植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座

轉(zhuǎn)基因植物種植轉(zhuǎn)基因植物種類(lèi)主要有大豆（占54％）、玉米（占28％）、棉花（占9％）、油菜（占9％），馬鈴薯、西葫蘆和木瓜百分比都小于1％。按轉(zhuǎn)基因植物性狀劃分，抗除草劑占71％，抗蟲(chóng)占22％，抗蟲(chóng)兼抗除草劑占7％，抗病毒和其它性狀轉(zhuǎn)基因植物百分比小于1％。至1999年，農(nóng)業(yè)部同意可進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)國(guó)內(nèi)研制轉(zhuǎn)基因植物有5種，它們分別是：抗蟲(chóng)棉花、改變花色矮牽牛、延熟番茄、抗病毒甜椒和番茄。

植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第1頁(yè)（一）轉(zhuǎn)基因植物發(fā)展進(jìn)程與規(guī)模

1983年，首批轉(zhuǎn)基因作物（煙草、馬鈴薯）問(wèn)世。1986年，首批轉(zhuǎn)基因作物（抗蟲(chóng)、抗除草劑）進(jìn)入田間試驗(yàn)，美國(guó)和法國(guó)同時(shí)反抗除草劑轉(zhuǎn)基因煙草進(jìn)行了田間試驗(yàn)

1992年，中國(guó)首先在大田種植轉(zhuǎn)基因抗病毒煙草，揭開(kāi)了全球轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化序幕。1994年，美國(guó)轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品（耐儲(chǔ)存番茄FlavorSavor

）進(jìn)入市場(chǎng)。1994年，商品化種植抗黃瓜花葉病毒（CMV）和抗煙草花葉病毒（TMV）雙價(jià)轉(zhuǎn)基因煙草

1996年后，轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)化得到快速發(fā)展。同時(shí)帶有八種基因代碼轉(zhuǎn)基因玉米將于年在美國(guó)問(wèn)世。

植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第2頁(yè)1998年，全世界共有7000萬(wàn)英畝大田種植轉(zhuǎn)基因作物。1999年又增至9860萬(wàn)英畝，年增加率超出40%。年年增加率突降至10.8%，其中美國(guó)降幅最大。年2月24日統(tǒng)計(jì)種植面積排名前三位國(guó)家分別為，美國(guó)（6250萬(wàn)公頃）、阿根廷（2100萬(wàn)公頃）和巴西（1580萬(wàn)公頃）。中國(guó)全國(guó)生物技術(shù)作物種植面積達(dá)380萬(wàn)公頃，在全球生物技術(shù)作物種植面積超出100萬(wàn)公頃八個(gè)國(guó)家中排名第六種植面積排名前十國(guó)家，依次是美國(guó)、阿根廷、巴西、加拿大、印度、中國(guó)、巴拉圭、南非、烏拉圭、菲律賓。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第3頁(yè)商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因作物國(guó)家數(shù)年份國(guó)家數(shù)植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第4頁(yè)（億美元）

