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1、第第5章转基因食品和辐照章转基因食品和辐照食品食品第1页，本讲稿共85页主要内容主要内容l辐照食品的毒理学及安全性l辐射的基本知识l辐照食品l辐照食品的安全性l辐射残留l物理、化学变化营养物质的变化；有毒有害物质的产生l微生物变异l转基因食品的毒理学及安全性l转基因食品的基本知识l毒理学及安全性第2页，本讲稿共85页第一节辐照食品第3页，本讲稿共85页日本地震日本地震l福岛第一核电站1号、2号和3号机组的核泄漏等级为5级，4号机组的核泄漏等级为3级l4级，则表示放射性物质小量释放，公众遭受相当于规定限值的辐射影响，同时，核反应堆堆芯和辐射屏障出现显著损坏，并可能出现工作人员遭受致命辐射的情况。
2、l5级属于具有场外风险的事故，放射性物质有限释放，此时核反应堆堆芯和辐射屏障出现严重损坏。第4页，本讲稿共85页切尔诺贝利切尔诺贝利特大事故特大事故（7级）级）石棺石棺新安全封闭新安全封闭第5页，本讲稿共85页辐射污染农产品辐射污染农产品l核辐射污染食品l核子或辐射紧急事故发生后，辐射物质会污染食物。蔬果等食材或动物饲料的表面，会受到来自空气或雨水的辐射物沉淀污染而具有放射性。随着时间累进，辐射会渗入食物内部，因为放射性核种(radionuclide)会透过土壤转移到农作物和动物内，或渗入河川、湖泊和海洋中，导致鱼贝类吸收放射性核种。l碘盐抢购风波l碘化钾使甲状腺发生饱和，防止对放射性碘的吸收
3、。l想靠吃碘盐预防放射性碘，一天要吃上25公斤盐才能达到所需的剂量。第6页，本讲稿共85页辐照在农业及食品行业中的应用l应用范围主要有：进出口水果及农畜产品的辐照检疫处理。低质酒类辐照改性。干果、脱水蔬菜和肉类辐照杀虫。调味品的辐照灭菌。l食品辐照保藏是指利用放射线同位素60Co或137Cs的产生的射线，以及加速器产生的电子束等辐照食品，使之抑制发芽、推迟成熟、杀虫杀菌、防止霉变，从而达到保鲜或贮存的目的。第7页，本讲稿共85页辐照食品会不会造成放射性污染？辐照食品会不会造成放射性污染？l1984年11月，经国家卫生部的批准有7项辐照食品（马铃薯、洋葱、大蒜、花生、谷物、蘑菇、香肠）允许食用消
4、费，后来又有蔬菜、水果、粮食、酒类等20多种食品通过了不同级别的技术鉴定。l中国辐射食品占世界总量的1/3。l安全性l剂量小？辐射源不同？第8页，本讲稿共85页放射性同位素与辐射放射性同位素与辐射l有些同位素，其质子数和中子数差异较大，其原子核是不稳定的，它们按照一定的规律（指数规律）衰变。l自然界存在着一些天然的不稳定同位素，也有一些不稳定同位素是利用原子反应堆或粒子加速器等人工制造的。l不稳定同位素衰变过程中伴有各种辐射线产生，这些不稳定同位素称为放射性同位素。第9页，本讲稿共85页辐射线的种类辐射线的种类l衰变-粒子：在此过程中，一个原子核释放一个粒子（由两个中子和两个质子形成的氦原子核
5、），并且转变成一个质量数减少，核电荷数减少的新原子核。l衰变-粒子：在此过程中，一个原子核释放一个粒子（电子或者正电子），分为+衰变（释放正电子）和-衰变（释放电子）。l射线通常伴随其他形式的辐射产生，例如射线，射线。当一个原子核发生衰变或者衰变时，生成的新原子核有时会处于激发态，这时，新原子核会向低能级发生跃迁，同时释放粒子。这就是辐射。第10页，本讲稿共85页食品辐照辐射源食品辐照辐射源l辐射源辐射源-放射性同位素放射性同位素l60Co辐射源-6060CoCo经经-衰变后放出两个能量不同的衰变后放出两个能量不同的-光子最后变为光子最后变为6060NiNi。l137Cs辐射源-137137C
6、sCs经经-衰变后放出衰变后放出-光子最后变为光子最后变为137137BaBa。制备方法：将自然界中存在的稳定同位素制备方法：将自然界中存在的稳定同位素5959CoCo金属金属制成棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或制成棒形、长方形、薄片形、颗粒形、圆筒形或所需要的形状，置于反应堆活性区，经中子一定所需要的形状，置于反应堆活性区，经中子一定时间照射，少量时间照射，少量5959CoCo原子吸收一个中子后即生成原子吸收一个中子后即生成6060CoCo辐射源。目前在商业上采用辐射源。目前在商业上采用6060CoCo作为作为-射线射线源。源。第11页，本讲稿共85页辐射源辐射源-电子加速器电子加速器
