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转基因(二 )
--转自《百度百科》
(上接转基因一)
自然界中的转基因
转基因现象在自然界广泛存在。植物界的异花授粉、天然杂交以及农杆菌天然转基因系统等等。
异花授粉植物的群体是来源不同、遗传性不同的两性细胞结合而产生异质结合子所繁衍的后代。异花授粉普遍发生于高等植物所有的科。
天然杂种优势的应用是把已选出的个体或系统在隔离的田间种在一起,使之相互自由进行杂交。一般应用于紫花苜蓿等可进行无性繁殖的多年生作物。
农杆菌天然转基因系统:农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌,它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位,并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌的细胞中有一段T—DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T—DNA插入到植物基因中。因此,农杆菌是一种天然的植物遗传转化系统。科学家还在草科植物中发现广泛存在侧向基因转移,表明自然界本来就在发生转基因。这些发现表明了高度不同物种之间的遗传交换表明转移几乎可以发生在整个草科。
具体技术应用
转基因技术已广泛应用于医药、工业、农业、环保等领域。
医学
医学中转基因技术的应用范围很广。动物转基因技术可以创造诊断和治疗人类疾病的动物模型,可克服单纯依靠自然突变体的局限。
转基因技术还应用于蛋白质多肽药物的生产,如生产胰岛素、干扰素、免疫球蛋白、促红细胞生成素、尿激酶、人血红蛋白、人表皮生长因子、粒细胞等等珍稀药物;还可利用动植物生产疫苗,主要包括乙肝表面抗原基因,口蹄疫 病毒蛋白基因,狂犬病病毒G蛋白基因等。
工业
工业领域的应用主要指在食品工业中的应用,主要包括:(1)对工业发酵食品菌种如酵母菌和乳酸菌的改良;(2)生产食品添加剂和加工助剂;(3)制造有益于人类健康的保健成分或有效因子,携带不同目的基因的转基因动植物可以成为人类治疗各种疑难杂症的资源丰富的药库。例如,目前广泛使用的啤酒酵母、食品酶制剂、奶酪等,很多都是用转基因技术生产出来的。
农业
转基因生物技术可以加快农作物的生长速度、增强抗病性、增加产量、增强对环境的适应能力、增强抵抗除草剂和杀虫剂的能力。全世界进入田间试验的转基因植物已超过500种,但国内转基因食品的范围还比较小。①将抗除草剂基因转入到栽种的作物里面,能有效地防治田间杂草,保护作物免除药害。从植物和微生物中已克隆出多种不同类型抗除草剂的基因。②昆虫对农作物生产危害极大,但对付昆虫的主要方法仍然是化学杀虫剂。将抗虫基因转入作物体内,由作物本身合成杀虫剂,使农作物本身具有抗虫特性,这样就会减少化学杀虫剂的使用。③将一些抗逆境基因克隆后转入植物可以提高植物对干旱、低温、盐碱等逆境的抗性。
渔业
利用转基因技术可以改善鱼类养殖性能,增强其抗寒抗病能力,已有多种哺乳类和鸟类的基因被成功地整合到鱼类的基因组中,使转基因鱼的肌肉蛋白含量和饲料转换率明显提高,生长速度加快。此外还可以生产医药制品,譬如将人胰岛素基因导入斑马鱼卵子中,其受精孵化后可生成胰岛素产物。还可利用转基因技术培养观赏鱼等用途。
畜牧业
转基因技术在畜牧业有着广阔的应用前景。首先可以改良畜禽生产性状。通过转基因技术,可使动物自身合成某些氨基酸,改变其生长调节系统,促进其生长性能,提高饲料的利用效率和缩短生长周期等。其次转基因技术的应用可以提高畜禽抗病能力。对于某些疾病,如果可以从抗该病的动物中提取有关基因,将其转移给易感动物品种,则有希望培育出抗该病的品种。此外,可将病原体致病基因的反基因导入畜禽细胞,使病原体所产生的mRNA不能表达,从而起到抗病作用。
环境保护
“DNA探针”可以十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染,且不易因环境污染而大量死亡,甚至还可以吸收和转化污染物。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类,用基因工程培育成功的“超级细菌”可以分解石油中的多种烃类化合物,有的还能吞食转化汞、镉等重金属,分解DDT等毒性物质。
争议与辟谣世博会禁止转基因食品?
2010年,科技部网站表示,“世博科技专项行动”应用“快速检测‘食品中的病原体、有毒有害物质、转基因成分’等多个食品安全检测产品”,此举被引申为“世博会不给外国人吃转基因食品”。后被科技部公开澄清。2013年,农业部科技发展中心高级农艺师刘培磊做客人民网科技频道时回应,没有发现世博会禁止转基因食品的规定。
欧盟进口和食用转基因产品吗?