國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用跟蹤調(diào)查服務(wù)處（ISAAA）預(yù)計(jì)，全球轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品市場(chǎng)：轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)狀況與展望植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第5頁(yè)美國(guó)是轉(zhuǎn)基因食品發(fā)源地,也是當(dāng)今世界轉(zhuǎn)基因食品生產(chǎn)和出口最多國(guó)家。1983年,全球第一個(gè)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物———馬鈴薯就誕生在美國(guó)。據(jù)預(yù)計(jì),當(dāng)前美國(guó)零售食品中有60%以上含有轉(zhuǎn)基因成份,90%以上大豆、50%以上玉米、小麥?zhǔn)寝D(zhuǎn)基因。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第6頁(yè)采取當(dāng)代生物技術(shù)伎倆，培育出一批優(yōu)質(zhì)、專(zhuān)用、高產(chǎn)、多抗農(nóng)作物新品種。轉(zhuǎn)基因技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展，我國(guó)已成為世界第五大轉(zhuǎn)基因植物種植國(guó)家，年，我國(guó)棉花種植面積8095萬(wàn)畝，其中生物技術(shù)棉花種植面積已超出總面積75%，河北、山東、河南、安徽等棉花主產(chǎn)省國(guó)產(chǎn)生物技術(shù)棉花種植率已到達(dá)100%，棉花單產(chǎn)到達(dá)80千克/畝歷史高水平，增幅為6.3%-7.0%，棉花總產(chǎn)量達(dá)650萬(wàn)噸，創(chuàng)歷史新高，且棉花品質(zhì)普遍看好。經(jīng)過(guò)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用，大幅度提升了示范區(qū)農(nóng)業(yè)信息化和當(dāng)代化管理水平，加速了利用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)步伐。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第7頁(yè)1.提取DNA（二）轉(zhuǎn)基因技術(shù)有SDS法和CTAB法，常采取CTAB法提取方法基因組DNA。并用分光光度計(jì)測(cè)定濃度和質(zhì)量。然后用去離子水將其稀釋至50ng·uL-1備用葉片加液氮，快速研磨成粉末DNA提取緩沖液2×CTAB，充分混勻60℃水浴45-60min，其間輕柔搖勻2-3次冷卻至室溫，加入等體積氯仿:異戊醇（24:1）輕柔且充分混勻，靜置10min1rpm離心10min取上清，加入0.7倍體積冷異丙醇，輕柔搖動(dòng)離心管充分混勻，室溫放置10-20min10000rpm離心10min小心棄去上清，加入70%乙醇洗滌2次沉淀，室溫下微干，溶于適量TE緩沖液DNA檢測(cè)用0.8%瓊脂糖膠植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第8頁(yè)15000bp1000bp250bp植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第9頁(yè)（1）取得目標(biāo)基因方法①?gòu)纳锘蚪M群體中分離目標(biāo)基因

采取限制性?xún)?nèi)切酶切割2.取得目標(biāo)基因植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第10頁(yè)DNA1μg緩沖液2μL重蒸水酶液+用手指輕彈管壁使溶液混勻，使溶液集中在管底混勻反應(yīng)體系后，37℃水浴保溫2-3h電泳檢測(cè)EP管編號(hào),加樣操作步驟植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第11頁(yè)②化學(xué)合成目標(biāo)基因DNA片段采取DNA合成儀③PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))合成DNA慣用方法

植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第12頁(yè)P(yáng)CR過(guò)程示意圖植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第13頁(yè)植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第14頁(yè)植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第15頁(yè)④mRNA差異顯示法取得目標(biāo)基因基因在細(xì)胞中特異表示是否，決定了生命歷程中細(xì)胞發(fā)育和分化、細(xì)胞周期調(diào)整、細(xì)胞衰老和死亡等。用于分離特異表示基因。

⑤用機(jī)械方法如超聲波把基因組打成片段。

（2）PCR取得目標(biāo)基因①設(shè)計(jì)引物在NCBI(美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心)/引物設(shè)計(jì)軟件Primerprimer5.0設(shè)計(jì)引物，然后合成引物。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第16頁(yè)P(yáng)CR反應(yīng)混合液

擴(kuò)增條件：94℃60s,37℃60s,72℃120s,共25～30個(gè)循環(huán)。②PCR植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第17頁(yè)③特異片段回收、連接與轉(zhuǎn)化將擴(kuò)增產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠（EB染色）在100V電壓電泳液中電泳40min在紫外燈下用刀片切取帶有特異帶膠塊，并把該膠塊轉(zhuǎn)移到1.5ml離心管中回收片段按照膠回收試劑盒進(jìn)行目標(biāo)片段與克隆載體連接（pGEM–Teasyvector或pMD18-T）在4℃條件下連接12h-16h采取熱激法，將連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化至大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞E.coliJM109將全部菌液涂于含Amp（X-gal為40μl，IPTG為4μl）LB平板上，半小時(shí)后倒置37℃培養(yǎng)8-12h左右，可出現(xiàn)菌落植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第18頁(yè)④克隆篩選與判定