7、l电子射线-射程短，密度大，穿透力差，一般适用射程短，密度大，穿透力差，一般适用于食品表面的照射。如对易腐食品辐射时，选定适于食品表面的照射。如对易腐食品辐射时，选定适当的当的“加速能加速能”，就可使射线不穿透食品内部，只，就可使射线不穿透食品内部，只进行表面杀菌进行表面杀菌。lX射线-X射线具有高穿透能力，可以用于食品辐射线具有高穿透能力，可以用于食品辐射加工。但是由于电子加速器作射加工。但是由于电子加速器作X射线源效率低，射线源效率低，而且能量中包含大量低能部分，难以均匀照射大块而且能量中包含大量低能部分，难以均匀照射大块样品，故没有得到广泛的应用样品，故没有得到广泛的应用。第12页，本讲
8、稿共85页辐射辐射-定义定义l1.放射性强度-度量放射性强弱的物理量l放射性强度:又称放射性活度，是指放射性元素或同位素每秒衰变的原子数。lSI单位为贝可勒尔（Becquerel，简称贝可Bq）。l1Bq=1s-1即每秒一次衰变。l一克镭放射性活度为3.71010Bq。l居里（Curie简写Ci）1Ci=3.71010Bq，1Ci=3.71010Bq。l克镭当量-放射射线的放射性同位素（即辐射源）和1克镭（密封在0.5mm厚铂滤片内）在同样条件下所起的电离作用相等时，其放射性强度就称为1克镭当量。第13页，本讲稿共85页辐射辐射-定义定义l2.放射性比度-单位质量或单位体积的放射性物质的放射性
9、活度称为放射性比度l一个放射性同位素常附有不同质量数的同一元素的稳定同位素，此稳定同位素称为载体，因此将一个化合物或元素中的放射性同位素的浓度称为“放射性比度”，也用以表示单位数量的物质的放射性强度。l3.照射量（Exposure）是用来度量X射线或Y射线在空气中电离能力的物理量，以往使用的单位为伦琴（Roentgen，简写R），现改为Si单位库仑/千克（Ckg-1），1伦琴=2.58X10Ckg-1。第14页，本讲稿共85页辐射辐射-定义定义l4.单位被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收剂量。l吸收剂量的SI单位是焦耳千克-1,SI单位专名是戈瑞（Gray，简称Gy）。第15页，本讲稿共85
10、页辐射的杀菌作用辐射的杀菌作用l电离作用：-射线的频率高、能量大，可使物质的原子受到激发或电离，因而可起到杀菌作用（冷杀菌）。l辐射会引起食品及食品中的微生物、昆虫等发生一系列物理、化学反应，使有生命物质的新陈代谢、生长发育受到抑制或破坏，达到杀菌、灭虫，改进食品质量，延长保藏期的目的。lDNA链断裂第16页，本讲稿共85页辐射杀菌的种类辐射杀菌的种类l辐射阿氏杀菌l此杀菌也称商业性杀菌，所使用的辐射剂量可以使食品中的微生物数量减少到零或有限个数。在这种辐射处理以后，食品可在任何条件下贮藏，但要防止再污染。剂量范围为10-50kGy。l辐射巴氏杀菌l此杀菌只杀灭无芽孢病原细菌（除病毒外）。所使
11、用的辐射剂量使在食品检测时不出现无芽孢病原菌（如沙门氏菌）。剂量范围为5-10kGy。l辐射耐贮杀菌l这种辐射处理能提高食品的贮藏性，降低腐败菌的原发菌数，并延长新鲜食品的后熟期及保藏期。所用剂量在5kGy以下。第17页，本讲稿共85页辐射的安全问题？辐射的安全问题？l1.辐射残留？l2.物理、化学反应？l营养物质的破坏？l有毒有害物质的产生？l3.微生物是否会变异？第18页，本讲稿共85页食品辐照会不会造成放射性污染？食品辐照会不会造成放射性污染？l1放射性的污染和放射性物质的诱发l食品辐照是外照射，食品同辐射源不接触，不会产生污染。l要使组成食品的基本元素变成放射性同位素需10Mev以上的
12、高能射线进行照射；控制好射线能量，就能做到不引起感生放射性。第19页，本讲稿共85页食品辐射的化学效应食品辐射的化学效应对营养物质的破对营养物质的破坏坏l低质酒类辐照改性l食品及其他生物有机体的主要化学组成是水、蛋白质、糖类、脂类及维生素等，这些化合物分子在射线的辐射下会发生一系列的化学变化。l水l大多数食品均含有丰富的水分，水也是构成微生物、昆虫等生物体的重要成分，食品经辐射引起的水分变化十分复杂。l水辐射的化学效应可概括为：lH2O2.7OH+0.55H+2.7e-水化+0.45H2+0.71H2O2+2.7H3O第20页，本讲稿共85页蛋白质和脂类蛋白质和脂类l蛋白质l辐射交联、辐射降解