欧盟每年进口大量转基因农产品,主要是大豆、玉米、油菜、甜菜和其加工品。根据国际贸易数据统计,欧盟2020年转基因大豆进口量占其大豆总消费量的81%。
欧盟是转基因产品进口和食用较多的国家,欧洲每年进口玉米400万吨、大豆3300万吨左右,进口产品中大多含有转基因成分。1998年,欧盟批准了转基因玉米等在欧洲种植和上市,获得授权的转基因玉米23种、油菜3种、土豆1种、大豆3种、甜菜1种。2014年2月11日,欧盟委员会又批准了一种新型转基因玉米的种植。
中科院遗传与发育研究所生物学研究中心高级工程师姜韬指出:“欧盟的政策尽管保守,但也没有违背转基因安全性的科学结论。
欧盟从来没有以转基因不安全为由来拒绝转基因,都是以程序上有缺陷等操作层面的理由来退货。”欧洲农业经济学家Graham Brooks直言,所谓“欧洲人不吃转基因”是个神话。他举例,欧盟的港口每年要进口3500-3800万吨的豆粕,其中大部分为转基因作物,分别来自美国、巴西、阿根廷和巴拉圭等国。
俄罗斯使用转基因产品吗?
俄罗斯允许进口转基因农产品。俄罗斯每年大约进口转基因大豆200万吨,占其国内大豆加工量的40%。
科学界对转基因有争议吗?
在美国加州大学戴维斯分校从事生物技术研究的玛廷娜•纽威尔•麦格劳林教授明确指出,在美国科学界,对于转基因基本没有什么争论,只有少部分人有不同的声音,而且这些少数人提供的大部分信息,并没有坚实的科学基础。“全球转基因农作物发展现状和未来展望国际研讨会”的共识是:所有的科学证据都显示,用于特定作物改良的转基因方法对人和动物没有任何负面影响。基因修饰的方法不会改变食物的安全性。转基因食品的安全性是有定论的,即凡是通过安全评价、获得安全证书的转基因食品都是安全的,可以放心食用。世界卫生组织以及联合国粮农组织认为:凡是通过安全评价上市的转基因食品,与传统食品一样安全,可以放心食用。迄今为止,转基因食品商业化以来,没有发生过一起经过证实的食用安全问题。
转基因食品致癌是谣言吗?
“转基因食品致癌”的谣言,源于法国里昂大学教授塞拉利尼2012年完成的转基因抗除草剂玉米饲喂大白鼠的实验。这个实验已被国际生物学界、欧洲食品安全局、法国生物技术高等理事会、德国联邦风险评估研究所等权威机构以及全世界绝大多数同行科学家所否定。塞拉利尼发表的论文,也被学术杂志撤稿。
塞拉利尼实验用的大白鼠,寿命只有2—3年,1年多以后就容易自发生长肿瘤,2年以后80%以上的大鼠会长出肿瘤,如果吃得过饱,生长肿瘤的时间会更早,概率会更高。因此这种大鼠只适合做饲喂90天的毒理实验,不适合做饲喂2年的致癌实验。但是塞拉利尼做的就是饲喂2年的实验。日本科学家早在2008年就做过同类实验。用的大鼠比塞拉利尼的大鼠寿命长,饲喂的也是转基因抗除草剂玉米,饲喂时间同样是2年,得出的实验结果是:转基因玉米与非转基因玉米,对实验鼠的生理影响没有显著差异,不致癌。
有观点认为作物基因的改变可能会引起非期望效应,新引入的蛋白可能具有毒性或者过敏性问题;转基因作物里面的抗生素标记基因可能会导致抗生素治疗失效;转基因产品在生态环境的可能存在包括基因漂移、破坏竞争性和平衡等影响,还可能对生物多样性不利,针对这些质疑,科学界进行了长期研究和跟踪,并得出了以下权威结论:
非期望效应
无论是杂交、诱变还是转基因,想得到我们预期的优良性状,都需要去改变作物的基因。杂交一次要“转入”成千上万个功能并不清楚的基因,会产生数量庞大到天文数字的基因组合;诱变则是通过物理、化学、辐射等特殊条件的诱导让作物基因发生不可预知的破坏和变化,既可能有我们需要的变化。
也可能没有我们需要的变化,更可能有很多我们不需要的变化,转基因一次只“转入”一个或几个功能明确的基因。转基因技术相比较杂交等传统技术,在非预期性效应上概率更低,更加精准可控。
过敏性
转基因食品入市前都要通过严格的毒性、致敏性、致畸性等安全评价和审批程序。