藍(lán)白斑篩選重組子PCR判定質(zhì)粒提取及質(zhì)粒酶切判定

⑤測(cè)序送生物技術(shù)企業(yè)，用DNA測(cè)序儀測(cè)序。⑥序列比對(duì)在NCBI或者DNAman上進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)基因是否正確。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第19頁(yè)植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第20頁(yè)3.構(gòu)建植物表示載體（1）載體在基因工程重組DNA技術(shù)中將DNA片段（目標(biāo)基因）轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞一個(gè)能自我復(fù)制DNA分子。三種最慣用載體是細(xì)菌質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。按用途分為：克隆載體，表示型載體，分泌型載體，穿梭載體等。一是用它作為運(yùn)載工具；利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行大量復(fù)制(稱(chēng)為克隆)。

在宿主細(xì)胞中能保留下來(lái)并能大量復(fù)制；有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，而且每種酶切點(diǎn)最好只有一個(gè)，可適于各種限制酶切割DNA插入；含有復(fù)制起始位點(diǎn)ori

，能夠獨(dú)立復(fù)制；有一定標(biāo)識(shí)基因，便于進(jìn)行篩選。

載體必須含有四個(gè)條件植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第21頁(yè)能獨(dú)立復(fù)制并穩(wěn)定傳代:復(fù)制起始點(diǎn)ori或自主復(fù)制序列ARS和著絲粒,端粒方便插入外源片段:酶切位點(diǎn)選擇標(biāo)識(shí):藥品抗性匯報(bào)基因:插入篩選標(biāo)識(shí)易分離提取高產(chǎn)率（多拷貝）強(qiáng)開(kāi)啟子多宿主植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第22頁(yè)植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第23頁(yè)Transform+reportgenesubstrates植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第24頁(yè)（1）轉(zhuǎn)化方式依據(jù)所用載體類(lèi)型以及轉(zhuǎn)化對(duì)象不一樣普通有以下主要轉(zhuǎn)化方式:

（1）基因槍轉(zhuǎn)化（2）電轉(zhuǎn)化（3）融正當(dāng)（4）花粉管轉(zhuǎn)化（5）農(nóng)桿菌介導(dǎo)4.高等植物基因轉(zhuǎn)化與植株再生植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第25頁(yè)（1）基因槍轉(zhuǎn)化法利用基因槍裝置，將鎢粉或金粉與DNA吸附制成“子彈”經(jīng)過(guò)高壓放電將“子彈”加速到482m/s，在這種速度下，金屬粒子能穿透植物細(xì)胞壁，擊發(fā)一次可將成千上萬(wàn)個(gè)帶有外源DNA金屬粒子同時(shí)射入完整細(xì)胞或器官。優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)巫尤~和雙子葉都可使用缺點(diǎn)：成本高，操作麻煩，DNA片段整合效率極低。通常只應(yīng)用于單子葉。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第26頁(yè)（2）電擊法用電轉(zhuǎn)化儀將高濃度質(zhì)粒DNA加入到植物細(xì)胞原生質(zhì)體懸浮液中，混合物在200-600V/cm電場(chǎng)中處理若干秒鐘，然后將原生質(zhì)體在組織培養(yǎng)基中生長(zhǎng)1-2周，再生出整株植物。

植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第27頁(yè)（3）融正當(dāng)

將外源DNA與特殊疏水性高分子化合物混合，在水中這些疏水性化合物分子形成球狀脂質(zhì)體，后者與植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合，篩選融合子，再生植物細(xì)胞壁。

原生質(zhì)體極難再生出整株植物。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第28頁(yè)（4）花粉管導(dǎo)入法

使用顯微注射器，將外源DNA沿著花粉管經(jīng)過(guò)珠心進(jìn)入還未形成正常細(xì)胞壁卵、合子或早期胚胎細(xì)胞中，實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移。是由我國(guó)科學(xué)家周光宇首先提出設(shè)計(jì)，當(dāng)前已應(yīng)用于水稻、小麥、棉花、大豆、花生、蔬菜等作物轉(zhuǎn)基因研究，

花粉管導(dǎo)入法特點(diǎn)是直接、簡(jiǎn)便。它受體材料為植株整體，省略了細(xì)胞組織培養(yǎng)誘導(dǎo)和傳代過(guò)程，排除了植株再生障礙，尤其適合于難以建立有效再生系統(tǒng)植物。因?yàn)檗D(zhuǎn)化是完整植株卵細(xì)胞、受精卵或早期胚胎細(xì)胞，導(dǎo)入DNA分子整合效率較高。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第29頁(yè)（5）農(nóng)桿菌介導(dǎo)