13、。l蛋白质辐照时交联与降解同时发生，而往往是交联大于降解，所以降解常被掩盖而不易觉察。l脂类l脂肪和脂肪酸被射线照射时，饱和脂肪比较稳定，而不饱和脂肪容易氧化，出现脱羧、氢化、脱氨等作用。有氧存在时，由于会发生自动氧化作用，饱和脂肪也会被氧化。l辐射促进自动氧化过程可能是由于促进自由基的形成和氢过氧化物的分解，并使抗氧化剂遭到破坏。l维生素l食品中维生素在辐射中的稳定性和食品的性质及成分有密切的关系，其损失率随着辐射剂量的增大而增大。大多数研究结果表明，低剂量辐照，食品的营养损失是微不足道的。第21页，本讲稿共85页食品辐射的化学效应食品辐射的化学效应毒性物质的生成毒性物质的生成l毒性物质的生
14、成l照射会不会使食品产生有毒物质是一个很复杂的问题。迄今为止，研究结果还未确证会产生有毒、致癌和致畸物质。l辐照食品的致癌、致畸、致突变研究FAOFAO、IAEAIAEA、WHOWHO得出得出“剂量低于剂量低于10kGy10kGy，辐照任何食，辐照任何食品不存在毒理学的危害，因此不需要进行食品毒理品不存在毒理学的危害，因此不需要进行食品毒理学试验。学试验。”第22页，本讲稿共85页3微生物类发生变异的危险微生物类发生变异的危险l至今尚没有人证明辐照微生物能增加其致病性，或者被辐照的细菌增加了毒素的形成力或诱发了抗菌力。因此可以这样说，食品辐照不会增加细菌、酵母菌和病毒的致病性。第23页，本讲稿
15、共85页第二节：转基因食品第24页，本讲稿共85页第一节第一节转基因产品的基本知识转基因产品的基本知识l主要内容l第一部分：什么是转基因产品？转基因产品是如何开发的？-以植物产品为例，转基因产品的研发现状l第二部分：转基因产品的安全性是如何评估的？美国、欧盟和中国在转基因产品安全评估方法上的差别。l第三节：转基因产品的安全争论第25页，本讲稿共85页什么是转基因产品？什么是转基因产品？lGMO-GeneticallyModifiedOrganismlGeneticallymodifiedorganisms(GMOs)canbedefinedasorganismsinwhichthegeneti
16、cmaterial(DNA)hasbeenalteredinawaythatdoesnotoccurnaturally.Thetechnologyisoftencalled“modernbiotechnology”or“genetechnology”,sometimesalso“recombinantDNAtechnology”or“geneticengineering”.Itallowsselectedindividualgenestobetransferredfromoneorganismintoanother,alsobetweennon-relatedspecies.（FAO）l转基因
17、产品是指科学家在实验室中,把动植物的基因加以改变,再制造出具备新特征的品种.（CNKI）第26页，本讲稿共85页什么是基因？什么是基因？l有一些教材中把基因定义有一些教材中把基因定义为“有有遗传效效应的的DNA片段片段”。l基因的定基因的定义是是“含特定含特定遗传信息的核苷酸序列，信息的核苷酸序列，是是遗传信息的最小功能信息的最小功能单位位”。l存在很多争论，但一般是指存在很多争论，但一般是指当当DNA是是遗传物物质时，基因是有，基因是有遗传效效应的的DNA片段。当片段。当RNA是是遗传物物质时，基因是有，基因是有遗传效效应的的RNA片段。片段。第27页，本讲稿共85页为什么要发展转基因的产品
18、？为什么要发展转基因的产品？l获得有益的性状l植物保护l抗虫BT（Bacillusthuringiensis）抗虫棉l抗病毒l抗除草剂孟山都公司的Roundup，抗草胺磷l抗逆性耐寒，耐旱l品质、营养或其它功能性l19931993年年 转基因延熟番茄转基因延熟番茄(Flavr Savr tomato)(Flavr Savr tomato)美农业部美农业部 批准商业化种批准商业化种植，植，Calgene Calgene 公司公司l19991999年年4 4月，金米开始结实，因为米粒颜色呈金黄色，富含月，金米开始结实，因为米粒颜色呈金黄色，富含 -胡萝卜素胡萝卜素（维生素（维生素A A原）原）第2
19、8页，本讲稿共85页新型转基因产品不断推出新型转基因产品不断推出第一代转基因产品：抗除草剂、抗病虫性、抗逆第一代转基因产品：抗除草剂、抗病虫性、抗逆第二代转基因产品：以改良品质和增加营养为主，如富第二代转基因产品：以改良品质和增加营养为主，如富含维生素含维生素A A前体的前体的“金色大米金色大米”等等第三代转基因产品：功能性食品、生物反应器、植物第三代转基因产品：功能性食品、生物反应器、植物工厂以及高效生物能源等，不断向医药、化工、环工厂以及高效生物能源等，不断向医药、化工、环境以及能源领域拓展境以及能源领域拓展第29页，本讲稿共85页如何进行？如何进行？传统育种植物传统育种植物顺化基因植物顺
