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vera 2012-12-15 22:53
轉(zhuǎn)基因抗病植物的原理與優(yōu)點以及存在的生態(tài)風險 轉(zhuǎn)基因作物，是利用基因工程將原有作物的基因加入其它生物的遺傳物質(zhì)，并將不良基因移除，從而造成品質(zhì)更好的作物。通常轉(zhuǎn)基因作物，可增加作物的產(chǎn)量、改善品質(zhì)、提高抗旱、抗寒及其它特性。 轉(zhuǎn)基因作物 （ GeneticallyModifiedFoods ， GMF ）因有抗寒、抗旱、抗蟲等能力而為糧食缺少的國家所推崇 植物轉(zhuǎn)基因技術 是將從動物、植物、細菌或病毒等生物中分離的目的基因，通過基因槍、農(nóng)桿菌介導等方法轉(zhuǎn)移到受體植物的基因組中，使之穩(wěn)定遺傳并賦予受體植物新的農(nóng)藝性狀，如抗蟲、抗病、抗逆 ( 抗鹽、抗旱 ) 、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等 1983 年獲得第一株轉(zhuǎn)基因煙草， 1994 年第一次批準延遲成熟的轉(zhuǎn)基因番茄在美國上市。 我國于 1997 年批準轉(zhuǎn)基因延熟西紅柿商品化。 至今，國際上已相繼有 30 多個國家批準 3000 多例轉(zhuǎn)基因植物進入田間實驗，已有 35 科近 200 種植物轉(zhuǎn)基因成功，并在美國、加拿大、中國等國批準轉(zhuǎn)基因植物商品化生產(chǎn) 近年來，轉(zhuǎn)基因作物也從實驗研究走向?qū)嵱猛茝V階段，種植國家從 1992 年僅 1 個發(fā)展到 1999 年的 12 個，種植面積從 1996 年的 284 萬 hm2 擴大到 1999 年的 3980 萬 hm2 ，目前還在進一步擴大。 主要種植種類有 ：抗昆蟲玉米、抗除草劑大豆、抗病害棉花、富含胡蘿卜素的水稻、耐寒抗旱小麥、抗病毒瓜類和控制成熟速度及硬度的西紅柿等 轉(zhuǎn)基因抗病植物的原理 根癌農(nóng)桿菌 (Agrobacteriumtumefaciens) 一種革蘭氏陰性土壤桿菌，它含有 Ti 質(zhì)粒，能誘導被侵染的植物細胞形成腫瘤，即誘發(fā)冠癭瘤。 Ti 質(zhì)粒上有一段轉(zhuǎn)移 DNA ，在農(nóng)桿菌侵染寄主植物時，這段 DNA 可以轉(zhuǎn)移到植物細胞，并穩(wěn)定的保留在植物細胞染色體中，變?yōu)橹参锛毎略黾拥娜夯颍罱K能通過誘導世代遺傳給子代。 轉(zhuǎn)基因抗病植物的優(yōu)點 解決糧食短缺問題 減少農(nóng)藥使用，避免環(huán)境污染 開發(fā)周期短，種子易于保存，表達量高 基因結構清楚，無植物病毒影響，生產(chǎn)費用低 可增加作物單位面積產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本 可以擺脫季節(jié)、氣候的影響，四季低成本供應 提高農(nóng)產(chǎn)品的耐貯性，延長保鮮期，滿足人民生活需求 打破物種界限，不斷培植新物種，生產(chǎn)出有利于人類健康的食品 從理論上講 ，轉(zhuǎn)基因技術和常規(guī)雜交育種都是通過優(yōu)良基因重組獲得新品種的，但常規(guī)育種是模擬自然現(xiàn)象進行的， 基因重組和交流的范圍僅限于種內(nèi)近緣種間 ， 而轉(zhuǎn)基因技術 則可以把任何生物甚至是人工合成的基因轉(zhuǎn)入植物中 轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)風險性是指它作為一個新物種進入生態(tài)系統(tǒng)，對生態(tài)平衡可能產(chǎn)生負面效應。 主要包括三方面 ：一是它本身或者其他雜草的生長變得難以控制；二是通過基因在物種問的橫向漂移而破壞生態(tài)平衡；三是它的 Bt 抗性（ Ht 抗性） 轉(zhuǎn)基因植物是否會演變成農(nóng)田雜草 基因漂流到近源野生種的可能性 美國雜草科學委員會將 雜草 簡單定義為：“對人類行為或利益有害或有干擾的任何植物�！� 雜草往往生長迅速并且具有強大生存競爭力，能夠生產(chǎn)大量長期有活力的種子而且這些種子具有遠、近不同距離的傳播能力，甚至能夠以某種方式阻礙其他植物的生長。 由于雜草具有以上特征，所以常常給世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失¨。 一種植物是否成為難以控制的雜草，取決于它內(nèi)在的遺傳特性及其特征表現(xiàn)所需要的特定環(huán)境，兩者缺一不可。 從目前的水稻、玉米、棉花、馬鈴薯、亞麻和蘆筍等轉(zhuǎn)基因植物的田間實驗結果來看，大多數(shù)植物的生存競爭力并沒有比常規(guī)植物增加引用。 不過最近有報道，加拿大轉(zhuǎn)基因油菜在麥田中已經(jīng)變成了雜草，而且難以治理。所以那些原本具有雜草特性的植物如向日葵、油菜、草莓等在進行基因遺傳轉(zhuǎn)化時，也同樣應該重視可能出現(xiàn)的雜草化問題。 