幾乎全部雙子葉植物尤其是豆科類(lèi)植物根部經(jīng)常會(huì)形成根瘤，這是因?yàn)橹参锔勘灰粋€(gè)革蘭氏陰性土壤桿菌農(nóng)桿根瘤菌（A.tumefaciens）感染所致，其致瘤特征是由該菌細(xì)胞內(nèi)野生型質(zhì)粒Ti介導(dǎo)。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第30頁(yè)二元整合轉(zhuǎn)化程序?qū)⑼庠椿蚩寺≡诖竽c桿菌-農(nóng)桿菌穿梭質(zhì)粒T-DNA區(qū)內(nèi)；重組質(zhì)粒直接轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌株，該菌株攜帶只含vir區(qū)不含T-DNA區(qū)Ti輔助質(zhì)粒；植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第31頁(yè)（2）農(nóng)桿菌介導(dǎo)外源基因轉(zhuǎn)移技術(shù)普通操作①將表面消毒葉片切成小塊②小塊在過(guò)夜培養(yǎng)并稀釋到一定濃度含外源基因根癌農(nóng)桿菌液中共培養(yǎng)幾分鐘，使讓根癌農(nóng)桿菌感染葉片切塊傷口。③從菌液中撈出小葉塊，培養(yǎng)基中培養(yǎng)2天。④在含頭孢霉素選擇培養(yǎng)基中篩選轉(zhuǎn)化細(xì)胞。繼續(xù)培養(yǎng)，轉(zhuǎn)化細(xì)胞分化出芽。⑤將芽轉(zhuǎn)入含有抗生素生根培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)生根。⑥將完整轉(zhuǎn)基因植株移栽到土壤中。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第32頁(yè)abcd植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第33頁(yè)分子判定:PCRSouthernblotNorthernblotWesternblot蛋白質(zhì)電泳5.轉(zhuǎn)基因植株判定及分析植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第34頁(yè)Southernblot植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第35頁(yè)Northernblot

植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第36頁(yè)Westernblot和蛋白質(zhì)電泳植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第37頁(yè)（三）轉(zhuǎn)基因生物商業(yè)化普通流程

1.試驗(yàn)室試驗(yàn)步驟：經(jīng)過(guò)了試驗(yàn)室試驗(yàn)，技術(shù)成熟之后才開(kāi)始進(jìn)行中間試驗(yàn)步驟。2.中間試驗(yàn)步驟：這個(gè)步驟在田間進(jìn)行，普通需要兩年左右時(shí)間。田間管理評(píng)價(jià)包含詳細(xì)位置、與人群距離、面積、隔離等多項(xiàng)詳細(xì)要求。

3.環(huán)境釋放評(píng)價(jià)：需要兩年。在這個(gè)步驟試驗(yàn)?zāi)軌蛟贁U(kuò)大一些面積，但也有很多要求，也必須在相對(duì)封閉環(huán)境下進(jìn)行。

4.生產(chǎn)試驗(yàn)：生產(chǎn)試驗(yàn)規(guī)模能夠深入擴(kuò)大。本階段評(píng)價(jià)主要是評(píng)定轉(zhuǎn)基因生物對(duì)環(huán)境是否有影響和壓力。5.假如要做食品，需要再對(duì)獨(dú)立性、致敏性、抗?fàn)I養(yǎng)因子等進(jìn)行評(píng)價(jià)，還需要提交綜合性評(píng)價(jià)?！?/p>

按照中國(guó)現(xiàn)行同意流程，轉(zhuǎn)基因商業(yè)化同意有年限控制，普通時(shí)限是4年。4年到期后，需要重新報(bào)批。

植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第38頁(yè)（四）種植轉(zhuǎn)基因植物風(fēng)險(xiǎn)性

破壞生態(tài)環(huán)境和影響人類(lèi)健康。1.安全性問(wèn)題轉(zhuǎn)基因植物存在用于選擇性標(biāo)識(shí)抗生素，以及導(dǎo)入植物DNA序列在加工過(guò)程中可能出現(xiàn)改變。2.環(huán)境及生態(tài)問(wèn)題導(dǎo)入植物目標(biāo)基因是否轉(zhuǎn)入其它植物，是否會(huì)破壞生態(tài)平衡。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第39頁(yè)

