作始于是未经审定通过的，是育种材料。两个品系的研发工作始于19951995年，年，19991999年成果通过了农业部的鉴定。成果完成仅用了年成果通过了农业部的鉴定。成果完成仅用了4 4年。这仅仅是一年。这仅仅是一小步。小步。经安委会安全评价和农业部批准，经安委会安全评
6、价和农业部批准，1999200019992000年，专家组就转基年，专家组就转基因水稻开展中间试验，因水稻开展中间试验，2001200220012002年开展环境释放，年开展环境释放，2003200420032004年开展生产性试验，年开展生产性试验，20042004年申请转基因水稻生产应用安全证书。年申请转基因水稻生产应用安全证书。包括安全性试验在内的各种试验用了包括安全性试验在内的各种试验用了1111年。年。发展历程第4页，本讲稿共16页全球转基因水稻处于商业化推广初期，对现有生产与贸易格局影响不大 水稻是水稻是最重要的粮食作物最重要的粮食作物，也是世界上，也是世界上13亿人口的亿人口的主
7、要主要口粮口粮。转基因水稻研究一直受到国际重视，在全球范围内。转基因水稻研究一直受到国际重视，在全球范围内仍未大面积推广仍未大面积推广，目前只有，目前只有伊朗伊朗、美国美国批准商业化种植批准商业化种植转基因水稻，转基因水稻，且推广面积非常小，且推广面积非常小，对全球现有常规水稻对全球现有常规水稻生产格局没有影响。生产格局没有影响。2005年，伊朗批准种植了大约年，伊朗批准种植了大约4000公顷转公顷转Bt基因水稻，基因水稻，抢先拉开了商业化种植转基因水稻的序幕。美国已批准抢先拉开了商业化种植转基因水稻的序幕。美国已批准222项转基因水稻田间试验和项转基因水稻田间试验和3项转基因抗除草剂水稻商业
8、项转基因抗除草剂水稻商业化应用。化应用。2006年，我国年，我国“863”等多项科技计划投入数亿元资金等多项科技计划投入数亿元资金开展转基因水稻研究，开展转基因水稻研究，有世界上规模最大的转基因水有世界上规模最大的转基因水稻计划稻计划，专一防治稻螟虫和水稻白叶枯病的转基因，专一防治稻螟虫和水稻白叶枯病的转基因水稻。水稻。第5页，本讲稿共16页 经农业部批准，我国已有经农业部批准，我国已有263项转基因水稻进行了田项转基因水稻进行了田间试验间试验(包括中间试验、环境释放和生产试验包括中间试验、环境释放和生产试验)。自自2000年以来，农业部先后受理了年以来，农业部先后受理了8项转基因水稻的产项转
9、基因水稻的产业化申请，完成了一系列环境安全和食品安全性评价，业化申请，完成了一系列环境安全和食品安全性评价，但仍未获准生产应用但仍未获准生产应用。常规稻米充斥全球市场，我国转基因稻米近期内将不会常规稻米充斥全球市场，我国转基因稻米近期内将不会被接受，甚至会影响我国的整体出口格局。被接受，甚至会影响我国的整体出口格局。我国是稻米出口大国，出口量约占全球我国是稻米出口大国，出口量约占全球4左右，左右，占国内水稻总产的占国内水稻总产的06，出口对象主要是东南亚，出口对象主要是东南亚国家和部分非洲国家，同样，我国的种用稻谷也出国家和部分非洲国家，同样，我国的种用稻谷也出口到这些国家，目前向我国进口稻谷
10、的国家均未推口到这些国家，目前向我国进口稻谷的国家均未推广转基因水稻。广转基因水稻。第6页，本讲稿共16页转基因水稻无法做到隔离生产，会与常规品种混杂，导致转基因水稻无法做到隔离生产，会与常规品种混杂，导致消费者在短期内难以接受。消费者在短期内难以接受。转基因水稻产业化一旦实施，隔离转基因品种和常转基因水稻产业化一旦实施，隔离转基因品种和常规品种非常困难，二者必然混杂，这也意味着消费规品种非常困难，二者必然混杂，这也意味着消费者会将该地区的稻米一律视为转基因产品。由于水者会将该地区的稻米一律视为转基因产品。由于水稻是我国居民的主食，在没有充分调查消费者意愿稻是我国居民的主食，在没有充分调查消费