20、化基因植物Cisgenicplant转基因植物转基因植物Transgenicplant植物基因组导入植物自身基因，而不含其他物种基因有性杂交或者是自然界的突变转入外源基因第30页，本讲稿共85页基因导入方法-农杆菌介导法转化l就是将目的基因连于某一载体DNA上，然后通过寄主感染受体植物等途径将个源基因转入植物细胞的技术。第31页，本讲稿共85页其它转化方法其它转化方法l基因或DNA的直接转移：DNA的直接转移是指利用植物细胞生物学特性，通过物理、化学和生物学方法将外源基因转入植物细胞的技术。l基因枪法：基因枪法又称粒子轰击技术。这一方法是用粒子枪把表面吸附有外源DNA的金属微粒高速地射进植物细
21、胞或组织。lElectroporation：电击穿孔法通过高压电脉冲的电激穿孔作用把外源DNA引人植物原生质体的方法就称为电击转化法。l超声波法(sonoporation)：声空化细胞穿孔。l微注射法第32页，本讲稿共85页研发过程研发过程品质、性质基因鉴定基因优化传化到作物体内第33页，本讲稿共85页2007年全球种植转基因作物年全球种植转基因作物 总面积：总面积：1.1431.143亿公顷亿公顷,23,23个国家种植个国家种植4 4种作物：大豆种作物：大豆(51%)(51%)、玉米、玉米(31%)(31%)棉花棉花(13%)(13%)、油菜、油菜(3%)(3%)2 2类基因和性状：抗虫类基
22、因和性状：抗虫(Bt)(Bt)耐除草剂耐除草剂(CP4-EPSPS)(CP4-EPSPS)第34页，本讲稿共85页20072007年种植转基因作物主要国家年种植转基因作物主要国家美国美国 ：5770 5770，玉米增，玉米增40%40%、大豆和棉花略减、油菜、大豆和棉花略减、油菜阿根廷阿根廷：1910 1910，大豆、玉米、棉花，大豆、玉米、棉花巴巴 西西：15001500，大豆、棉花，大豆、棉花 加拿大加拿大：700700，油菜、玉米、大豆油菜、玉米、大豆印印 度度：620620（940940，66%66%），），Bt Bt棉棉 中中 国国:380:380（550550，69%69%），），
23、BtBt棉棉单位：万公顷单位：万公顷第35页，本讲稿共85页转基因作物应用的几个特点转基因作物应用的几个特点1 1、转基因作物继续保持快速发展的势头、转基因作物继续保持快速发展的势头1996200719962007年年1212年间，年增长率在年间，年增长率在1010以以上，上，20072007年比年比20062006年种植面积增加了年种植面积增加了1212第36页，本讲稿共85页2007年作物全球面积转基因面积比例(%)大豆9158.664棉花351543玉米14835.224油菜275.520合计301114.338第37页，本讲稿共85页2 2、发展中国家转基因作物应用快速增长、发展中国家
24、转基因作物应用快速增长20072007年年l2323个种植国中，发展中个种植国中，发展中1212，发达，发达1111l发展中国家面积占发展中国家面积占43%43%，增长，增长21%21%，850850万公顷万公顷 发达国家增长发达国家增长6%6%，380380万公顷万公顷五个主要种植转基因的发展中国家五个主要种植转基因的发展中国家印度、中国、阿根廷、巴西、南非印度、中国、阿根廷、巴西、南非三大洲，三大洲，2626亿人，占全球亿人，占全球40%40%发展潜力大发展潜力大第38页，本讲稿共85页2 2、发展中国家转基因作物应用快速增长、发展中国家转基因作物应用快速增长 发展潜力大发展潜力大巴巴 西
25、：西：20072007增增30%30%，350350万公顷，绝对增长最快的国万公顷，绝对增长最快的国 家。资源禀赋好家。资源禀赋好,生产国大豆生产国大豆2 2，玉米，玉米3 3，棉花，棉花 6 6，水稻，水稻10 10 印印 度：度：BtBt棉棉 2002 2002引入。连续引入。连续3 3年面积增长最快，年面积增长最快，2007 2007 增增63%63%，产量翻番，曾经是全球棉花产量最低的国家，现已，产量翻番，曾经是全球棉花产量最低的国家，现已成为棉花出口国成为棉花出口国 第39页，本讲稿共85页3 3、转基因作物市场价值优势明显、转基因作物市场价值优势明显l20072007年全球转基因作
