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1、第十章第十章 转基因技术与转基因技术与应用应用u转基因植物转基因植物u转基因动物转基因动物u转基因微生物转基因微生物转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术（传的修饰，这一技术称之为转基因技术（Transgene technology）。人们常说的）。人们常说的遗传工程遗传工程、基因工程基因工程、遗遗传转化传转化均为转基因的同义词。均为转基因的同义词。第一节 转基因植物 p85目的基因和受体的获得目的基
2、因和受体的获得转基因方法转基因方法转基因植物的鉴定转基因植物的鉴定转基因植物的应用转基因植物的应用转基因植物研究存在的问题转基因植物研究存在的问题一、目的基因的来源一、目的基因的来源1.采用限制性内切酶，从生物组织中获取目的基因；采用限制性内切酶，从生物组织中获取目的基因；2.通过通过mRNA合成合成cDNA；3.人工合成的人工合成的DNA片段；片段；4.聚合酶链式反应（聚合酶链式反应（PCR）扩增特定基因片段。）扩增特定基因片段。二、转基因植物受体包括：二、转基因植物受体包括：叶盘、胚轴、茎尖、茎段叶盘、胚轴、茎尖、茎段原生质体原生质体悬浮细胞悬浮细胞愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体活体活体三、
3、转基因方法三、转基因方法u直接导入法直接导入法物理法：基因枪法、电击法、超声法、显微注射物理法：基因枪法、电击法、超声法、显微注射法、激光微束法法、激光微束法化学法：化学法：PEG法，脂质包埋法等法，脂质包埋法等u载体介导法：农杆菌介导、病毒介导法载体介导法：农杆菌介导、病毒介导法u花粉管通道法花粉管通道法u枪击法枪击法将待转化的将待转化的DNA沉淀在细小金属珠的表面，用特沉淀在细小金属珠的表面，用特制枪将金属珠直接打入植物细胞，枪的威力为制枪将金属珠直接打入植物细胞，枪的威力为430 m/s，植物细胞通常是胚胎细胞、玉米籽、叶子植物细胞通常是胚胎细胞、玉米籽、叶子等，但进去的等，但进去的DN
4、A片段整合效率极低。片段整合效率极低。u电击法电击法将高浓度的质粒将高浓度的质粒DNA加入到植物细胞的原生质体加入到植物细胞的原生质体悬浮液中，混合物在悬浮液中，混合物在 200-600 V/cm 的电场中处的电场中处理若干秒钟，然后将原生质体在组织培养基中生理若干秒钟，然后将原生质体在组织培养基中生长长 1-2 周，再生出整株植物。周，再生出整株植物。u直接导入法直接导入法u融合法融合法将将外源外源DNADNA与特殊的疏水性高分子化合物混合，在与特殊的疏水性高分子化合物混合，在水中这些疏水性化合物分子形成球状的水中这些疏水性化合物分子形成球状的脂质体，脂质体，后者与植物细胞原生质体融合，筛选
5、融合子，再后者与植物细胞原生质体融合，筛选融合子，再生植物细胞壁。生植物细胞壁。T-DNAT-DNA的染色体整合机制的染色体整合机制u载体介导法载体介导法农杆菌介导法农杆菌介导法p87共共整整合合转转化化程程序序二二元元整整合合转转化化程程序序病毒介导法病毒介导法随着植物病毒分子生物学及遗传学研究的不断深入，用病毒随着植物病毒分子生物学及遗传学研究的不断深入，用病毒基因组作为载体转化植物细胞日益受到人们的重视，因为病基因组作为载体转化植物细胞日益受到人们的重视，因为病毒载体能将外源基因导入植物的所有组织和细胞中，而且不毒载体能将外源基因导入植物的所有组织和细胞中，而且不受单子叶或双子叶的限制。
6、受单子叶或双子叶的限制。在大约在大约300300种特征清楚的植物病毒中，单链种特征清楚的植物病毒中，单链RNARNA病毒约占病毒约占91%91%，双链，双链RNARNA病毒、双链病毒、双链DNADNA病毒、单链病毒、单链DNADNA病毒各占病毒各占3%3%。利。利用植物病毒载体转化植物细胞大致有以下两种战略：用植物病毒载体转化植物细胞大致有以下两种战略：转染植物细胞原生质体转染植物细胞原生质体转染植物组织转染植物组织u花粉管导入法花粉管导入法 将外源将外源DNA沿着花粉管经过珠心进入尚未形成正常细胞壁的沿着花粉管经过珠心进入尚未形成正常细胞壁的卵、合子或早期胚胎细胞中，从而实现基因的转移。这一