11、者意愿的前提下，在某地区商业化推广转基因水稻将直接的前提下，在某地区商业化推广转基因水稻将直接影响该产区所有稻米的销售，这是一个必须重视的影响该产区所有稻米的销售，这是一个必须重视的问题。问题。种植转基因水稻效益不明显，推广难度较大种植转基因水稻效益不明显，推广难度较大。与常。与常规优质品种相比，转基因水稻在产量和成本上均不具规优质品种相比，转基因水稻在产量和成本上均不具备优势，其最大的效益体现在减少农药的投入量与污备优势，其最大的效益体现在减少农药的投入量与污染。对我国广大小规模农户而言，其种植水稻的根本染。对我国广大小规模农户而言，其种植水稻的根本动机在于是否能够获益，因此，转基因水稻产业
12、化面动机在于是否能够获益，因此，转基因水稻产业化面临的直接问题是农户是否愿意种植。临的直接问题是农户是否愿意种植。第7页，本讲稿共16页 急待研究和解决的问题：急待研究和解决的问题：1、在借鉴国际经验和其他转基因作物产业化做法的、在借鉴国际经验和其他转基因作物产业化做法的基础上，结合中国的实际情况，建立健全转基因水基础上，结合中国的实际情况，建立健全转基因水稻的一整套管理制度，包括事前风险评估、生产监稻的一整套管理制度，包括事前风险评估、生产监管、事后效果评价等方面；管、事后效果评价等方面；2、在整合现有研究技术成果和品种开发的基础上，、在整合现有研究技术成果和品种开发的基础上，重点支持一部分
13、国家级科研院所开展转基因水稻技重点支持一部分国家级科研院所开展转基因水稻技术的研发工作，在时机成熟时开展田间试验，并进术的研发工作，在时机成熟时开展田间试验，并进行相关的风险评估，为制定相关管理制度和政策提行相关的风险评估，为制定相关管理制度和政策提供科学的决策参考；供科学的决策参考；3、鉴于中国的具体国情，中国的水稻生产应以满足、鉴于中国的具体国情，中国的水稻生产应以满足国内市场需求为主，慎重考虑通过转基因水稻产业国内市场需求为主，慎重考虑通过转基因水稻产业化推广来占领国际市场，特别是考虑到我国水稻市化推广来占领国际市场，特别是考虑到我国水稻市场长期以来的实际情况场长期以来的实际情况在世界转
14、基因作物种植规模迅速扩张和作物类别不断增多的新 势下，如何应对世界转基因水稻产业化的发展趋势？第8页，本讲稿共16页转基因水稻更安全？对公众担心的转基因水稻的食用安全和环境安全问题，农业部委托中国疾病对公众担心的转基因水稻的食用安全和环境安全问题，农业部委托中国疾病预防控制中心营养与食品安全所等第三方权威机构进行了长期、大量、反复、预防控制中心营养与食品安全所等第三方权威机构进行了长期、大量、反复、多项目的研究，多项目的研究，结论是：转基因水稻无论是食用，还是生产过程中对环境的影响，都结论是：转基因水稻无论是食用，还是生产过程中对环境的影响，都跟非转基因水稻一样安全。由于它减少化学农药用量跟非
15、转基因水稻一样安全。由于它减少化学农药用量80%，因此比非转基因水稻，因此比非转基因水稻更节约成本。更节约成本。水稻有水稻有4万多个基因，转入的只有一个基因，它只赋予水稻抗虫的功能，万多个基因，转入的只有一个基因，它只赋予水稻抗虫的功能，并没有、并没有、也不会改变水稻基因的其他功能也不会改变水稻基因的其他功能。它只在害虫食用的水稻茎叶中显着表达。它只在害虫食用的水稻茎叶中显着表达。在人食用大米中，这个抗虫基因产物含量极低。在人食用大米中，这个抗虫基因产物含量极低。转入水稻的抗虫基因叫转入水稻的抗虫基因叫Bt蛋白，它只杀死危害水稻的鳞翅目害虫，而对其他昆虫蛋白，它只杀死危害水稻的鳞翅目害虫，而对