26、物市场价值年全球转基因作物市场价值6969亿美元亿美元l玉米玉米3232亿美元亿美元35203520万公顷万公顷l大豆大豆2626亿美元亿美元58605860万公顷万公顷l棉花棉花9 9亿美元亿美元15001500万公顷万公顷l油菜油菜2 2亿美元亿美元550550万公顷万公顷第40页，本讲稿共85页4 4、复合性状转基因作物异军突起、复合性状转基因作物异军突起l20072007年美国年美国63%63%转基因玉米，转基因玉米，78%78%的棉花是复的棉花是复合性状合性状l复合性状是未来发展趋势，资源高效利用，满复合性状是未来发展趋势，资源高效利用，满足农民和消费者的多重需求足农民和消费者的多重
27、需求l在美国、加拿大、澳大利亚等在美国、加拿大、澳大利亚等1010国发展迅猛国发展迅猛第41页，本讲稿共85页年份复合性状(抗虫耐除草剂)19980.319992.920003.220014.220024.420035.820046.8200510200613.1200721.8第42页，本讲稿共85页各国主要转基因作物商业化各国主要转基因作物商业化美国美国l商业化种植商业化种植7种：大豆、玉米、油菜、棉花、南瓜、番木瓜、苜蓿种：大豆、玉米、油菜、棉花、南瓜、番木瓜、苜蓿l目前已批准种植或食用目前已批准种植或食用18类，转化体超过类，转化体超过100个个剪股颖（剪股颖（1个）个）甜菜（甜菜（3
28、个）个）油菜（油菜（11个）个）番木瓜（番木瓜（2个）个）菊苣（菊苣（3个）个）甜瓜（甜瓜（2个）个）南瓜（南瓜（2个）个）大豆（大豆（13个）个）棉花（棉花（16个）个）亚麻（亚麻（1个）个）番茄（番茄（6个）个）苜蓿（苜蓿（1个）个）李树（李树（1个）个）马铃薯（马铃薯（20个）个）小麦（小麦（1个）个）玉米（玉米（24个）个）水稻（水稻（3个）个）烟草（烟草（1个）个）第43页，本讲稿共85页各国主要转基因作物商业化各国主要转基因作物商业化加拿大加拿大l商业化种植：大豆、玉米、油菜商业化种植：大豆、玉米、油菜l目前已批准种植或食用的目前已批准种植或食用的15类，转化体超过类，转化体超过1
29、00个个小扁豆（小扁豆（1个）个）甜菜（甜菜（2个）个）油菜（油菜（21个）个）番木瓜（番木瓜（2个）个）亚麻（亚麻（1个）个）南瓜（南瓜（2个）个）大豆（大豆（9个）个）棉花（棉花（13个）个）向日葵（向日葵（1个）个）番茄（番茄（6个）个）苜蓿（苜蓿（2个）个）马铃薯（马铃薯（20个）个）小麦（小麦（7个）个）玉米（玉米（25个）个）水稻（水稻（8个）个）第44页，本讲稿共85页各国主要转基因作物商业化各国主要转基因作物商业化澳大利亚澳大利亚l大规模商业化种植：棉花大规模商业化种植：棉花l目前已批准种植或食用的转基因作物目前已批准种植或食用的转基因作物8 8类，转化体超过类，转化体超过64
30、64个个康乃馨（康乃馨（5个）个）甜菜（甜菜（2个）个）油菜（油菜（7个）个）大豆（大豆（7个）个）棉花（棉花（13个）个）苜蓿（苜蓿（2个）个）马铃薯（马铃薯（13个）个）玉米（玉米（15个）个）第45页，本讲稿共85页各国（地区）主要转基因作物商业化欧盟欧盟l大规模商业化种植：玉米大规模商业化种植：玉米l目前已批准种植或食用的转基因作物目前已批准种植或食用的转基因作物8 8种种菊苣（菊苣（1个）个）甜菜（甜菜（1个）个）油菜（油菜（6个）个）大豆（大豆（1个）个）棉花（棉花（8个）个）康乃馨（康乃馨（11个）个）玉米（玉米（15个）个）烟草（烟草（1个）个）第46页，本讲稿共85页各国主要
31、转基因作物商业化各国主要转基因作物商业化印度印度l大规模商业化种植的主要作物：棉花。大规模商业化种植的主要作物：棉花。l目前已批准种植棉花，目前已批准种植棉花，1598515985、MON531MON531、MON757MON757和和10761076等。等。第47页，本讲稿共85页各国主要转基因作物商业化各国主要转基因作物商业化中国中国l大规模商业化种植：棉花大规模商业化种植：棉花l已批准过生产应用：棉花、番茄、辣椒、番木瓜、已批准过生产应用：棉花、番茄、辣椒、番木瓜、矮牵牛矮牵牛l批准进口用作加工原料：大豆、玉米、油菜、棉批准进口用作加工原料：大豆、玉米、油菜、棉花花第48页，本讲稿共85