7、方法是卵、合子或早期胚胎细胞中，从而实现基因的转移。这一方法是我国科学家周光宇首先提出设计的，目前已应用于水稻、小麦、我国科学家周光宇首先提出设计的，目前已应用于水稻、小麦、棉花、大豆、花生、蔬菜等作物的转基因研究。棉花、大豆、花生、蔬菜等作物的转基因研究。花粉管导入法的特点是直接、简便。它的受体材料为植株整花粉管导入法的特点是直接、简便。它的受体材料为植株整体，省略了细胞组织培养的诱导和传代过程，排除了植株再生的体，省略了细胞组织培养的诱导和传代过程，排除了植株再生的障碍，特别适合于难以建立有效再生系统的植物。由于转化的是障碍，特别适合于难以建立有效再生系统的植物。由于转化的是完整植株的卵细
8、胞、受精卵或早期胚胎细胞，导入的完整植株的卵细胞、受精卵或早期胚胎细胞，导入的DNA分子整分子整合效率较高。合效率较高。四、转基因植物的鉴定四、转基因植物的鉴定u选择培养基检测：如选择培养基检测：如Ti质粒改造时插入抗生素标记基因质粒改造时插入抗生素标记基因u遗传标记检测：选择标记治理，如含有遗传标记检测：选择标记治理，如含有-葡糖苷酸酶、葡糖苷酸酶、荧光素酶基因等荧光素酶基因等u目的基因检测：目的基因检测：PCR、分子杂交等、分子杂交等五、转基因植物应用植物基因改良植物基因改良 抗虫害植物、抗除草剂植物、高品质植物抗虫害植物、抗除草剂植物、高品质植物转基因植物生产药物转基因植物生产药物富含维
9、他命富含维他命A的黄金大米的黄金大米转基因番茄（抗花叶病基因）转基因番茄（抗花叶病基因）转基因棉花（转基因棉花（Bt基因）基因）抗虫玉米抗虫玉米转转基基因因植植物物1983 年年 美国和比利时科学家首次将外源基因导入烟草和胡美国和比利时科学家首次将外源基因导入烟草和胡萝卜。萝卜。1994 年年 世界上第一种耐储藏的番茄在美国批准上市。世界上第一种耐储藏的番茄在美国批准上市。1995 年年 转基因的抗虫、抗除草剂的玉米和棉花在美国投入转基因的抗虫、抗除草剂的玉米和棉花在美国投入生产。生产。2000 年年 美国转基因大豆的种植面积首次超过普通大豆。美国转基因大豆的种植面积首次超过普通大豆。迄今为止
10、迄今为止 世界上共批准了世界上共批准了12种作物、种作物、6大类性状的大类性状的48个转基个转基因品种进行商业化生产，其中包括水稻、玉米、马铃薯、小因品种进行商业化生产，其中包括水稻、玉米、马铃薯、小麦、黑麦、红薯、大豆、豌豆、棉花、向日葵、油菜、亚麻、麦、黑麦、红薯、大豆、豌豆、棉花、向日葵、油菜、亚麻、甜菜、甘草、卷心菜、番茄、生菜、胡萝卜、黄瓜、芦笋、甜菜、甘草、卷心菜、番茄、生菜、胡萝卜、黄瓜、芦笋、苜蓿、草莓、木瓜、猕猴、桃、越橘、茄子、梨、苹果、葡苜蓿、草莓、木瓜、猕猴、桃、越橘、茄子、梨、苹果、葡萄等。萄等。药物名称基因来源应用植物载体核糖体抑制蛋白恬楼、玉米抑制HIV烟草血管紧
11、张肽转化酶牛奶抗过敏烟草、番茄抗体老鼠多种用途烟草抗原细菌、病毒病原口服疫苗烟草、马铃薯、番茄脑啡肽人止痛、镇定剂油菜、拟南芥表皮生长因子人特殊细胞增值烟草促红细胞生成素人调节红细胞水平烟草生长激素鲑鱼刺激生长烟草、拟南芥水蛭素合成血栓抑制剂油菜人血清蛋白人血栓扩张剂烟草、马铃薯干扰素人抗病毒芜芩应用于生产转基因药物的植物应用于生产转基因药物的植物六、转基因植物研究存在的问题六、转基因植物研究存在的问题环境释放安全性环境释放安全性食品安全性食品安全性生物安全的含义生物安全的含义生物安全使指在一定的时间与空间范围内，由于自然或人生物安全使指在一定的时间与空间范围内，由于自然或人类活动引起外来物种
12、迁移，外来物种在定居、建群、繁衍、类活动引起外来物种迁移，外来物种在定居、建群、繁衍、扩展的连串过程中造成对本土物种和生态系统的威胁、危扩展的连串过程中造成对本土物种和生态系统的威胁、危害，使之衰退，甚至退化和灭绝；或由于人为造成环境的害，使之衰退，甚至退化和灭绝；或由于人为造成环境的剧烈变化，导致生态环境的破坏或掠夺生物资源，砍伐和剧烈变化，导致生态环境的破坏或掠夺生物资源，砍伐和捕捞过度，严重时导致物种濒危或灭绝；或由于科学研究、捕捞过度，严重时导致物种濒危或灭绝；或由于科学研究、开发、生产和应用中造成对人类健康、生存环境和社会生开发、生产和应用中造成对人类健康、生存环境和社会生活的有害影
