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转基因食品的发展现状及其安全性评述 方辉，吴孟珠 ，}’国人民解放军军事经济学院一武汉430035) 摘要:刘一转基因食品的发展现状及转基因技术在作物牛产上的应川作了介绍，刘一转基因食品的安全性作了较为 客观地评述，并刘一转基因食品的发展前景作了简要展望 关键词:转基因食品;发展现状;安全性 中图分类号:Q 9文献标识码:A The development of GMF and the evaluation of it's safety FANG Hui,WU Men}}hu (M ilit a，二L,couomic Acudemv一1'LA一W uhuu 430035一Chin) Abstract: Introduced the status quo of genetically modified food(GM F) and the using of genie technology on crop production, evaluated the safety of GM F impersonally, and forecasted the future development of GM F Key words: GM F; status quo; safety 随着生物技术的发展，基因工程技术己在农业 领域中得到广泛运用，并以转基因食品的形式出现 转基因食品是利用分了生物学技术，将某些生物的 基因转移到其它物种中去，改造生物的遗传物质使 其在性状、营养品质、消费品质方面向人们所击要的 目标转变，以转基因生物为食物或原料加工生产的 食品就是转基因食品转基因生物国外称“基因修饰 生物体”( Genetically M odified Organism，即 G M O)，转基因食品国外称“基因修饰食品”}Genet- ically M odified Food，简称GMF)}}，我国习惯称之 为转基因生物和转基因食品 1转基因食品的发展现状 1转基因食品的发展简况 转基因技术始于20世纪70年代，90年代被广 泛应用到农产品生产中20世纪80年代初，美国最 早进行转基因食品的研究，1983年转基因作物诞生 (即转基因烟草和转基因马铃薯)3年后，转基因抗 虫和抗除草剂植物开始落Hi实验，1990年世界上第 一例转基因棉花大川种植成功1994年有两种转基 因作物从实验室转向大规模川间生产，一个是可延 长成熟期的转基因番茄(美国)，另一个是抗病毒转 基因烟草(中国)，其中美国的转基因番茄当年即获 准进入市场销售1996年美国有300个独立的转基 因实验在进行，其中200个是有关棉花的，50个是 关于大豆的，40个是关于其它谷物的，还有40个是 关于水果和蔬菜的到1997年，美国己有34种转基 因植物推广生产}-i，如土豆、西葫芦、玉米、番木瓜、 大豆、番茄等，并形成了可观的产业规模近儿年，美 国50%以上的专利是有关生物工程的，欧P是 33%，日本是7 0lc 随着科技的进步，转基因技术的 应用范围还会不断扩大}3] 加拿大、阿根廷是继美国之后大量采用转基因 术的国家加拿大有50%左右的大豆和玉米播种 积采用转基因处理的种子在阿根廷,1/3以上的 豆播种面积采用了经过改变基因的豆种世界上 用转基因技术比较多的国家,还有墨西哥、澳大利 、西班牙和南非等[4] 我国很重视转基因技术在农作物上的应用研 ,并在不同作物中相继获得成功,如中国农业科学 的转基因抗虫棉,中国水稻研究所的转基因杂交 稻,北京大学的抗病虫害番茄、甜椒,湖北省油料 物研究所的转基因抗病毒花生等,并且首创将鱼 耐寒基因植入西红柿,得到了转基因抗寒西红柿 不完全统计,我国目前已有番茄、甜椒、抗虫棉等 个品种获准投入商品化生产 1999年我国种植转 因农作物约30万hm2(以蔬菜和棉花为主),种植 积仅次于美国、加拿大、阿根廷,居世界第四位此 ,我国还有15种农作物的近百个品种正处于实验 段根据科技部和农业部的规划,我国将加快转基 食品的研究开发和商品化应用的步伐,努力缩小 发达国家之间的差距[4] 2 转基因技术在作物生产上的应用现状 1 提高农作物的抗病虫害性能 病虫害是造 粮、棉、油、果蔬等农作物减产、绝收的主要原因之 