基因漂移 (geneflow ／ dispersal) 是指基因通過花粉授精、雜交等途徑在種群之間擴散的過程。 轉(zhuǎn)基因植物基因 ( 包括轉(zhuǎn)基因 ) 漂流的途徑大致有兩個 ：一是通過轉(zhuǎn)基固植物的種子或組織擴散到新的生境中，并生存下來；二是通過花粉向同種或近緣種非轉(zhuǎn)基固植物轉(zhuǎn)移可能存在的；第三條漂流途徑是非同種生物問，如植物與微生物 ( 細菌、真菌、病毒等 ) 間在自然界中發(fā)生基固轉(zhuǎn)移，但這條途徑至今還未得到證實 轉(zhuǎn)基因通過上述途徑發(fā)生漂流所造成的風險是多方面的，歸納起來主要包括兩類 ： 一是轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)移到其它植物體內(nèi)而造成的環(huán)境危害； 二是轉(zhuǎn)基因植物自身及其后代對環(huán)境造成危害 第一類風險 導致產(chǎn)生超級雜草 對 自然基因庫 (genepoo1) 的影響轉(zhuǎn)基因進人野生植物的基固庫，進而擴散開來，并隨著轉(zhuǎn)基固植物不斷釋放．大量轉(zhuǎn)基因進人基因庫，從而影響基固庫的遺傳結構，給今后育種者和生物多樣性造成危害而來．有些轉(zhuǎn)基因植物則可能是新類型植物．這些植物或轉(zhuǎn)基因在環(huán)境中釋放．可能造成生物多樣性的毀滅性損失 第二類風險 轉(zhuǎn)基因植物對作物生態(tài)系統(tǒng)，乃至自然生態(tài)系統(tǒng)的直接影響 對生物多樣性的影響有些轉(zhuǎn)基固植物基固是以前植物體中不存在的．是從其它生物體中轉(zhuǎn)化 生態(tài)安全爭議事件 1 帝王蝶事件 　 1999 年 5 月，康奈爾大學昆蟲學教授洛希（ Losey ）在 Nature 雜志發(fā)表文章，稱其用拌有轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米花粉的馬利筋雜草葉片飼喂帝王蝶幼蟲，發(fā)現(xiàn)這些幼蟲生長緩慢，并且死亡率高達 44% 。洛希認為這一結果表明抗蟲轉(zhuǎn)基因作物同樣對非目標昆蟲產(chǎn)生威脅 然而，洛希的實驗受到了同行多方面質(zhì)疑。最重要的反對意見認為，這一實驗是在實驗室完成的，并不反映田間情況，且沒有提供花粉量數(shù)據(jù)。 不久之后，美國環(huán)境保護局（ EPA ）組織昆蟲專家對帝王蝶問題展開專題研究。結論認為轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米花粉在田間對帝王蝶并無威脅， 原因 （ 1 ）玉米花粉大而重，因此擴散不遠。在田間，距玉米田 5 米遠的馬利筋雜草上，每平方厘米草葉上只發(fā)現(xiàn)有一粒玉米花粉。 （ 2 ）帝王蝶通常不吃玉米花粉，它們在玉米散粉之后才會大量產(chǎn)卵。 （ 3 ）在所調(diào)查的美國中西部田間，轉(zhuǎn)抗蟲基因玉米地占總玉米地面積的 25% ，但田間帝王蝶數(shù)量卻很大�！　� 另外，美國環(huán)保局在一項報告中指出，評價轉(zhuǎn)基因作物對非靶標昆蟲的影響，應以野外實驗為準，而不能僅僅依靠實驗室數(shù)據(jù)。 生態(tài)安全爭議事件 2 墨西哥玉米事件 2001 年 11 月，美國加州大學伯克利分校的微生物生態(tài)學家 DavidChapela 和 DavidQuist 在 Nature 雜志發(fā)表文章，指出在墨西哥南部 Oaxaca 地區(qū)采集的 6 個玉米品種樣本中，發(fā)現(xiàn)了一段可啟動基因轉(zhuǎn)錄的 DNA 序列——花椰菜花葉病毒（ CaMV ）“ 35S 啟動子”，同時發(fā)現(xiàn)與諾華（ Novartis ）種子公司代號為“ Bt11 ”的轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米所含“ adh1 基因”相似的基因序列�！　∧鞲缱鳛槭澜缬衩椎钠鹪粗行暮投鄻有灾行�，當時明文禁止種植轉(zhuǎn)基因玉米，只是進口轉(zhuǎn)基因玉米用作飼料。此消息一出，便引起了國際間的廣泛關注，綠色和平組織甚至稱墨西哥玉米已經(jīng)受到了“基因污染”。 然而， DavidChapela 和 DavidQuist 的文章發(fā)表后受到了很多科學家的批評，指其實驗在方法學上有很多錯誤。經(jīng)反復查證，文中所言測出的“ CaMV35S 啟動子”為假陽性，并不能啟動基因轉(zhuǎn)錄。另外經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，二人在墨西哥地方玉米品種中測出的“ adh1 基因”是玉米中本來就存在的“ adh1-F 基因”，與轉(zhuǎn)入“ Bt 玉米”中的“ adh1-S 基因”序列并不相同。
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