13、响。活的有害影响。这三种情况均属于生物安全范围，第一种其实是外来物种这三种情况均属于生物安全范围，第一种其实是外来物种入侵，或角生物入侵。第二种情况是生态环境的破碎化、入侵，或角生物入侵。第二种情况是生态环境的破碎化、片断化和边缘化，同样使生物多样性受到威胁。第三种情片断化和边缘化，同样使生物多样性受到威胁。第三种情况是指生物技术和生物工程引起的生物安全问题，是科技况是指生物技术和生物工程引起的生物安全问题，是科技进步带来的负面影响，主要包括转基因农作物的生物安全进步带来的负面影响，主要包括转基因农作物的生物安全问题。问题。生物安全问题的提出与演化生物安全问题的提出与演化 1973年在美国新罕
14、布尔州举行的哥敦会议上（Gordon），在讨论核酸问题时，许多生物学家对即将到来的大量基因工程操作的安全性提出担忧；1975年2月，在美国加州阿西罗玛（Asilomar）举行了一次国际会议，第一次正式讨论转基因生物的安全性问题；1976年，美国国立卫生研究院（NIH）发布重组DNA分子研究准则，随后，德、法、日、澳等也相继制定了有关重组DNA技术德安全操作指南或准则，经济发展合作组织（OECD）颁布了生物技术管理条例，欧盟颁布了关于控制使用基因修饰微生物的指令、关于基因修饰生物向环境释放的指令等。1992年6月，联合国环境与发展大会通过生物多样性公约，直至2000年1月正式通过生物安全议定书。
15、1993年，国际经济合作与发展组织（OECD）提出转基因食品安全性分析原则是“实质等同性”原则。即转基因食品及其成分应与市场上销售的对应食品具有实质等同性。这种等同性包括表型性状、分子特性、主营养成分及抗营养因子。2001年5月23日，中国国务院第304号令颁布了农业转基因生物安全管理条例。该条例共分8章，分别是总则、研究与试验、生产与加工、经营、进口与出口、监督检查、罚则、附则等。转基因生物的潜在生态风险转基因生物的潜在生态风险 转基因生物的“基因污染”造成生态问题，引起杂草化。1998年，加拿大Alberta省发现一种Canola油菜，它由于基因污染而含有抗草甘膦、抗固沙草、抗咪唑啉类除草
16、剂等三掌转基因堆积而成的“光谱抗除草剂基因”（HT基因）。这种多抗性怪异油菜的种子爆荚、休眠期长、种子很小、圆而光滑，可随风传播到相当远的距离，更易造成基因污染和扩散，而一般除草剂对它无可奈何，成为多抗性的“超级杂草”。另一个有名的例子是：J.E.Losey 1996年在Nature杂志发表的一篇报导：他们用转Bt基因玉米花粉的马利筋叶片来饲喂大斑蝴蝶幼虫，对照组是加普通玉米花粉的马利筋叶片及不加玉米花粉的马利筋叶片，结果转基因玉米花粉的叶片饲喂幼虫后，第二天死亡10以上，4天后死亡44。而对照组全部存活。这就表明，Bt转基因玉米花粉可能威胁大斑蝴蝶的生存,引起生态种群的破坏。转基因生物对农田
17、生态系统的潜在风险增加杀虫剂的使用。由于转基因生物可能造成的影响是抗药基因的特性选择和转移或漂流到可相容的其他植物中，形成抗性杂草或超级杂草，具有很强的抗药性。产生新的农田杂草。其原因是由于基因漂流或基因逃逸，如通过昆虫传播花粉引起杂交或基因污染，使近缘种变成新杂草或超级杂草。转基因植物自身变为杂草。由于插入性状的竞争而演变退化为杂草。产生新的病毒。由于不同病毒基因组和转基因作物的病毒外壳蛋白重组而出现新型病毒。广谱抗除草剂堆积基因群（HT）的超级杂草。产生新的作物害虫。由于病原体与转基因植物相互作用或是草食动物与转基因植物相互作用而出现的新型转基因害虫。比如常见害虫产生抗性，并进化增强。对非
18、目标生物的伤害。由于误食或基因污染导致。例如2002年10月美国内布拉斯加的一块约一英亩的刚收获大豆的田里，发现了三株转基因玉米。这是因为上一年种植的含一种胰岛素蛋白的药用转基因玉米的种子遗留下来在田里发芽，结果导致总价值270万美元的这一季大豆不得不付之一炬。转基因生物对自然生态系统的潜在风险转基因生物对自然生态系统的潜在风险侵入到新的栖息地。通过昆虫、鸟类、风力等媒介使转基因花侵入到新的栖息地。通过昆虫、鸟类、风力等媒介使转基因花粉四处扩散，造成基因污染，威胁生物多样性安全。粉四处扩散，造成基因污染，威胁生物多样性安全。丧失生物多样性。转基因生物通过生存竞争、环境胁迫或其他丧失生物多样性。
19、转基因生物通过生存竞争、环境胁迫或其他不确定性因素增加的影响（基因、种群或物种），使生物多不确定性因素增加的影响（基因、种群或物种），使生物多样性受损害或者丧失。样性受损害或者丧失。对非目标本土物种的伤害。由于改变互惠共生关系导致。对非目标本土物种的伤害。由于改变互惠共生关系导致。营养循环和环境生物地球化学过程的改变。生物与非生物环境营养循环和环境生物地球化学过程的改变。生物与非生物环境的相互作用关系改变导致。的相互作用关系改变导致。初级生产力的改变。改变物种的组成和结构以及转基因植物的初级生产力的改变。改变物种的组成和结构以及转基因植物的不同性状，都可能导致在不同程度上影响初级生产力的变化。
