《轉(zhuǎn)基因食品》-第一章-概述

GeneticallyModifiedFood轉(zhuǎn)基因食品主講人：鮑士寶

安徽師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院主要內(nèi)容第二章轉(zhuǎn)基因食品生物技術(shù)第三章轉(zhuǎn)基因食品的安全性評(píng)價(jià)第四章轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)技術(shù)第五章轉(zhuǎn)基因食品的管理第一章轉(zhuǎn)基因食品概述轉(zhuǎn)基因食品的概念轉(zhuǎn)基因食品的分類(lèi)及特征轉(zhuǎn)基因食品的安全性轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展我國(guó)轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品發(fā)展現(xiàn)狀第一章轉(zhuǎn)基因食品概述主要內(nèi)容GMFood

–概述1轉(zhuǎn)基因食品的概念轉(zhuǎn)基因食品(GeneticallyModifiedFood)是指利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將獲得的外源基因?qū)雱?dòng)物、植物和微生物，得到轉(zhuǎn)基因生物，再進(jìn)一步加工得到的食品。轉(zhuǎn)基因食品與普通食品的根本區(qū)別：生產(chǎn)原料不同。轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)原料是通過(guò)基因工程技術(shù)獲得的，在生長(zhǎng)、品質(zhì)或安全性等方面異于后者的生產(chǎn)原料。生產(chǎn)原料的不同可能導(dǎo)致前者與后者在品質(zhì)屬性方面存在差異（幾乎是肯定的，而且是明顯的）。轉(zhuǎn)基因食品與普通食品在生產(chǎn)過(guò)程（不包括原料的獲得過(guò)程）中是否存在差別？GMFood

–概述2轉(zhuǎn)基因食品的分類(lèi)及特征第一代轉(zhuǎn)基因食品是以增加農(nóng)作物抗性和耐貯藏性的轉(zhuǎn)基因植物源食品，其主要特征是轉(zhuǎn)入抗除草劑基因、抗蟲(chóng)基因、延遲成熟基因等。根據(jù)產(chǎn)品發(fā)展階段分類(lèi)GMFood

–概述第二代轉(zhuǎn)基因食品是以改善食品品質(zhì)和增加食品營(yíng)養(yǎng)為特征。GMFood

–概述第三代轉(zhuǎn)基因食品是以增加食品中的功能因子和免疫功能為主要特征。GMFood

–概述美國(guó)轉(zhuǎn)基因豬，其體內(nèi)含有人類(lèi)的基因，乳汁含有人體蛋白fatorⅧ。只需300～600只這樣的母豬就能滿(mǎn)足全世界對(duì)這種蛋白的需求。乳汁中分泌人凝血因子IX轉(zhuǎn)基因山羊植物源性轉(zhuǎn)基因食品（90%）

小麥、玉米、大豆、蔬菜、水稻、馬鈴薯、番茄及其加工制品。動(dòng)物源性轉(zhuǎn)基因食品

肉、蛋、乳、魚(yú)及其它水產(chǎn)品和蜂產(chǎn)品。微生物源性轉(zhuǎn)基因食品

轉(zhuǎn)基因酵母、食品發(fā)酵用酶。根據(jù)基因來(lái)源分類(lèi)GMFood

–概述按最終要達(dá)到的目的分類(lèi)農(nóng)業(yè)基因工程食品

以提高產(chǎn)量、抗蟲(chóng)和抗病能力、抗除草劑、抗旱為目的。轉(zhuǎn)魚(yú)抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒GMFood

–概述食品工程食品

以改善食品的營(yíng)養(yǎng)成分、風(fēng)味、延長(zhǎng)食品保存期、增加食品中功能因子為目的。

為什么會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)基因食品？生長(zhǎng)快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(yú)(中國(guó))乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)GMFood

–概述3轉(zhuǎn)基因食品的安全性隨著人口增長(zhǎng)和農(nóng)作物生產(chǎn)面積下降，食品安全問(wèn)題越來(lái)越突出。轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以通過(guò)改良動(dòng)植物、微生物的生長(zhǎng)性能、抗病、抗逆性、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，從而為人類(lèi)發(fā)展提供可靠的食品安全保障。