首先是毒性問(wèn)題。一些研究學(xué)者認(rèn)為，對(duì)于基因人工提煉和添加，可能在到達(dá)一些人們想到達(dá)效果同時(shí)，也增加和積聚了食物中原有微量毒素。

其次是過(guò)敏反應(yīng)問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)食物過(guò)敏人有時(shí)還會(huì)對(duì)一個(gè)以前他們不過(guò)敏食物產(chǎn)生過(guò)敏，比如：科學(xué)家將玉米某一段基因加入到核桃、小麥和貝類(lèi)動(dòng)物基因中，蛋白質(zhì)也隨基因加了進(jìn)去，那么，以前吃玉米過(guò)敏人就可能對(duì)這些核桃、小麥和貝類(lèi)食品過(guò)敏。

第三是營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題。科學(xué)家們認(rèn)為外來(lái)基因會(huì)以一個(gè)人們當(dāng)前還不甚了解方式破壞食物中營(yíng)養(yǎng)成份。

第四是反抗生素抵抗作用。當(dāng)科學(xué)家把一個(gè)外來(lái)基因加入到植物或細(xì)菌中去，這個(gè)基因會(huì)與別基因連接在一起。人們?cè)诜昧诉@種改良食物后，食物會(huì)在人體內(nèi)將抗藥性基因傳給致病細(xì)菌，使人體產(chǎn)生抗藥性。

第五是對(duì)環(huán)境威脅。在許多基因改良品種中包含有從桿菌中提取出來(lái)細(xì)菌基因，這種基因會(huì)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)昆蟲(chóng)和害蟲(chóng)有毒蛋白質(zhì)。在一次試驗(yàn)室研究中，一個(gè)蝴蝶幼蟲(chóng)在吃了含桿菌基因馬利筋屬植物花粉之后，產(chǎn)生了死亡或不正常發(fā)育現(xiàn)象，這引發(fā)了生態(tài)學(xué)家們另一個(gè)擔(dān)心，那些不在改良范圍之內(nèi)其它物種有可能成為改良物種受害者。

最終，生物學(xué)家們擔(dān)心為了培養(yǎng)一些更具優(yōu)良特征，比如說(shuō)含有更強(qiáng)抗病蟲(chóng)害能力和抗旱能力等，而對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行改良，其特征很可能會(huì)經(jīng)過(guò)花粉等媒介傳輸給野生物種。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第40頁(yè)③“三明治”事件由含有抗蟲(chóng)性Bt基因轉(zhuǎn)基因玉米做成。這種玉米可產(chǎn)生一個(gè)Cryge蛋白質(zhì)，此物是一潛在致過(guò)敏性源。所以美國(guó)食品與藥品管理局（FDA）只同意這種玉米作飼料而非食用具。

美國(guó)一家食品企業(yè)生產(chǎn)一個(gè)油炸三明治——Taco，上下夾層是玉米粉，中間為肉餡。使人們對(duì)轉(zhuǎn)基因作物及其產(chǎn)品安全性問(wèn)題充滿(mǎn)了憂(yōu)慮植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第41頁(yè)轉(zhuǎn)基因植物幾個(gè)經(jīng)典事件①“馬鈴薯”事件英國(guó)《獨(dú)立報(bào)》披露了轉(zhuǎn)基因食品巨頭孟山都企業(yè)一份秘密匯報(bào)不能確定轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因馬鈴薯化學(xué)成份有什么差異對(duì)使用轉(zhuǎn)基因土豆大鼠，沒(méi)有補(bǔ)充蛋白質(zhì)以預(yù)防饑餓供試動(dòng)物數(shù)量少，飼喂幾個(gè)食物都不是大鼠標(biāo)準(zhǔn)食物試驗(yàn)設(shè)計(jì)差，未作雙盲測(cè)定統(tǒng)計(jì)方法不妥，試驗(yàn)結(jié)果無(wú)一致性試驗(yàn)錯(cuò)誤含雪花蓮凝集素基因土豆體重和器官減輕，免疫系統(tǒng)受到破壞植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第42頁(yè)②“斑蝶”事件（1999年５月，康奈爾大學(xué)一個(gè)研究組在《Nature》雜志上發(fā)表文章）但2年后美國(guó)組織了多個(gè)大學(xué)和研究部門(mén)進(jìn)行了大量試驗(yàn)，得出了科學(xué)結(jié)論：玉米花粉重，擴(kuò)散不遠(yuǎn)田間試驗(yàn)表明，抗蟲(chóng)玉米花粉對(duì)斑蝶并不組成威脅轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)玉米花粉“馬利筋”44%幼蟲(chóng)死亡北美珍稀瀕危大斑蝶雜草