20、不同性状，都可能导致在不同程度上影响初级生产力的变化。增大土壤流失。增大土壤流失。转基因生物对健康安全的潜在风险转基因食品有毒性吗？转基因食品可能造成过敏吗？转基因食品中的标记基因会不会有危险？一些具有抗除草剂或毒杀害虫功能的基因，是否会通过食物链进入人体内而影响健康？外源性目的基因转入移植后是否会产生新的有害遗传性状或不利于健康的因素？转基因食品对人类的生殖遗传是否会有影响？等等。毒性问题：虽然迄今还没有具说服力的研究报告说明转基因食品（GMF）的毒性，但由于转基因作物可能产生“非预期后果”，因此由其加工的食品可能存在潜藏的健康风险。例如，据1998年报导，转基因马铃薯引起大鼠器官生长异常。
21、英国2002年的研究称，转基因大豆制成的汉堡包食用后，在排出的粪便中仍含有转基因DNA的成分，表明抗除草剂基因可存在于肠道细菌内并没有被完全消化。又如，马铃薯中本来含有毒素茄碱（绿马铃薯），转基因马铃薯中茄碱是增加还消除了呢？过敏反应问题过敏反应问题：过敏性风险史医学上的：过敏性风险史医学上的“变应原性风险变应原性风险”，一般，一般人和动物是非常低的，但转基因作物可能诱发或家中变应原性风人和动物是非常低的，但转基因作物可能诱发或家中变应原性风险。转基因作物带有外源基因，即具有新的蛋白质，这些新蛋白险。转基因作物带有外源基因，即具有新的蛋白质，这些新蛋白质可能引起食用者或接触者出现过敏反应。人类
22、在自然环境中进质可能引起食用者或接触者出现过敏反应。人类在自然环境中进化形成的人体免疫系统可能难以或无法适应转基因生成的新型蛋化形成的人体免疫系统可能难以或无法适应转基因生成的新型蛋白质而诱发过敏症。白质而诱发过敏症。例如，安万特公司推出的例如，安万特公司推出的“星联玉米星联玉米”，是含有杀虫蛋白，是含有杀虫蛋白Cry9CCry9C的转基因玉米，结果少数人吃了之后引起皮疹、腹泻或呼吸系统的转基因玉米，结果少数人吃了之后引起皮疹、腹泻或呼吸系统的过敏反应并有潜伏效应。的过敏反应并有潜伏效应。19981998年美国环保局比准年美国环保局比准“星联玉米星联玉米”生产时，明确规定只准供动物饲料之用，不
23、能作为食品。生产时，明确规定只准供动物饲料之用，不能作为食品。20002000年年9 9月，发现美国市场的玉米面饼等月，发现美国市场的玉米面饼等300300多种产品中含有微量多种产品中含有微量“星联星联玉米玉米”，引发大风波。为回收被，引发大风波。为回收被“星联玉米星联玉米”污染的玉米食品，污染的玉米食品，安万特公司花费了约安万特公司花费了约1010亿美元。这就是在转基因安全史上著名的亿美元。这就是在转基因安全史上著名的“星联玉米星联玉米”事件。事件。抗药性问题：转基因操作中常常需要使用标记基因，而抗药性基因是用得最多的标记基因。如氨苄青霉素抗性基因，卡那霉素抗性基因，四环素抗性基因，新霉素抗
24、性基因，放线菌素抗性基因等等。这些抗性基因会一直存在于植物器官中，通过食物链可能会被传入人畜消化系统中细菌体内，使这些细菌对抗生素药物的治疗产生抗性。而抗生素是用来治疗各种非常严重疾病的药物，如果抗生素失效，那么挽救人类生命就成为问题。例如，氨基丁卡霉素被认为是人类医药中的“保留”或“急救”抗生素，是国际医药界储备的应急“救危”药物，而现在却为GMO捷足先登，并滥用于多种GMO作为标记基因，广泛在环境中释放，在各种动植物机体内产生抗性。有益成分问题：研究发现，外来基因会以一种人们目前还不甚了解的方式破坏食物中的有益成分。如英国伦理与毒性中心的实验报告称：与一般天然大豆相比，在两种耐除锈剂或抗除
25、草剂的转基因大豆中具有防癌功能的异黄酮成分分别减少了12和14。GMO中插入的外源性目的基因改变了生物自身原有的复杂生物化学路径，改变了原有的新陈代谢，其生化作用的结果很难预料，还可能受环境条件变化的影响而导致变异。免疫力问题：转基因生物及其产品有可能降低动物乃至人类的免疫能力。转基因食品的概念转基因食品是指那些转入由植物、动物或微生物的细胞中提出的基因，从而获得某些良好特性的生物所制成的食品成为转基因食品或基因改造性食品转基因食品的主要功能：1 高产、生产期短、抗病、抗虫害和便于运输、储存2 改造食品营养成分含量、防病和增强体质抗金属作物的清除土壤中污染的重金属能力转基因作物的种类主要有:大