3.1轉(zhuǎn)基因食品是保障食品安全的重要環(huán)節(jié)食品安全有兩方面的含義，一是指一個(gè)國(guó)家或社會(huì)的食物保障，即食品量的安全；二是指食品質(zhì)的安全，即食品的衛(wèi)生與營(yíng)養(yǎng)，攝入食物無(wú)毒無(wú)害，無(wú)食源性疾病污染物，提供人體所需的基本影響物質(zhì)。

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–概述提高作物的抗蟲(chóng)、抗病能力，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，減少農(nóng)藥用量，節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境,防治病蟲(chóng)害。我國(guó)首創(chuàng)的將人工合成的抗菌肽體基因以農(nóng)桿菌為載體導(dǎo)入水稻細(xì)胞里，可得到6種抗白葉枯病細(xì)菌病害的株系。把北冰洋比目魚(yú)的抗凍基因?qū)氩葺?，可提高轉(zhuǎn)基因草莓的抗凍能力。轉(zhuǎn)基因辣椒可在冬季生長(zhǎng)(以色列)

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–概述由中國(guó)農(nóng)科院生物工程中心開(kāi)發(fā)的Bt棉對(duì)棉鈴蟲(chóng)有顯著的抗性。與對(duì)照相比減少農(nóng)藥用量80％，并減少用工150個(gè)/hm2，以上兩者可使每公頃節(jié)省1500元，Bt轉(zhuǎn)基因棉種深受棉農(nóng)的歡迎。GMFood

–概述中國(guó)農(nóng)科院植保所吳孔明博士的論文“在中國(guó)種植含Bt棉的地區(qū)，棉鈴蟲(chóng)在多種作物中受到抑制”發(fā)表于2010-9-19的《Science》雜志上。GMFood

–概述蘇云金芽胞桿菌（Bt）是一種天然微生物殺蟲(chóng)劑。將Bt中產(chǎn)生的殺蟲(chóng)基因-伴胞晶體蛋白基因轉(zhuǎn)到棉花中，為Bt棉。1997年，我國(guó)批準(zhǔn)Bt棉種植商業(yè)化。至2007年，全國(guó)Bt棉種植面積為380萬(wàn)公頃，超過(guò)棉花總面積的70%。吳博士研究發(fā)現(xiàn)，Bt棉的大規(guī)模種植破壞了棉鈴蟲(chóng)在華北地區(qū)季節(jié)性多寄主轉(zhuǎn)換的食物鏈，不僅有效控制了棉鈴蟲(chóng)對(duì)棉花的危害，而且還減少了周邊沒(méi)有進(jìn)行Bt遺傳改良的農(nóng)作物的蟲(chóng)害。GMFood

–概述結(jié)論：Bt棉將是未來(lái)控制農(nóng)作物病蟲(chóng)害、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的新途徑。改善食品的品質(zhì)（如增加食品中蛋白質(zhì)含量、改變食品氨基酸的構(gòu)成、減少抗?fàn)I養(yǎng)素因子、改善食品感官品質(zhì)屬性、提高食品保存性等）

通過(guò)導(dǎo)入硬脂酸-ACP脫氫酶的反義基因，可使轉(zhuǎn)基因油菜種子中硬脂酸的含量從2%增加到40%。

將硬脂酸-CoA脫飽和酶導(dǎo)入作物后，可使轉(zhuǎn)基因作物中的飽和脂肪酸(軟脂酸、硬脂酸)含量下降，不飽和脂肪酸(油酸、亞油酸)含量增加,其中油酸的含量可增加7倍。用低植酸的轉(zhuǎn)基因玉米喂養(yǎng)大鼠，發(fā)現(xiàn)大鼠對(duì)鐵的吸收比普通玉米增加了50%，磷的吸收率則為62%。GMFood

–概述瑞士近年來(lái)生產(chǎn)出了金稻谷，即在谷類(lèi)基因中導(dǎo)入了能生成胡蘿卜素的基因，從而使每100克稻谷中含有2微克的胡蘿卜素。研究者還研發(fā)成功高鐵大米，幫助解決大米食用人群中的缺鐵問(wèn)題。轉(zhuǎn)基因生菜含鐵量高(日本)轉(zhuǎn)基因胡蘿卜能預(yù)防乙肝