植物基因工程技术的迅速发展为防治病虫害提 了一条全新而有效的途径近年来利用DNA重 技术、细胞融合技术等基因工程技术将多种抗病 、抗虫基因导入棉花、小麦、水稻、番茄、辣椒等植 体,并获得了稳定的转基因新品系[5]其中最成功 例子是中国农业科学院的转基因抗虫棉[4],这种 虫棉不仅解决了困扰广大棉区的棉蚜虫危害问 ,还大大减少了农药所造成的环境污染、人畜伤亡 事故,同时也降低了生产成本,提高了产量此外, 我国已获批准商品化生产的抗病虫转基因品种, 括北京大学培育的转基因抗黄瓜花叶病毒 CMV)的番茄“8805R”和甜椒“双丰R”[4]不过目 都属于单一基因的导入,抗病虫谱较窄,很难体现 体抗病虫害的优势如何将多种抗病虫害基因通 DNA重组,使其串联在一起并导入植物体内获 广谱的抗病虫特性,这是植物基因工程技术在抗 虫害方面研究的重点课题 2 提高农产品的耐贮性,延长保鲜期 果蔬产 如番茄、香蕉、草莓、蜜桃、杏、荔枝等在产后的贮 藏、运输及销售过程中,由于果实熟化过程迅速,难 以控制,常导致软化、过熟、腐烂变质,造成巨大损 失而传统的储藏保鲜技术如冷藏、涂膜保鲜、气调 保鲜等在储藏费用、期限、保鲜效果等方面均存在着 严重的不足,难以满足人民生活日益提高的需求随 着对果蔬成熟及其产品软化机理的深入研究和基因 工程技术的迅速发展,通过基因工程的方法直接生 产耐贮藏果蔬品种已成为可能,目前无论在国外还 是国内都已有商品化的转基因耐贮藏番茄的生 产[5] 3 提高农产品品质和产量 通过基因工程技 术可以有效地改变农产品的化学组分及其比例,以 改善其食用品质或加工特性例如,通过导入硬脂酸 -ACP脱氢酶反义基因,可使转基因油菜籽中的硬 脂酸含量从20%增加到40%;而将硬脂酸COA脱 氢饱和酶基因导入油料作物,从而使转基因作物中 的饱和脂肪酸含量有所下降,而不饱和脂肪酸的含 量则明显增加,其中油酸的增加量可达7倍[5]高油 酸含量的转基因大豆、增加月桂酸脂含量的转基因 大豆和油菜籽在美国、加拿大已经规模种植[6]农作 物增产与其生长分化、肥料、抗逆、抗虫害等因素密 切相关,故可通过转移或修饰相关的基因达到增产 效果[6] 2 转基因食品的安全性评述 转基因技术与任何一项新技术或新事物的出现 一样,在实际应用中也受到质疑,其中以转基因食品 的安全性问题尤为突出 1998年,英国阿伯丁罗特研究所普庇泰教授研 究报道[7],幼鼠食用转基因土豆后,会使内脏和免疫 系统受损这是对转基因食品提出最早的、有所谓科 学证据的质疑,并在英国及全世界引发了关于转基 因食品安全性的大讨论虽然英国皇家学会于1999 年5月宣布此项研究“充满漏涡”,从中不能得出转 基因土豆有害生物健康的结论 1999年5月英国的 权威科学杂志《自然》刊登了美国康奈尔大学副教授 约翰•罗西的一篇论文[8],该论文说,研究人员把抗 虫害转基因玉米——Bt基因玉米的花粉撒在苦苣 菜叶上,然后让蝴蝶幼虫啃食这些菜叶 4 d之后, 有44%的幼虫死亡,活着的幼虫身体较小,而且无 精打采而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉的菜 叶,则没有出现死亡率高或发育不良的现象论文据 推断,转基因玉米花粉含有毒素丹麦科学家的研 表明,把耐除草剂的转基因油菜籽和杂草一起培 ,结果产生了耐除草剂的杂草这预示着通过转基 技术产生的基因可以扩散到自然界中去[9]美国 利桑那大学等机构发表的报告指出,发现一些昆 ,吃了抗害虫的转基因农作物也不死亡,因为它们 对转基因作物产生的毒素具备了抵抗力[9]对此, 关专家认为,生态环境是建立在自然选择的基础 上,历经数十亿年演化而来的而人工培育的转基 作物能否在现有的自然环境中生存还是一个未知 ,而且就长远来说对人类、对生存环境的影响也是 知的因此,人类对待转基因技术的应用应当持谨 态度 当前人们对转基因生物和转基因食品安全性的 忧概括起来包括两个方面:一是转基因食品对人 健康的安全性问题;二是转基因生物对自然生态 境的安全性问题[4]世界各国对转基因食品的安 性态度各异,并各自出台了相应的管理办法以美 为首的部分发达国家对转基因食品持一种相对积 、宽松、公开、乐观的态度在美国关于生物技术培 出的作物规章体系中,食品与药物管理局(FDA) 