26、豆、玉米、棉花和油菜等,这四类作物占全部转基因植物的86%，其中75%种植在北美。从转基因作物的性状来看,主要有抗除草剂、抗虫、抗病等几类。目前世界上转基因作物种植面积最多的是：抗除草剂大豆种（占转基因植物总面积的40%）；抗虫玉米（占23%）；抗病烟草（占13%）；抗除草剂油菜（占10%）；抗虫棉花（占8%）；抗除草剂棉花（占3%）。转基因食品的安全性评价转基因食品的安全性评价是一个很复杂和需要较长时间试验才能得出结论的问题。转基因食品的安全性应着重从宿主、载体、插入基因、重组DNA、基因表达产物和对食品营养成分的影响几方面考虑。转基因食品的安全性评价原则转基因食品的安全性评价原则IFBCI
27、FBC提出采用判定树（提出采用判定树（decision-treedecision-tree）的原则与的原则与方法对转基因食品进行安全性评价。方法对转基因食品进行安全性评价。1)1)了解被评价食品的遗传学背景与基因改造方法；了解被评价食品的遗传学背景与基因改造方法；2)2)检测食品中可能存在的毒素；检测食品中可能存在的毒素；3)3)进行毒理学实验。进行毒理学实验。FAO/WHOFAO/WHO 联合专家评议会制定的生物技术食品的安全性评价联合专家评议会制定的生物技术食品的安全性评价政策与原则着重强调政策与原则着重强调：1)1)安全性评价应与科学为依据，不能过高估计该类食品的危安全性评价应与科学为依
28、据，不能过高估计该类食品的危害性，也不能过低估计该类食品可能存在的问题。害性，也不能过低估计该类食品可能存在的问题。2)2)任何生物技术食品的安全性评价应首先阐明其分子、生物任何生物技术食品的安全性评价应首先阐明其分子、生物学和化学特性。学和化学特性。3)3)对基因改造微生物而制作的食品，如果其分子、生物和化对基因改造微生物而制作的食品，如果其分子、生物和化学分析表明与传统食品一致，则主要对其杂质和加工过程进学分析表明与传统食品一致，则主要对其杂质和加工过程进行评价，强调在加工过程中实施行评价，强调在加工过程中实施HACCPHACCP和和GMPGMP。4)4)对基因改造的动物性食品，动物本身的
29、健康可作为安全性对基因改造的动物性食品，动物本身的健康可作为安全性评价的标志。评价的标志。5)5)对已进行安全性评价并批准用于消费的食品，需进行有计对已进行安全性评价并批准用于消费的食品，需进行有计划的使用后的人群健康监测。划的使用后的人群健康监测。转基因食品的安全性评价的方法转基因食品的安全性评价的方法对转基因食品从营养与毒理学两方面按个案进行评对转基因食品从营养与毒理学两方面按个案进行评价。在对一种转基因食品进行安全性评价时，应首价。在对一种转基因食品进行安全性评价时，应首先了解其背景资料，包括食品名称、来源（动物、先了解其背景资料，包括食品名称、来源（动物、植物或微生物）、基因改造方法（
30、宿主、载体、插植物或微生物）、基因改造方法（宿主、载体、插入基因、重组生产体的特性）、人体摄入量、使用入基因、重组生产体的特性）、人体摄入量、使用目的及使用人群（是否是特殊人群，如孕妇、儿童目的及使用人群（是否是特殊人群，如孕妇、儿童等）、加工方法及食品成分等，同时确定待评价的等）、加工方法及食品成分等，同时确定待评价的试验样品与实际生产的和人类实际消费的食品是否试验样品与实际生产的和人类实际消费的食品是否一样。一样。1)SAFEST 11)SAFEST 1类食品：与传统食品极其相同或相似的类食品：与传统食品极其相同或相似的基因改造食品，不必进一步证明其安全性。基因改造食品，不必进一步证明其安
31、全性。2)SAFEST 22)SAFEST 2类食品：与传统食品极其相似，但存在类食品：与传统食品极其相似，但存在某个新成分或新特性或缺乏某一个新成分与特性的某个新成分或新特性或缺乏某一个新成分与特性的基因改造食品。需要对其不同的成分与特性作进一基因改造食品。需要对其不同的成分与特性作进一步的分析评价。步的分析评价。3)SAFEST 33)SAFEST 3类食品：与传统食品既不相同也不相似类食品：与传统食品既不相同也不相似的基因改造食品，需要作广泛的毒理学评价。的基因改造食品，需要作广泛的毒理学评价。1)1)关于急性毒性的试验结果关于急性毒性的试验结果;2)2)关于亚急性毒性的试验结果关于亚急