32、页转基因食品的安全性转基因食品的安全性l问题所在l心理作用新鲜事物有忧虑是正常的l人类健康外源DNA能吃吗？IstheBTcaterpillartoxinsafeforconsumption?Arethereunintendedeffectsontheplantsmoretoxinsoranti-nutritionalfactors?l环境角度:生态学角度第49页，本讲稿共85页转基因产品的安全性转基因产品的安全性-人类健康人类健康(a)营养物质的破坏。(b)毒性化合物的产生。(c)过敏物质。(d)外源基因的转移。(e)对人类食品链的影响。(f)其它未知影响。第50页，本讲稿共85页转基因产品
33、的安全性转基因产品的安全性-环境环境l外源基因转移到野生植物上，发展成超级杂草。l对非靶标生物的影响。l减少生物多样性。第51页，本讲稿共85页安全或不安全的标准安全或不安全的标准lGRAS（generallyrecognizedassafe）l历史上证明了其安全性l毒理学测试l转基因产品安全评估的核心是实质等同性原则第52页，本讲稿共85页转基因食品安全评价方法转基因食品安全评价方法l国际上对转基因食品安全评价遵循以科学为基础、个案分析、实质等同性和逐步完善的原则l安全评价的主要内容l毒性l过敏性l营养成分l抗营养因子l标记基因转移l非期望效应第53页，本讲稿共85页评价的原则评价的原则l实
34、质等同性原则（SubstantialEquivalence)l实质等同性原则最早由国际经济互助开发组织于1993年提出，并已经被大多数国家所采用。l该原则认为如果导入基因后产生的蛋白质经确认是安全的，或者是转基因作物和原作物在主要营养成分（脂肪、蛋白质、碳水化合物等）、形态和是否产生抗营养因子、毒性物质、过敏性蛋白等方面没有发生特殊的变化的话，则可以认为转基因作物在安全性上和原作物是同等的，也就是说实质等同性原则认为转基因食品与非转基因食品在对人类的影响方面是相似的。第54页，本讲稿共85页实质等同性概念实质等同性概念lSEcomparativeassessmentapproachlRequi
35、resaGRAScomparatorfortheGMOl比较两者的化学成分，大分子和小分子的营养成分，毒素和抗营养因子l实质等同性概念是安全性评价过程中的关键步骤l但实质等同本身并不是安全性评价，而是构建新食品相对于其传统对应物的安全性评价这一框架的起点l这一概念被用来鉴别新食品和其传统认为是重组DNA植物食品安全性评价的最适当策略第55页，本讲稿共85页根据该原则，转基因食品可分为三类：根据该原则，转基因食品可分为三类：1、转基因食品或食品成分实质等同于现有的食物。那么就可认为转基因食品和现有食品是相同的。此时无需更多的考虑转基因食品在毒理、过敏和营养等方面的安全性。第56页，本讲稿共85页
36、2、除了某些特定的差异外，与现有食品具有实质等同性。这时应主要分析转基因食品与现有食品之间的差异。分析内容主要包括植入的基因与几种蛋白质有关、是否会产生新物质，基因操作是否改变内源成分或会否产生新的化合物。第57页，本讲稿共85页3、某一食品没有比较的基础，即它是一种全新的食品，与现有食品相比较，没有等同性。虽然这种新食品与现有食品没有可比性，但并不是说这种食品就一定不安全。但是在这种食品供应市场之前必须对其安全性和营养性进行分析。首先应全面分析基因操作中的各有关要素和基因产物特性。若转入的是功能不很清楚的基因组区段，则应同时考虑供体生物的背景资料。第58页，本讲稿共85页评价的内容评价的内容
37、l成分比较。包括主要营养素、抗营养因子、毒素和过敏原。l对植物来说包括其形态、生长情况、产量、抗病性和其他有关农艺性状。l对微生物来说包括分类学特征、定殖能力或侵染性、寄主范围、有无质粒、抗生素抗性和毒性。l对动物来说包括形态、生长生理特征、繁殖、健康特征和产量。第59页，本讲稿共85页第60页，本讲稿共85页第61页，本讲稿共85页局限性局限性实质等同性本身是一个比较模糊的概念，目前尚没有明确的标准来判别转基因作物是否与原作物符合实质等同性原则，而在一定程度上依赖于人的主观认知。另一方面这一原则重视的是化学方法而疏于生物、毒性和免疫学方面的分析，因而有一定局限性。例如一种转基因作物与原作物即
38、使有99%相同，也不能否认剩余的1%有害的可能性，即使只有70%相同，但若不同的主要表现在营养成分上，也只需要经过简单的测试就可以。第62页，本讲稿共85页毒性评估毒性评估l1.构效关系分析l2.短期试验l3.动物致癌试验l4.人类流行病学调查第63页，本讲稿共85页过敏性过敏性-ftp:/ftp.fao.org/es/esn/food/allergygm.pdf第64页，本讲稿共85页过敏性过敏性第65页，本讲稿共85页转基因食品安全的评价方法l美国l欧盟第66页，本讲稿共85页U.S.方法方法ProductbasedlProduct-basedregulationassumesthatal