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–概述番茄、香蕉、蘋(píng)果、菠菜等果蔬由于成熟快，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中易腐爛、變質(zhì)，造成巨大損失。乙烯是果實(shí)的催熟劑，主要是ACC合成酶和ACC氧化酶在起作用。貯存保鮮番茄GMFood

–概述通過(guò)基因克隆這ACC合成酶和ACC氧化酶，利用反義基因技術(shù)抑制這兩種基因的表達(dá)，可達(dá)到延緩果實(shí)成熟,延長(zhǎng)保質(zhì)期的目的。

在醬油釀造過(guò)程中，木糖可與醬油中的氨基酸反應(yīng)產(chǎn)生褐色物質(zhì)，影響醬油的風(fēng)味。木糖的生成與制造醬油用的米曲霉中木聚糖酶的含量與活力有關(guān)。GMFood

–概述通過(guò)克隆米曲霉中的木聚糖酶基因，用反義RNA技術(shù)抑制該酶的表達(dá)所構(gòu)建的工程菌株釀造醬油，可大大降低這種不良反應(yīng)，從而釀造出顏色淺、口味淡的優(yōu)質(zhì)醬油。把編碼八氫番茄紅素合成酶(phytoene

synthase)的psy基因?qū)胱魑锟商岣呔S生素A的含量。把編碼大豆鐵蛋白(soybeanferritin)的基因?qū)胨?，可使轉(zhuǎn)基因水稻種子胚乳中鐵的含量提高3倍。

2008年8月19日中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物工程研究所和河北省玉田種豬場(chǎng)玉田縣牧富種豬繁育有限公司成功合作培養(yǎng)出一頭轉(zhuǎn)ω－３脂肪酸去飽和酶基因的克隆豬，使豬肉中富含ω-３多不飽和脂肪酸。GMFood

–概述紅肉與白肉的哪類(lèi)更健康？正在進(jìn)行轉(zhuǎn)基因山羊的實(shí)驗(yàn)

乳汁中分泌人凝血因子IX的轉(zhuǎn)基因山羊

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)遺傳研究所GMFood

–概述怎樣制造出轉(zhuǎn)基因食品？

轉(zhuǎn)基因食品生物技術(shù)怎樣獲得轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)原料？GMFood

–概述3.2轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人體健康的影響一般來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)基因食品是安全的，但如果長(zhǎng)期食用轉(zhuǎn)基因食品，對(duì)人體健康會(huì)產(chǎn)生那些不良影響呢？轉(zhuǎn)基因食品中潛在的過(guò)敏原對(duì)人體的影響食品過(guò)敏是指食品中含有某些能引起人產(chǎn)生不適反應(yīng)的抗原分子，這些抗原分子主要為蛋白質(zhì)，具有對(duì)T-細(xì)胞和B-細(xì)胞的識(shí)別區(qū)，可以誘導(dǎo)人免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫球蛋白E抗體（IgE）。由IgE

介導(dǎo)引起過(guò)敏反應(yīng)最常見(jiàn)的食物是花生、大豆、小麥、魚(yú)類(lèi)等。

目的基因的產(chǎn)物如果是潛在的過(guò)敏原，則該轉(zhuǎn)基因食品有可能引起人體的過(guò)敏反應(yīng)。

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–概述抗生素抗性對(duì)人體的影響轉(zhuǎn)基因食品中存在一些具有抗生素抗性的標(biāo)記基因，有可能在動(dòng)物腸道中轉(zhuǎn)移給微生物,從而影響抗生素治療的效果。食物中的基因轉(zhuǎn)移到腸道微生物的可能性極小，而食物中的遺傳物質(zhì)也不會(huì)轉(zhuǎn)移到人體中。目前在植物中使用抗生素抗性標(biāo)記基因是安全的。食用轉(zhuǎn)基因作物飼料的家禽、牲畜、魚(yú)類(lèi)等水生動(dòng)物體內(nèi)，有可能累積抗生素抗性。有人認(rèn)為，食用這些肉類(lèi)產(chǎn)品可能會(huì)使人體具有抗生素抗性，但這種可能性非常小。GMFood