16、其他昆虫没有毒杀作用，也没有毒杀作用，也不会像化学农药那样残留在环境中，因此不会对生态环境和生物多不会像化学农药那样残留在环境中，因此不会对生态环境和生物多样性造成不良影响样性造成不良影响。目前发现，只在水稻二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫的肠壁目前发现，只在水稻二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫的肠壁上有这种蛋白质的结合位点，因而该蛋白能选择性地有效杀死该类害虫。上有这种蛋白质的结合位点，因而该蛋白能选择性地有效杀死该类害虫。而人类肠道上没有该蛋白质的结合位点，故不会对人类造成危害。人类安全使用而人类肠道上没有该蛋白质的结合位点，故不会对人类造成危害。人类安全使用Bt蛋白来抗虫已有
17、蛋白来抗虫已有70多年历史，没有发生一起让人中毒和过敏的例子。多年历史，没有发生一起让人中毒和过敏的例子。第三方权威机构还包括农业部转基因植物环境安全监督检验测试中心（北京）第三方权威机构还包括农业部转基因植物环境安全监督检验测试中心（北京）、农业部转基因植物环境安全监督检验测试中心（杭州）、农业部农产品质、农业部转基因植物环境安全监督检验测试中心（杭州）、农业部农产品质量监督检验测试中心（北京）等。量监督检验测试中心（北京）等。第9页，本讲稿共16页食用安全性的担忧外源基因的毒性外源基因的毒性转基因水稻中的外源基因主要包括两大类，目的基转基因水稻中的外源基因主要包括两大类，目的基因和标记基因
18、。水稻中研究较多的目的基因有除草剂扰陛因和标记基因。水稻中研究较多的目的基因有除草剂扰陛基因、病虫害扰陛基因及品质改良基因等。虽然这些基因基因、病虫害扰陛基因及品质改良基因等。虽然这些基因并非原来亲本水稻所有，有些甚至来自不同类、种或属的并非原来亲本水稻所有，有些甚至来自不同类、种或属的其他生物，其他生物，但是所有生物体的但是所有生物体的DNA都是由都是由4种碱基组成种碱基组成，目从水稻细胞中释放出来后很陕就会被降解成小片段，因目从水稻细胞中释放出来后很陕就会被降解成小片段，因此转基因稻米中的外源此转基因稻米中的外源DNA，在进入肠道微生物所处的，在进入肠道微生物所处的小肠、盲肠及结肠前已被降
19、解。此外，转基因食品中的外小肠、盲肠及结肠前已被降解。此外，转基因食品中的外源基因的含量很小，目前尚未发现有消化系统中的植物源基因的含量很小，目前尚未发现有消化系统中的植物DNA转移至肠道微生物的现象。转移至肠道微生物的现象。因此，转基因水稻中的因此，转基因水稻中的外源基因本身不会对人体产生直接毒害作用外源基因本身不会对人体产生直接毒害作用。第10页，本讲稿共16页抗药性抗生素抗性是目前转基因水稻中常用的标记基因，抗生素抗性是目前转基因水稻中常用的标记基因，其本身并无安全性问题，但其是否会通过水平转移到人其本身并无安全性问题，但其是否会通过水平转移到人体肠道中的微生物或上皮细胞，井在其中表达获
20、得抗药体肠道中的微生物或上皮细胞，井在其中表达获得抗药性，这就可能影响口服抗生素的药效，对健康造成危害。性，这就可能影响口服抗生素的药效，对健康造成危害。为了彻底消除这一因素的潜在危险，科学家正设法在转为了彻底消除这一因素的潜在危险，科学家正设法在转基因食品中避免使用抗生素抗性标记基因基因食品中避免使用抗生素抗性标记基因“，或者采，或者采用删除抗性标记基因技术以解除对抗药陛的担忧。用删除抗性标记基因技术以解除对抗药陛的担忧。第11页，本讲稿共16页过敏性在获得转基因水稻的时候引入的新基因蛋在获得转基因水稻的时候引入的新基因蛋白可能会引起人体的过敏反应，这种反应白可能会引起人体的过敏反应，这种反