转基因食品在进行安全评价时,绝对不允许转入表达致敏物和毒素的基因。只要转基因表达的蛋白质不是致敏蛋白和毒蛋白,这种蛋白质和食物中其他蛋白质没有本质的差别,都是营养物质,蛋白质进入胃肠就消化成小分子成分,提供人体的营养和能量。
迄今为止,转基因食品商业化以来,没有发生过一起经过证实的食用安全问题。
生物多样性
转基因技术对基因进行精确定向操作的育种方法,效率更高,针对性更强。例如,抗虫棉花就是将苏云金芽孢杆菌中的杀虫蛋白基因转移到棉花中,从而能够专一性抑制棉铃虫发生,减少棉铃虫危害,减少农药使用,实现稳产增产、提质增效;抗除草剂作物就是将抗除草剂草甘膦的基因转入农作物。
从而在使用除草剂(草甘膦)除草时就能够做到只除草而不危及作物,既增加了种植密度,有效去除杂草,又能降低劳动强度和除草成本,从而能够提高种植效益。
具体案例证明无害:
以我国国产转基因抗虫玉米和转基因水稻为例,经过室内外多点、多代遗传分析结果显示:在生存竞争力、基因漂移对环境影响、非靶标生物和多样性等几个方面的安全评估结果,均表明了这些国产转基因作物具有良好的环境安全性,不存在在农业生态、自然环境、生物多样性等方面存在问题。
靠外观识别转基因农作物?
中国工程院院士、国家农业转基因生物安全委员会主任委员吴孔明表示,网上传播的转基因识别指南里面很多东西没有科学依据,基本上都是随意编造。任何一种农作物从它的自然分布的遗传多样性而言,各种各样的品种都有,但是它是自然存在的,不能因为我们过去没有见过,就把它编成所谓的“转基因的鉴别方法”,这是没有科学依据的。
转基因不是从外形判断的,只能基因鉴别。有人说一些西红柿形态发生变化,但不能就此判定为转基因。
国家农业转基因生物安全委员会委员黄昆仑表示,所谓靠外表辨认转基因食品,纯属无稽之谈。
抗虫作物“虫不吃”,人类能否食用
转基因抗虫水稻里的Bt蛋白利用了物种差异性特点。
Bt蛋白来源于苏云金芽孢杆菌,70多年来一直作为安全的生物杀虫剂在农业生产上持续应用。通过转基因技术将Bt基因转入作物后,抗虫转基因作物自身就能产生Bt蛋白。
内生Bt蛋白杀虫效果更好更稳定,而且高度专一,只与特定害虫肠道上皮细胞的特异性受体结合,使害虫死亡。人类、畜禽和其他昆虫肠道细胞没有该蛋白的结合位点,不会起到“杀虫效果”。
Bt蛋白主要作用于害虫的消化系统,由于不同生物的取食习惯明显不同,进而导致消化道里的环境大不相同,某些害虫的肠道环境是碱性的,而人的胃液环境是酸性的。
这意味着能对害虫起作用的Bt蛋白,进入人体的消化道后却不会发挥作用,只会被含有消化蛋白质的酶“瓦解”。
美国人是否吃转基因食品
美国农业部大豆研究专家马克·艾什称,美国转基因大豆产量占美国大豆总产量的93%。大部分用于美国国内,2012至2013年度美国国内消耗4720万吨。
2013年,中国农科院研究员王志兴介绍说:目前美国市面上在销售的含转基因成分食品超过5000种,包括面包、酸奶、番茄酱等。
2014年,加州大学戴维斯分校教授玛蒂娜·纽厄尔-麦格洛夫林表示,美国90%的加工产品,以及大豆、甘蔗、玉米等都是转基因的,目前美国有一万亿的食用人次,另外十亿家畜会使用转基因作物,我们并没有发现任何的问题。
据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)统计,美国是目前最大的转基因大豆生产国。美国斯坦福大学胡佛研究所研究员亨利·米勒2011年的一项研究显示,美国人过去10年总共消费了3万亿份转基因食品。据美国杂货商协会(GMA)统计,美国75%-80%的食品都含有转基因成分。美国是全球最大的转基因作物消费国,目前美国已经批准了22种转基因作物产业化,每年种植转基因作物11.3亿亩左右,占其耕地面积的40%以上,其中玉米、大豆、棉花、甜菜等转基因品种种植面积均超过90%。
美国一半以上的转基因玉米和大豆都在本国消费、75%的加工食品含有转基因成分。
是否与基因武器有关?