32、性毒性的试验结果;3)3)关于慢性毒性的试验结果关于慢性毒性的试验结果;4)4)关于对生殖产生影响的试验结果关于对生殖产生影响的试验结果;5)5)关于变异原性的试验结果关于变异原性的试验结果;6)6)关于癌原性的试验结果关于癌原性的试验结果;7)7)其他必要的实验结果其他必要的实验结果(肠道毒性试验结果等肠道毒性试验结果等)。实质等同性原则：即转基因食品和传统同类产品实质等同性原则：即转基因食品和传统同类产品比较特性、化学成分、营养成分、所含毒素等比较特性、化学成分、营养成分、所含毒素等评价方法：评价方法：MonsantoMonsanto公司的评价方法：公司的评价方法：1 1）插入基因所表达蛋
33、白的安全性评价）插入基因所表达蛋白的安全性评价2 2）营养水平的比较）营养水平的比较3 3）健康显示测试）健康显示测试全食物饲喂研究全食物饲喂研究数据库的应用数据库的应用活体或离体动物模型活体或离体动物模型 转基因食品致敏性的评价转基因食品致敏性的评价PCRPCR检测的方法检测的方法国外对转基因食品管理的有关法规1 1 在在FAO/WHOFAO/WHO召开的第召开的第2323届届(1994)(1994)食品标签法典委食品标签法典委员会会议上同意由美国官方机构负责起草员会会议上同意由美国官方机构负责起草食品食品标签的生物学技术关联指南草案标签的生物学技术关联指南草案。美国方面提。美国方面提出转基
34、因食品安全无害，应与其它食品同等对待出转基因食品安全无害，应与其它食品同等对待而不必强制性标签。而不必强制性标签。第第2525届届(1997)(1997)食品标签法食品标签法典委员会会议对典委员会会议对指南草案指南草案再次拟稿，提出了再次拟稿，提出了一个一个关于采用生物技术制备食品的标签的推荐关于采用生物技术制备食品的标签的推荐意见意见的提案，要求对转基因食品加施的提案，要求对转基因食品加施GMO(GMO(基因基因改良有机体改良有机体)标签。标签。2 2 欧洲议会于欧洲议会于19971997年年5 5月月1515日通过了日通过了新食品规程新食品规程的决议，规定欧盟成员国对上市的转基因产品的决议
35、，规定欧盟成员国对上市的转基因产品必需要有必需要有GMOGMO的标签的标签,这包括所有转基因食品或含这包括所有转基因食品或含有转基因成分的食品。标签内容应包括：有转基因成分的食品。标签内容应包括：(1)GMO(1)GMO的来源；的来源；(2)(2)过敏性；过敏性；(3)(3)伦理学考虑；伦理学考虑；(4)(4)不同于不同于传统食品传统食品(成分、营养价值、效果等成分、营养价值、效果等)。19981998年年9 9月月1 1日欧盟增补了标签指南，规定来自于转基因豆类日欧盟增补了标签指南，规定来自于转基因豆类和玉米的食品和玉米的食品(目前不包括食品添加剂如大豆卵磷目前不包括食品添加剂如大豆卵磷脂脂
36、)必须标签。如果食品的原料及在加工过程中没必须标签。如果食品的原料及在加工过程中没有添加转基因的成分，则可标示非转基因食品的有添加转基因的成分，则可标示非转基因食品的标签。标签。3 3 澳大利亚、新西兰于澳大利亚、新西兰于19991999年年5 5月起实施月起实施转基因食转基因食品标准品标准，规定对用基因工程技术生产的食品必，规定对用基因工程技术生产的食品必须进行安全性评价，如在安全性评价中未获认可，须进行安全性评价，如在安全性评价中未获认可，将不得进入市场销售。将不得进入市场销售。4 4 俄罗斯政府规定，从俄罗斯政府规定，从19991999年年7 7月月1 1日起，进口转基日起，进口转基因食
37、品必须经俄有关部门质检。俄授权医学科学因食品必须经俄有关部门质检。俄授权医学科学院食品研究所和国家生物工程中心对进口转基因院食品研究所和国家生物工程中心对进口转基因食品进行质检。食品进行质检。5 5 瑞士联邦政府规定，食品中转基因成分不超过瑞士联邦政府规定，食品中转基因成分不超过1%1%的，不需在标签上标明；超过的，不需在标签上标明；超过1%1%或无法确定的，或无法确定的，需在标签上说明。需在标签上说明。6 6 加拿大还没有要求强制性地对所有转基因食品加拿大还没有要求强制性地对所有转基因食品作标签表述，但只要其表述是真实而无误导的，作标签表述，但只要其表述是真实而无误导的，就允许并鼓励食品生产