斑蝶幼蟲(chóng)真正死因

農(nóng)藥使用過(guò)分生態(tài)環(huán)境破壞植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第43頁(yè)（五）轉(zhuǎn)基因植物安全評(píng)價(jià)與檢測(cè)安全性評(píng)價(jià)主要包含兩部分：一是對(duì)人類(lèi)健康影響，一是對(duì)環(huán)境影響?！斑@是由授權(quán)第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全性研究，植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第44頁(yè)對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物實(shí)施安全管理是國(guó)際上普遍做法。國(guó)際經(jīng)合組織（OECD）、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃署（UNEP）、生物安全議定書(shū)、食品法典委員會(huì)，都對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全提出了明確要求。安全性評(píng)價(jià)是國(guó)際上通行做法。因?yàn)楦鲊?guó)農(nóng)業(yè)、環(huán)境和生物多樣性差異，決定了只有本國(guó)確認(rèn)了安全性之后，轉(zhuǎn)基因生物才能投入商業(yè)應(yīng)用或由輸出國(guó)引進(jìn)。日本、歐盟、美國(guó)等國(guó)均實(shí)施安全性評(píng)價(jià)。美國(guó)是經(jīng)過(guò)農(nóng)業(yè)部、食品與藥品管理局和環(huán)境保護(hù)局安全評(píng)價(jià)后才允許轉(zhuǎn)基因作物商品化生產(chǎn)；歐盟是經(jīng)過(guò)安全評(píng)價(jià)后才同意國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品投放市場(chǎng)；日本是經(jīng)過(guò)農(nóng)林水產(chǎn)省安全評(píng)價(jià)后才許可轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口。當(dāng)前，按照《生物安全議定書(shū)》相關(guān)要求，對(duì)進(jìn)口農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物實(shí)施安全評(píng)價(jià)管理，能夠在收到申請(qǐng)之日起270日內(nèi)做出批復(fù)。我國(guó)在制訂《條例》及其配套規(guī)章過(guò)程中，對(duì)國(guó)外相關(guān)法規(guī)進(jìn)行了比較研究。在安全評(píng)價(jià)中，遵照“個(gè)案分析”標(biāo)準(zhǔn)、“實(shí)質(zhì)等同性”標(biāo)準(zhǔn)、“逐步完善”標(biāo)準(zhǔn)等。實(shí)施標(biāo)識(shí)管理制度是使消費(fèi)者有知情權(quán)和選擇權(quán)。

“轉(zhuǎn)基因管理是casebycase，個(gè)案分析標(biāo)準(zhǔn)，即使同一個(gè)品種在不一樣地方，不一樣批次都需要進(jìn)行評(píng)價(jià)?！睂?shí)質(zhì)等同性標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)產(chǎn)品與傳統(tǒng)產(chǎn)品同一性狀進(jìn)行比較，含有實(shí)質(zhì)等同性，則能夠認(rèn)為是安全。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第45頁(yè)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物管理文件國(guó)務(wù)院在年就頒布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》(下稱(chēng)《條例》)。《條例》要求，國(guó)家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會(huì)(下稱(chēng)安委會(huì))負(fù)責(zé)我國(guó)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)工作。

年，農(nóng)業(yè)部又公布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)管理方法》、《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)口安全管理方法》和《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識(shí)管理方法》三個(gè)配套規(guī)章。

我國(guó)還建立了由農(nóng)業(yè)部、國(guó)家發(fā)改委、科技部、衛(wèi)生部、國(guó)家質(zhì)檢總局和國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局組成國(guó)家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理部際聯(lián)席會(huì)議制度。