“转基因是一项技术,在科学界有几十年的严格实验证明,和基因武器是风马牛不相及的。”中国国防大学教授、中国科协科普作家协会成员李大光说。
有人提出一种猜测,基因武器是利用人种生化特征上的差异,使这种致病菌只对特定种族的人们产生致病作用,被称为“种族生物武器”。对此,李大光指出:“这种观点是错误的。生物医学界的共识是,人种是无法用基因区分,不可能做出针对某一人种的武器。人种或种族是社会学概念,并没有生物学方法能够区分一个人的种族。
一些基因标记只是在不同种族中出现的概率不同,在某种族中出现的概率高,并不代表不会出现在别的种族。“因此,这种武器就算造出来,也是伤敌一千,自损八百。” “转基因与基因武器是不同的两种生物技术,切不可混为一谈。”
奥运会抵制转基因吗?
不管是北京奥运会,还是巴西里约奥运会,国际奥委会和中国奥委会从未禁止转基因产品。
国际方面,《奥林匹克宪章》是奥运会的根本大法。这部100多页的规范性文件并没有规定运动员在奥运会期间可以吃什么,但在其明文禁止不能吃的名单上,兴奋剂位列其中,转基因产品并不包含在内。
国际奥委会不仅不排斥转基因产品,还对相关企业敞开了大门。2013~2016年,国际奥委会的全球赞助伙伴包括陶氏化学。陶氏化学的主业之一正是转基因种子的研发。
中国方面,中国奥委会没有明文规定运动员不能食用转基因产品。中国奥委会有明文规定的“赞助企业甄选原则”,五条原则无一与转基因话题相关。
法国等国转基因禁令争议
2014年05月06日法国参议院上下两院通过法案,禁止在法国种植转基因玉米。此前法国国内转基因种植政策曾出现多次反复,法国最高行政法院曾分别于2011年和2013年两度判决这一内容的政府禁令无效,认为该禁令违反了欧盟法律。与此相似,欧盟最高法院在2017年同样驳回了意大利类似的转基因玉米种植禁令,认为在没有证据证明转基因作物对健康和环境有风险的情况下,禁止农民种植转基因玉米是错误的。
针对欧盟部分成员国的所谓的转基因禁令,欧洲对食品安全认证的唯一权威机构——欧洲食品安全局(EFSA)在2014年8月1日发表的公告 认为:法国提交的与玉米MON 810有关的文件中引用的科学出版物和法国提出的论点都没有揭示任何新的资料,欧洲食品安全局认为法国等国的禁令没有科学证据。
中国农业科学院生物技术研究所研究员黄大昉表示,虽然现在因政治等各种原因,欧盟还有一些国家对转基因持保守态度,禁止种植转基因玉米MON 810。但欧盟法院这次的表态,再次传递了对转基因的科学认知态度,并释放了积极信号。
转基因作物不能留种?
作物的留种与否,与是否采用转基因技术无关。不能留种的作物大部分是采用杂交技术生产的,种植杂交第一代种子,需要年年配制杂交第一代种子用于大田生产。杂交第一代种所产的种子便是杂交第二代,如果将杂交第二代种子用于大田生产,田间长出的植株便出现严重分离,株型各异,抗虫性能、产量、品质都大幅降低。由于遗传学基本定律,杂交种后代会发生性状分离,导致杂种优势丧失,因此杂交种无法正常留种,农民每年必须购买新的杂交种子。
目前并没有生物学上无法留种的转基因作物上市,一些所谓的不留种的转基因作物只是公司为了保护知识产权而签的法律协议约束。而且这些协议只在部分国家生效。
随着科学技术的进步,利用基因编辑技术敲除了其中4个水稻生殖相关基因,使杂交稻产生了无融合生殖性状,并产生了与杂交稻一样的克隆种子;团队进一步检测确定,通过克隆种子培育的子代植株与一代杂交稻高度相似。从而有望解决杂交水稻无法留种的问题。
关于转基因技术导致作物不能留种的说法,戴景瑞院士表示,此说法纯属谣言,转基因作物对其能否繁殖、留种、发芽不会起到任何影响。
转基因违背自然规律?
真相是,转基因并非“违背自然”,转基因的意思是把外源基因转入已有生物,确实是一种人为的生物学操作技术。但是人类改变生物遗传背景已有一万多年的历史,传统方法是杂交和对后代人工选择,这些育种方法造就了几乎所有农作物和家养动物品种。
基因从本质上来说是一样的,基因的改变也是自然界演化的基础,并非“违背自然”;另外转基因作物在栽培过程中,往往少用农药或化肥,从这个角度考虑,反而更“有机”、更安全。