38、商进行自愿性的标签表述。就允许并鼓励食品生产商进行自愿性的标签表述。当基因突变导致对部分消费者造成可能的健康与当基因突变导致对部分消费者造成可能的健康与安全风险时，基因工程生产的食品应实行强制性安全风险时，基因工程生产的食品应实行强制性标签要求，比如当引入某种已知的过敏原或对食标签要求，比如当引入某种已知的过敏原或对食品的构成或营养成分发生变化时。品的构成或营养成分发生变化时。我国的对策我国目前还没有方法对转基因食品进行检测，也没我国目前还没有方法对转基因食品进行检测，也没有相应的管理办法和法规来进行监管有相应的管理办法和法规来进行监管1 1 借鉴国外的通行做法，制订一部专门的法规来加强借鉴国
39、外的通行做法，制订一部专门的法规来加强对转基因食品的管理对转基因食品的管理要求出口国必须对转基因食品加贴标签要求出口国必须对转基因食品加贴标签检验检疫机构应对进入我国市场的进口转基因产品检验检疫机构应对进入我国市场的进口转基因产品实施申报、登记制度。登记内容主要包括：产品名实施申报、登记制度。登记内容主要包括：产品名称、来源（动物、植物或微生物）、基因改造方法称、来源（动物、植物或微生物）、基因改造方法（宿主、载体、插入基因、重组生产体的特性）、（宿主、载体、插入基因、重组生产体的特性）、人体摄入量、使用目的及使用人群（是否是特殊人人体摄入量、使用目的及使用人群（是否是特殊人群，如孕妇、儿童等
40、）、加工方法及食品成分等。群，如孕妇、儿童等）、加工方法及食品成分等。出口国应向我国检验检疫机构提供经过安全评价方出口国应向我国检验检疫机构提供经过安全评价方面的证明，并承诺承担种植和消费转基因产品可能面的证明，并承诺承担种植和消费转基因产品可能引起的风险。引起的风险。2 2 加紧开展对转基因食品的检测和安全评价工作。加紧开展对转基因食品的检测和安全评价工作。1 1）加紧开展对转基因食品的检测工作）加紧开展对转基因食品的检测工作2 2）加紧开展对转基因食品的安全性评价工作）加紧开展对转基因食品的安全性评价工作3 3 国内公司进口食品时应要求外方对转基因食品予国内公司进口食品时应要求外方对转基因
41、食品予以申明和加贴标签以申明和加贴标签转基因植物产品的检验技术转基因植物产品的安全性评估极为重要，但可能更为转基因植物产品的安全性评估极为重要，但可能更为受到人们关注的是转基因产品的检测技术。目前要受到人们关注的是转基因产品的检测技术。目前要测试植物产品是否含有基因改造成分，或植物产品测试植物产品是否含有基因改造成分，或植物产品是否经过基因改造，主要有两种方法：是否经过基因改造，主要有两种方法：1 1 检测是否有外来基因或检测是否有外来基因或DNADNA；2 2 检测是否有外源的蛋白质。检测是否有外源的蛋白质。方法方法1 1是基于是基于PCRPCR技术，此技术能检测样本中是否有技术，此技术能检
42、测样本中是否有外耒基因，既使外耒基因量极微，外耒基因，既使外耒基因量极微，PCRPCR技术也能精技术也能精确检测，检测包括检测目标基因、标记基因和引物确检测，检测包括检测目标基因、标记基因和引物等不同方法。由于方法等不同方法。由于方法1 1操作简便，结果精确，所操作简便，结果精确，所以其是欧美实验室采用最为广泛的方法。方法以其是欧美实验室采用最为广泛的方法。方法2 2操操作麻烦，有待进一步改进，部分欧美实验室亦有采作麻烦，有待进一步改进，部分欧美实验室亦有采用。用。第二节 转基因动物p154定义定义动物转基因的流程动物转基因的流程转基因方法转基因方法转基因动物鉴定转基因动物鉴定转基因动物应用转
43、基因动物应用 将特定的目的基因从某一生物体分离出来，进行扩增和加将特定的目的基因从某一生物体分离出来，进行扩增和加工，再导入另一动物的早期胚胎细胞中，使其整合到宿主动物工，再导入另一动物的早期胚胎细胞中，使其整合到宿主动物的染色体上，在动物的发育过程中表达，并通过生殖细胞传给的染色体上，在动物的发育过程中表达，并通过生殖细胞传给后代。这种在基因组中稳定整合有人工导入外源基因的动物称后代。这种在基因组中稳定整合有人工导入外源基因的动物称为为转基因动物（转基因动物（transgenetic animal）。）。将克隆的外源基因注射到一个受精卵的细胞核中；将克隆的外源基因注射到一个受精卵的细胞核中；
44、接种后的受精卵移植到雌性受体的子宫，使其顺利完成胚胎接种后的受精卵移植到雌性受体的子宫，使其顺利完成胚胎发育；发育；移植后的受精卵发育生长为后代，其中的部分后代其细胞中移植后的受精卵发育生长为后代，其中的部分后代其细胞中都携带有转入的外源基因；都携带有转入的外源基因；利用这些能产生外源蛋白的动物作为种畜或种禽，培育新的利用这些能产生外源蛋白的动物作为种畜或种禽，培育新的纯合系。纯合系。动物转基因的流程动物转基因的流程外源目的基因的制备外源目的基因的制备外源目的基因有效导入生殖细胞或胚胎干细胞外源目的基因有效导入生殖细胞或胚胎干细胞选择获得携有目的基因的细胞选择获得携有目的基因的细胞选择合适的体