39、lorganisms,includingthosethataregeneticallymodified,carrysimilarsafetyconsiderations.Asaresult,regulatorsfocusonrisksrelatedtotheintendeduseofspecificendproductsratherthanontheprocessesdeployedtocreatetheminthefirstplacel侧重于最终产品，而不是创建该产品的过程第67页，本讲稿共85页EU方法方法ProcessbasedlProcess-basedregulation,bycon
40、trast,emphasizestheGMtechnologyitself,requiringdetailedcase-by-casehealthandenvironmentalriskassessmentsofallGMOs,bothbeforeandaftertheirreleasetotheenvironmentandthefoodsystem。lidentificationofpossibledifferencesbetweentheGMandnon-GMcrop；lassessmentoftheenvironmentalsafety,thefood/feedsafetyandthen
41、utritionalimpactoftheidentifieddifferences,ifany第68页，本讲稿共85页EURegulationsVsUSRegulationsEUU.S.Process-based assessmentProduct-based assessmentSeparate regulationsExisting food regulationsSE used to limit toxicology dataEstablished SE is sufficient for approvalAll GE proteins tested for toxicity,carc
42、inogenicity and teratogenicityNovel proteins are assessed for adverse effects90 day feeding studies on whole plantFeeding studies required for non-SE productsallergen assessment treeallergen assessment treelabeling required for all productsLabeling required for potential allergens第69页，本讲稿共85页中国方法中国方
43、法第70页，本讲稿共85页转基因产品的安全性转基因产品的安全性l转基因食品的安全是有科学保证的？第71页，本讲稿共85页转基因食品安全性的争论转基因食品安全性的争论支持派l以美国、阿根廷、巴西为代表的食品输出国对转基因技术持较积极和开放的态度l他们认为：如果转基因农业生物技术得不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且强调，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。l调查显示，有70%的民众对转基因食品持肯定态度。第72页，本讲稿共85页l美国人食用转基因食品已多年，超级市场上有4000多种商品是含有转基因植物成分的，还没有事例证明人吃了以后会得病，甚至会引起死亡。l加拿大、澳大利亚
44、也是转基因食品的生产大国，均有几千万人在吃，到现在为止也没有个案例说明它有问题。第73页，本讲稿共85页反对派l以欧盟和日本为代表的食品进口国则持反对态度l主要是由于90年代后期在欧洲发生了多起与转基因食品无关的若干次食品恐慌，使民众对食品安全性的信心下降。l只有14%的英国人对转基因食品表示接受，77%的公民反对在英国国内种植转基因作物。l欧洲和日本均要求对进口的转基因食品实行标签制，并严格限制进口。第74页，本讲稿共85页l一英国科学家声称，转基因马铃薯会减弱老鼠免疫系统功能l美国康乃尔大学也发现，转基因玉米会危害蝴蝶幼虫及其相关生态环境l环保团体认为这种违反自然的转基因作物及产品，未经长