–概述食品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改變對(duì)人體健康的影響

轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的目的基因可能帶來(lái)了一些有利性狀，如高產(chǎn)、抗逆性好等，但也可能引起食品的營(yíng)養(yǎng)成分或品質(zhì)發(fā)生改變，甚至產(chǎn)生一些抗?fàn)I養(yǎng)因子。導(dǎo)致了食品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降，對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響。GMFood

–概述另外，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的目的基因表達(dá)時(shí)，可能會(huì)促使一些天然毒素的表達(dá)率提高，如豆科蛋白酶抑制劑、馬鈴薯的茄堿等。轉(zhuǎn)基因食品中的這些毒素含量的提高對(duì)人體健康肯定是不利的。食用安全性評(píng)價(jià)內(nèi)容過(guò)敏性毒性營(yíng)養(yǎng)成分組成標(biāo)記基因的安全GMFood

–概述食用安全性評(píng)價(jià)原則實(shí)質(zhì)等同性原則預(yù)先預(yù)防原則個(gè)案評(píng)估原則逐步評(píng)估原則風(fēng)險(xiǎn)效益平衡的原則熟悉性原則3.3轉(zhuǎn)基因食品的食用安全性評(píng)價(jià)食用安全性評(píng)價(jià)方法以核酸為基礎(chǔ)的檢測(cè)以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的檢測(cè)轉(zhuǎn)基因的實(shí)質(zhì)是先克隆某一優(yōu)良性狀的目的基因，將其插入到目標(biāo)生物的染色體中，使目標(biāo)生物具有一些優(yōu)良性狀，如高產(chǎn)、抗病、高營(yíng)養(yǎng)等。經(jīng)過(guò)對(duì)目的基因、載體和抗性標(biāo)記的嚴(yán)格選擇，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，并對(duì)轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行實(shí)質(zhì)等同性分析鑒定，生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因食品是安全的，與傳統(tǒng)食品沒(méi)有差別。GMFood

–概述3.4轉(zhuǎn)基因食品生產(chǎn)與發(fā)展對(duì)生態(tài)的影響轉(zhuǎn)基因技術(shù)打破了基因的種屬限制，動(dòng)物、植物、微生物及人工合成的基因均可以轉(zhuǎn)入某一種生物。轉(zhuǎn)基因食品在生產(chǎn)和加工過(guò)程中，是否會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，帶來(lái)生態(tài)災(zāi)難？這些問(wèn)題在轉(zhuǎn)基因時(shí)就應(yīng)該充分考慮到。GMFood

–概述環(huán)境影響主要包括轉(zhuǎn)基因生物作為外來(lái)物種是否帶來(lái)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，食品中的轉(zhuǎn)基因是否轉(zhuǎn)移到野生生物中，是否會(huì)破壞自然生態(tài)環(huán)境，轉(zhuǎn)基因成分在環(huán)境中的殘留及可能造成的基因污染，轉(zhuǎn)基因成分對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響。3.4.1基因漂移的風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)基因食品的重要原料之一是轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物?；蚩赏ㄟ^(guò)雜交途徑在生物群體中傳播。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的花粉與近緣種屬的植物雜交，將基因轉(zhuǎn)移到非轉(zhuǎn)基因植物上。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在生產(chǎn)過(guò)程中，種子通過(guò)運(yùn)輸或昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類(lèi)、野生動(dòng)物攜帶等途徑擴(kuò)散到新的生態(tài)環(huán)境中，繁殖或?qū)⒒蜣D(zhuǎn)移到其它植物上。GMFood

–概述經(jīng)過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)Bt基因棉花和轉(zhuǎn)基因玉米的基因漂移進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)均存在基因漂移現(xiàn)象。目前的轉(zhuǎn)基因油菜主要為甘藍(lán)型油菜品種，基因可能漂移到近緣的幾十個(gè)種屬，如蕓苔屬、蘿卜屬、擬南芥屬、甚至整個(gè)十字花科，其中有些是野生雜草?；蚱频椒悄康闹参锷?，可能形成超級(jí)雜草，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不可估量的損失。GMFood