45、外培养系统和宿主动物选择合适的体外培养系统和宿主动物转基因细胞胚胎发育及鉴定转基因细胞胚胎发育及鉴定筛选所得的转基因动物品系筛选所得的转基因动物品系动物转基因的流程图动物转基因的流程图基因的转移的方法基因的转移的方法u电穿孔法电穿孔法u显微注射法显微注射法u磷酸钙磷酸钙DNADNA共沉淀法共沉淀法u脂质载体包埋法脂质载体包埋法u病毒介导的生物学方法病毒介导的生物学方法电穿孔法实现外源基因的转移电穿孔法实现外源基因的转移利用脉冲电场提高细胞膜的利用脉冲电场提高细胞膜的利用脉冲电场提高细胞膜的利用脉冲电场提高细胞膜的通透性，从而使外源通透性，从而使外源通透性，从而使外源通透性，从而使外源DNADN
46、A转移至细胞中。转移至细胞中。转移至细胞中。转移至细胞中。此法简单、此法简单、此法简单、此法简单、效率较高，广泛应用于培养效率较高，广泛应用于培养效率较高，广泛应用于培养效率较高，广泛应用于培养细胞的基因转移。细胞的基因转移。细胞的基因转移。细胞的基因转移。显微注射转基因技术显微注射转基因技术利用显微操作技术转移外利用显微操作技术转移外利用显微操作技术转移外利用显微操作技术转移外源基因的方法。源基因的方法。源基因的方法。源基因的方法。此法转入此法转入此法转入此法转入基因长度可达数百基因长度可达数百基因长度可达数百基因长度可达数百kbkb；并；并；并；并能随机地整合在受体细胞能随机地整合在受体细
47、胞能随机地整合在受体细胞能随机地整合在受体细胞染色体染色体染色体染色体DNADNA上，因此应用上，因此应用上，因此应用上，因此应用范围广。但是这种整合有范围广。但是这种整合有范围广。但是这种整合有范围广。但是这种整合有时会导致转基因动物基因时会导致转基因动物基因时会导致转基因动物基因时会导致转基因动物基因组的重排、易位、缺失或组的重排、易位、缺失或组的重排、易位、缺失或组的重排、易位、缺失或定点突变。定点突变。定点突变。定点突变。磷酸钙磷酸钙DNA共沉淀法基因转移技术共沉淀法基因转移技术这种方法是受二价金属离这种方法是受二价金属离这种方法是受二价金属离这种方法是受二价金属离子能促进细胞吸收外源
48、子能促进细胞吸收外源子能促进细胞吸收外源子能促进细胞吸收外源DNADNA的启发而发展起来的。的启发而发展起来的。的启发而发展起来的。的启发而发展起来的。当核酸以磷酸钙当核酸以磷酸钙当核酸以磷酸钙当核酸以磷酸钙DNADNA共共共共沉淀物的形式在时，细胞沉淀物的形式在时，细胞沉淀物的形式在时，细胞沉淀物的形式在时，细胞摄取摄取摄取摄取DNADNA的能力显著加强。的能力显著加强。的能力显著加强。的能力显著加强。但转移效率较低，仅有但转移效率较低，仅有但转移效率较低，仅有但转移效率较低，仅有1%5%1%5%的外源的外源的外源的外源DNADNA可以可以可以可以进入受体细胞核中，大约进入受体细胞核中，大约
49、进入受体细胞核中，大约进入受体细胞核中，大约仅有仅有仅有仅有1%1%的的的的DNADNA可以在细可以在细可以在细可以在细胞中稳定表达。胞中稳定表达。胞中稳定表达。胞中稳定表达。脂质载体包埋法脂质载体包埋法将需要转移的外源将需要转移的外源将需要转移的外源将需要转移的外源DNADNA或或或或RNARNA包裹于脂质体内，由包裹于脂质体内，由包裹于脂质体内，由包裹于脂质体内，由于脂质体具有磷脂双层结于脂质体具有磷脂双层结于脂质体具有磷脂双层结于脂质体具有磷脂双层结构，与细胞膜类似，因此构，与细胞膜类似，因此构，与细胞膜类似，因此构，与细胞膜类似，因此可以与受体细胞膜融合，可以与受体细胞膜融合，可以与受
50、体细胞膜融合，可以与受体细胞膜融合，从而将外源从而将外源从而将外源从而将外源DNADNA转入宿主转入宿主转入宿主转入宿主细胞。细胞。细胞。细胞。这种方法转基因效这种方法转基因效这种方法转基因效这种方法转基因效率高。率高。率高。率高。病病毒毒介介导导的的生生物物学学方方法法基因显微注射法基因显微注射法胚胎干细胞移植法胚胎干细胞移植法反转录病毒法反转录病毒法重点介绍重点介绍通过激素疗法使小鼠超数排卵，开始时注射雌性妊娠血清，48小时后再注 射人绒毛膜促进腺激素，这时小鼠便会超数排卵，一般情况下5-10个，超 数排卵为35个；与雄性小鼠交配，然后杀掉小鼠，从其输卵管内取出受精卵；将经纯化的转基因样品