21、应可能是致命的可能是致命的 。除了可能引入与已知过敏。除了可能引入与已知过敏原同源的过敏原以外，在转基因操作中还原同源的过敏原以外，在转基因操作中还可能引入无食用历史的过敏原。如果将编可能引入无食用历史的过敏原。如果将编码这些蛋白的基因导人食品中，可能使人码这些蛋白的基因导人食品中，可能使人体对转基因食品产生过敏反应。体对转基因食品产生过敏反应。第12页，本讲稿共16页产生有毒物质遗传修饰在打开遗传修饰在打开种目的基因的同时，也可能会无意种目的基因的同时，也可能会无意中提高天然植物毒素的含量。虽然一般来说，导人的中提高天然植物毒素的含量。虽然一般来说，导人的遗传信息和受体植物带来的危害是已知的
22、、可以解释遗传信息和受体植物带来的危害是已知的、可以解释的，但由于外源基因导人位点的不同、与宿主其他基的，但由于外源基因导人位点的不同、与宿主其他基因相互作用、体细胞变异及表达受环境等多种因素影因相互作用、体细胞变异及表达受环境等多种因素影响，响，极有可能极有可能产生基因缺失、错码等突变，使所表达的产生基因缺失、错码等突变，使所表达的蛋白产物的性状、数量及部位与期望值不符。目前虽然蛋白产物的性状、数量及部位与期望值不符。目前虽然尚未发现转基因水稻由于增加了有毒物质或抗营养因子尚未发现转基因水稻由于增加了有毒物质或抗营养因子而对人体产生不利影响，但也不能排除这种可能性，因而对人体产生不利影响，但
23、也不能排除这种可能性，因此需要对转基因水稻进行严格的安全性评价。此需要对转基因水稻进行严格的安全性评价。第13页，本讲稿共16页 对水稻营养价值的影响采用转基因技术可能对水稻的营养价值产生两方面采用转基因技术可能对水稻的营养价值产生两方面的不良影响：的不良影响：(1)由于某种营养素含量的改变可能使整个水稻的营养由于某种营养素含量的改变可能使整个水稻的营养状况发生改变；状况发生改变；(2)引人的外源营养素基因可能与其他营养基因发生相互作引人的外源营养素基因可能与其他营养基因发生相互作用，导致水稻的营养成分的生物利用率、代谢等产生改变。用，导致水稻的营养成分的生物利用率、代谢等产生改变。这样就会对
24、人群的膳食营养产生影响，造成人体内营养素这样就会对人群的膳食营养产生影响，造成人体内营养素紊乱，影响消费者的健康紊乱，影响消费者的健康。因此，除了安全性之外，还有必要对转基因水稻进行因此，除了安全性之外，还有必要对转基因水稻进行营养学评价。营养学评价。第14页，本讲稿共16页尽管转基因水稻的安全性仍颇具争议，至今也尚无任何尽管转基因水稻的安全性仍颇具争议，至今也尚无任何转基因水稻被允许进行商业化生产，但是其前景仍然十转基因水稻被允许进行商业化生产，但是其前景仍然十分美好，新的转基因水稻还在不断问世。由于转基因水分美好，新的转基因水稻还在不断问世。由于转基因水稻与消费者的健康息息相关，因此对其的研究开发、安稻与消费者的健康息息相关，因此对其的研究开发、安全性评估乃至商业化生产必须采取十分谨慎的态度。转全性评估乃至商业化生产必须采取十分谨慎的态度。转基因水稻的安全性一直是各国政府及消费者十分重视的基因水稻的安全性一直是各国政府及消费者十分重视的问题，各国也在对不断涌现的转基因水稻进行极为严格、问题，各国也在对不断涌现的转基因水稻进行极为严格、审慎的评估。审慎的评估。第15页，本讲稿共16页 谢 谢 观 赏！第16页，本讲稿共16页