–概述GMFood

–概述非靶生物靶生物超級(jí)雜草3.4.2對(duì)生物多樣性的影響轉(zhuǎn)基因生物釋放到環(huán)境中后，有可能成為優(yōu)勢(shì)種群，從而破壞原有的生態(tài)平衡，導(dǎo)致一些種群的數(shù)量下降或消失，影響生物的遺傳多樣性。轉(zhuǎn)基因生物通過(guò)基因漂移，會(huì)破壞野生近緣種的遺傳多樣性。如果種質(zhì)資源的多樣性遭到破壞，會(huì)給遺傳育種、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境帶來(lái)很大損失。GMFood

–概述墨西哥是玉米的原產(chǎn)地，擁有豐富的種質(zhì)資源。近年來(lái)引進(jìn)美國(guó)的轉(zhuǎn)基因玉米，已經(jīng)對(duì)玉米的遺傳多樣性有所影響。GMFood

–概述中國(guó)農(nóng)科院棉花研究所研究發(fā)現(xiàn)：在種植轉(zhuǎn)Bt基因棉花的農(nóng)田中，由于Bt毒蛋白對(duì)棉鈴蟲(chóng)的殺滅作用，導(dǎo)致棉鈴蟲(chóng)的寄生性天敵的數(shù)量明顯減少。某種生物種群數(shù)量的減少或滅絕直接影響到天敵的生存、生物多樣性甚至整個(gè)生物鏈。3.4.3對(duì)土壤微生態(tài)的影響轉(zhuǎn)Bt基因作物的殘茬和根部滲出物中含有Bt毒蛋白。GMFood

–概述Bt毒素不易被生物降解，在土壤環(huán)境中可長(zhǎng)時(shí)間保持殺蟲(chóng)活性，殺死土壤中的生物。不但降低了土壤中的生物多樣性，而且對(duì)土壤的微生態(tài)循環(huán)造成影響。3.4.4對(duì)環(huán)境的污染目前，抗除草劑的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積不斷增加。隨之而來(lái)的是除草劑使用量的持續(xù)增長(zhǎng)。除草劑隨雨水、水土流失等轉(zhuǎn)移到其它地方，造成連續(xù)的土壤、水質(zhì)和環(huán)境污染。GMFood

–概述通過(guò)轉(zhuǎn)基因棉對(duì)棉鈴蟲(chóng)確實(shí)起到了一定的控制作用，但是卻導(dǎo)致了棉田次要害蟲(chóng)上升，如蚜蟲(chóng)，綠盲蝽，斜紋夜蛾，所以還是離不了農(nóng)藥。轉(zhuǎn)Bt基因作物的長(zhǎng)期種植，導(dǎo)致害蟲(chóng)對(duì)Bt蛋白產(chǎn)生抗性，從而使Bt基因的抗蟲(chóng)效果降低。為了保證農(nóng)作物的高產(chǎn)，農(nóng)民不得不再次大量使用殺蟲(chóng)劑，從而造成環(huán)境污染。實(shí)驗(yàn)證明，用Bt棉花葉片連續(xù)13代飼喂螟蛉，結(jié)果表明螟蛉對(duì)Bt毒素的抗性增加到初始的7倍。GMFood

–概述在我國(guó)黃淮流域長(zhǎng)期種植抗蟲(chóng)棉的地區(qū)，由于棉蛉蟲(chóng)對(duì)Bt棉產(chǎn)生了抗性，農(nóng)民必須使用殺蟲(chóng)劑才能將其控制，從而增加了殺蟲(chóng)劑的用量，對(duì)環(huán)境造成不同程度的污染。GMFood

-概述怎樣確保轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)與食用安全？轉(zhuǎn)基因食品的安全性評(píng)價(jià)與檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因食品的管理怎樣評(píng)價(jià)、控制？4轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展GMFood

–概述轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展是一場(chǎng)技術(shù)革命，不僅帶來(lái)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)