植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第46頁(yè)植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第47頁(yè)在美國(guó),一個(gè)基因作物要投入生產(chǎn),需要同時(shí)接收3項(xiàng)審核。農(nóng)業(yè)部負(fù)責(zé)監(jiān)管基因作物進(jìn)行田間試驗(yàn)結(jié)果,食品與藥品管理局(FDA)負(fù)責(zé)對(duì)基因食品安全性審核,而環(huán)境保護(hù)署則負(fù)責(zé)對(duì)該基因作物對(duì)環(huán)境影響評(píng)定。凡是經(jīng)過(guò)科學(xué)評(píng)價(jià)和政府部門(mén)嚴(yán)格審批獲準(zhǔn)上市轉(zhuǎn)基因食品都是安全，全世界數(shù)億人食用后沒(méi)有出現(xiàn)一例轉(zhuǎn)基因食品中毒或醫(yī)療事故。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第48頁(yè)（六）轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化中存在問(wèn)題1.轉(zhuǎn)基因性狀失效問(wèn)題。這種失效來(lái)自于兩個(gè)方面，首先是所轉(zhuǎn)基因本身表示緘默或表示強(qiáng)度降低；另首先是病蟲(chóng)草等對(duì)轉(zhuǎn)基因性狀產(chǎn)生抗性，從而對(duì)轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化帶來(lái)不利影響；2.轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)量品責(zé)問(wèn)題。1994年底一個(gè)在美國(guó)同意商品化轉(zhuǎn)基因遲熟番茄上市之后，并沒(méi)有像人每逾期得那樣有效，所以在1997年就推出了市場(chǎng)。其原因是這種番茄產(chǎn)量偏低而經(jīng)不起采收、包裝及運(yùn)輸?shù)日麄€(gè)過(guò)程，很多番茄在運(yùn)抵目標(biāo)地是已經(jīng)軟化或碰傷、失去了市場(chǎng)價(jià)值。3.經(jīng)濟(jì)地理問(wèn)題。對(duì)不一樣發(fā)展水平國(guó)家來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化主要問(wèn)題有一定差異。如歐盟轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化主要是政府和公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因作物認(rèn)識(shí)問(wèn)題，而對(duì)貧窮發(fā)展中國(guó)家則可能是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。4.次要病蟲(chóng)害問(wèn)題，因?yàn)檗D(zhuǎn)基因性狀只是對(duì)個(gè)別性狀抗性，可能引發(fā)其它病蟲(chóng)害逐步演變成主要病害。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第49頁(yè)（七）轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用自１９８３年首例轉(zhuǎn)基因植物--煙草問(wèn)世，年3月全球已經(jīng)有１２０各種植物取得轉(zhuǎn)基因植株。美國(guó)是世界上第一個(gè)同意轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物商業(yè)化種植國(guó)家，其轉(zhuǎn)基因作物種植面積一直居世界首位。２０００年美國(guó)轉(zhuǎn)基因作物種植面積達(dá)３０３０萬(wàn)公頃，占世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積６８％。

當(dāng)前，最主要轉(zhuǎn)基因作物是大豆和玉米，這兩種作物種植面積大約占全球轉(zhuǎn)基因作物總面積８０％。其中轉(zhuǎn)基因大豆占全球轉(zhuǎn)基因作物面積約６０％，轉(zhuǎn)基因棉花和油菜種植面積位居第三和第四。

轉(zhuǎn)基因作物給人類(lèi)帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)效益。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第50頁(yè)

自1983年首次取得轉(zhuǎn)基因煙草、馬鈴薯以來(lái)，在短短十余年間，轉(zhuǎn)基因作物研究和開(kāi)發(fā)進(jìn)展十分快速。至年國(guó)際上已取得轉(zhuǎn)基因植株植物已經(jīng)有超出35個(gè)科120多