45、期安全测试，长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响，尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家，对转基因作物更加排斥，因而抵制美国GMO产品的进口。第75页，本讲稿共85页中间派l大多数发展中国家认为，对转基因技术和转基因食品的安全性问题需要作进一步探讨l一方面，大力发展转基因食品可能会解决本国的贫困问题l另一方面，又担心发达国家会把本国不能接受的或不安全的转基因食品输出到不发达国家第76页，本讲稿共85页我国的实际情况（谨慎派）l一方面，国家鼓励科研机构进行转基因技术的研究l另一方面，而对转基因食品投放市场则需要经过非常严格的审查第77页，本讲稿共85页转基因产品不安全的观点及证据转基因产品不安全
46、的观点及证据-1l1.美国把自己不敢吃的转基因食品拿到中国做人体试验；中国人是小白鼠l2.1998年苏格兰一位名叫普兹太的免疫学家，转基因土豆对老鼠有毒，能损害老鼠的内脏和免疫系统；l该项实验的设计和操作都存在着问题；l这种转基因土豆（转入雪花莲凝集素基因的抗虫害土豆）并没有上市l已上市的转基因土豆、转基因西红柿和转基因大豆对动物的健康和生理活动都无影响第78页，本讲稿共85页转基因产品不安全的观点及证据转基因产品不安全的观点及证据-2l3.2005年5月22日，英国独立报披露了转基因食品巨头“孟山都”公司的一份秘密报告。据报告显示，吃了转基因玉米的老鼠，血液和肾脏中会出现异常。l根据孟山都公
47、司就此事发表的声明和提供的相关资料，所谓“血液变化和肾脏异常”其实指的是血液成分和肾脏大小的差异，而它们都在正常范围内，并非病变。l新西兰食品标准局-源于MON863的食品可被视为与源于其他玉米品种的食品同样安全和有益健康第79页，本讲稿共85页转基因产品不安全的观点及证据转基因产品不安全的观点及证据-3l4.转基因作物往往是过量地制造某种外源的蛋白质，即使无毒的话，是否能导致食用者过敏？l如果一种蛋白质不会导致过敏，那么制造它的转基因作物也不会导致过敏。那些会使某些人过敏的蛋白质如果被导入作物中，则有导致过敏的可能性。因此来自这些过敏原的基因将不被采用。l对转基因作物制造的新蛋白质，其化学成
48、分和结构与已知的500多种过敏原做比较，如果具有一定的相似性，也会被放弃。l大部分的过敏原都难以消化，因此转基因产生的新的蛋白质要检测是否能够被消化，如果不能，该转基因食物也不能供食用。第80页，本讲稿共85页转基因产品的安全性转基因产品的安全性l从人类健康的角度来看l现有的安全性评估方法可以排除转基因产品的毒性和过敏性。lSE方法可以排除对于营养成分，抗营养因子方面的忧虑l基因剔除技术，要引入新基因，可尽量转入其他可食用作物的基因，或者让转入的基因只在非食用的组织表达出来l转基因食品比同类非转基因食品更安全l因而减少或消除农药对食品的污染l抗病害转基因作物能抵抗病菌的感染，从而减少了食物中病
49、菌毒素的含量第81页，本讲稿共85页转基因产品不安全的观点及证据转基因产品不安全的观点及证据-环境篇环境篇l还担心种植转基因作物会危及生态环境。抗虫害转基因作物分泌的毒性蛋白，除了毒死特定的害虫，有没有可能也毒死其他生物l1.1999年5月，美国康奈尔大学洛希实验室向英国自然杂志报告说，他们用沾有抗虫害转基因玉米花粉的草叶喂养大斑蝶的幼虫，发现这些毛毛虫生长变得很缓慢，死亡率高达44。l别人无法重复其实验结果l2000年起在美国三个州和加拿大进行的田间试验都表明，抗虫害转基因玉米的花粉并没有威胁到大斑蝶的生存，在实验室里用这类花粉喂大斑蝶的幼虫，也没有发现影响其生长发育第82页，本讲稿共85页
50、转基因产品不安全的观点及证据转基因产品不安全的观点及证据l2.“基因渗透”或“基因污染”的问题。例如，转基因作物的花粉被风或昆虫带到野草的花中，会不会使抗除草剂或抗虫害基因转入野草中，使得野草也有抗除草剂或抗虫害的能力？l如果两个物种之间亲缘关系很远，是不可能杂交的，因此这种可能性极低。2001年2月自然杂志发表了一项在英国进行的长达十年的研究结果，发现转基因土豆、甜菜、油菜和玉米并没有将基因污染给周围的野草。第83页，本讲稿共85页转基因产品不安全的观点及证据转基因产品不安全的观点及证据-环境篇环境篇l但是如果两个物种亲缘关系很近，或者有一些共同的特征（例如染色体数目相同），则有可能产生基因