，其中“第一代”農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品已進(jìn)入研究開(kāi)發(fā)實(shí)用階段，“第二代”轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品也基本上成形。研究方向抗病毒方面抗蟲(chóng)害方面改良品質(zhì)方面抗逆境方面抗除草劑方面醫(yī)療保健方面提升產(chǎn)量方面第一代第二代植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第51頁(yè)1.1抗病毒方面煙草花葉病毒外殼蛋白基因+普通番茄抗煙草花葉病毒番茄繼抗煙草花葉病毒番茄培育成功之后，抗黃瓜花葉病毒轉(zhuǎn)基因植株也陸續(xù)取得成功。我國(guó)科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因方法，培育出了抗病毒煙草、抗病毒甜椒和抗病毒番茄，而且已進(jìn)行了田間試驗(yàn)，并被同意進(jìn)行商品化生產(chǎn)。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第52頁(yè)1.2抗蟲(chóng)害方面試驗(yàn)已證實(shí)，假如將蘇云金桿菌殺蟲(chóng)蛋白與蛋白酶抑制劑配合使用，可提升殺蟲(chóng)2～20倍，效果更佳。能夠預(yù)料，未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是將兩類(lèi)基因同時(shí)轉(zhuǎn)入植物，以提升抗蟲(chóng)能力。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第53頁(yè)1.3抗除草劑方面有資料報(bào)道：農(nóng)業(yè)上因雜草危害減產(chǎn)由40年代8%上升為12%。而我們廣泛使用除草劑大部分為非選擇性除草劑。所以只能在作物播種前使用。而經(jīng)過(guò)基因工程培育出了抗除草劑作物，不但能夠降低化學(xué)除草劑施用量，而且降低環(huán)境污染，還能夠?qū)喿骰蚣孀髯魑镞x擇給予更大靈活性。當(dāng)前已取得轉(zhuǎn)基因耐除草劑作物有大豆、棉花（棉田面積８０％以上都是轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉

）、玉米、油菜、馬鈴薯、甜菜等，大多已進(jìn)入了實(shí)用階段。美國(guó)孟山都企業(yè)已經(jīng)在河北和安徽建立了轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉合資企業(yè)，憑借其強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)和資本優(yōu)勢(shì)與我國(guó)抗蟲(chóng)棉企業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第54頁(yè)1.4提升產(chǎn)量方面

“超級(jí)水稻”——在水稻基因中插入玉米高光效基因，從而使水稻擁有更高速度光合作用，使大米產(chǎn)量提升了35%。這項(xiàng)工程是由我國(guó)首先完成。

一個(gè)轉(zhuǎn)谷氨酸脫氫酶基因玉米，因?yàn)樗軌虼蟠筇嵘龑?duì)氮肥利用率，所以其產(chǎn)量提升了10%。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第55頁(yè)1.5改良品質(zhì)方面一個(gè)被稱(chēng)作“金水稻”轉(zhuǎn)基因品種（孟山都等企業(yè)開(kāi)發(fā)），能夠使食用者防止維生素A缺乏癥。因?yàn)檫@種水稻經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)基因后高含胡蘿卜素，人體能夠?qū)⒑}卜素轉(zhuǎn)化為維生素A。再如，美國(guó)生物技術(shù)研究人員把月桂樹(shù)基因?qū)胗筒酥?，生產(chǎn)出含月桂酸油達(dá)40％油菜籽，大大降低了成本并增加了產(chǎn)量。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第56頁(yè)1.6醫(yī)療保健方面年，我國(guó)報(bào)道一個(gè)“抗乙肝西紅柿”在中國(guó)農(nóng)科院生物技術(shù)研究中心培育成功，又被稱(chēng)為“口服疫苗”。當(dāng)前，在轉(zhuǎn)基因植物中已表示口服疫苗除乙肝病毒疫苗外，還有霍亂弧菌疫苗、肺結(jié)核疫苗、產(chǎn)腸毒素大腸桿菌疫苗、狂犬病毒疫苗、輪狀病毒疫苗、麻疹病毒疫苗、呼吸道合胞病毒疫苗等。生產(chǎn)出口服疫苗轉(zhuǎn)基因作物有番茄、黃瓜、香蕉，還有馬鈴薯、煙草等。植物基因工程技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)家講座第57頁(yè)1.7抗逆境方面針對(duì)旱、澇、鹽堿、低溫等不良因子而培育各類(lèi)抗逆作物也是