责转基因食品对人体安全性的评估,FDA于 997年重申并公布了转基因食品咨询程序指南,要 开发商首先要向FDA提交基于实验数据的安全 及营养性评估报告,报告内容包括:转基因前食品 农作物的名称,引入基因的来源、身份、功能等信 ,引入基因所表达的产物身份、功能等信息,基因 饰的预期目的及在该食品中表现的特征、针对物 已知或可疑的过敏性和毒性、得出判断该产品安 的证据资料,该转基因食品与原来未经转基因化 同类食品在成分、特性上的比较、尤其是重要的营 成分、毒性等方面;然后要组织企业与FDA的专 们讨论这些支持评估的实验数据和信息相反,欧 对此类食品的管理持审慎的态度,他们实行了分 对转基因技术及其产品的相应法规,其中包括对 基因生物的限制使用、劳动者的保护、环境控制及 食品的范围、上市的通告、审批和详尽标签等规 ,该法规保障消费者有权利知道该食品是否为转 因食品,并尽量列出食品的成分表 随着转基因技术的飞速发展和对其产品的环境 放安全性及食品安全性越来越广泛地受到关注 了保障环境安全及人类健康,经济发展合作组织 (OECD)1995年提出了“现代生物技术食品的安全 性评价的:“概念相原则”的报告,报告中引入了一个 “实质等同性”的概念[10]所谓“实质等同性”即生物 技术产生的食品具有实质的等同性 WHO(1995 年)将实质等同性原则用于转基因食品的安全性评 价主要包括表型性状(形态、产量等农艺性状)、关 键营养成分(脂肪、蛋白质、碳水化合物或微量营养 成分)及抗营养因子、有无毒性物质(该物种中固有 的有显著性的物质及其含量,如马铃薯中的茄碱、番 茄中的α-番茄素、小麦中的硒是否增加)及有无过 敏性蛋白等,总的结论是若某一产品与市售食品有 等同性,则应认为它与市售食品一样安全,不需作进 一步的安全分析 近年来关于转基因食品安全性试验很多,大多 数试验研究的结果表明,转基因食品并不是一部分 人认为的那样完全不安全和令人恐慌继关于幼鼠 食用转基因土豆后内脏系统受损的研究报道后, Ewen和Pusztai于1999年正式发表了他们的研究 结果[11]:转GNA基因抗虫马铃薯对大鼠胃肠道不 同部分的影响,实验分别用含有转基因马铃薯、非转 基因的马铃薯亲本以及非转基因马铃薯加上GNA 的3种膳食来饲喂实验大鼠,结果发现,胃粘膜、腔 肠绒毛以及肠道的小囊长度均有不同程度的变化; 经过比较探讨,得出结论是:胃粘膜的加厚主要是由 GNA基因表达的结果,而小肠和盲肠的变化主要是 由遗传操作或转基因构成引起的,GNA基因表达的 影响只占很小的一部分 Bt转基因作物能够产生杀 伤害虫的物质,从而具有抗虫害能力,一些科学家认 为植入Bt基因的作物也因此具有了毒性但已有实 验证明,Bt毒蛋白对人畜是安全的,并且一种转Bt 基因马铃薯与其对应的非转基因品种间具有实质等 同性[12],对于一种转基因抗除草剂马铃薯来说,与 相应的非转基因亲本品系非常接近[13]根据Fuchs 等[14]的研究结果,Monsanto公司的抗除草剂的转 基因大豆与市场上的相对应的非转基因大豆具有实 质等同性陈松等[15]用Bt棉表达的含Bt毒蛋白的 棉籽粉喂养大鼠28 d、喂养鹌鹑8 d的动物实验表 明,转基因食物对各组动物的体重、食物利用率与对 照相比,无显著差异,受试动物生长发育及行为正 常、无死亡;对大鼠的肝、肾、胃、盲肠、结肠、小肠及 睾丸进行组织切片检查,均末见病理性改变,大鼠 肝、肾、睾丸的重量比,以及血液中谷丙转氨酶活性 690西 北 植 物 学 报23卷 尿素氮水平均在正常范围内,转基因与对照组相 无明显变化,证明这种Bt棉是安全的 从本质上讲,转基因生物和常规育成的品种都 在原有的基础上对生物某些性状进行修饰,或增 新性状、或消除原有不利性状人类有意识的杂交 种已有100多年的历史,且不要求对常规育成的 种作系统的安全性评价,而为什么对转基因植物 进行安全性分析?这是因为常规有性杂交仅限于 内或近缘种间,而转基因植物中的外源基因可来 植物、动物、微生物,人们对可能出现的新组合、新 状会不会影响人类健康和生物环境,还缺乏足够 认识和经验,按目前科学水平还不可能完全精确 预测一个外源基因在新的遗传背景中会产生什么 的互作作用,但从理论上讲,基因工程中所转的外 基因是已知的有明确功能的基因,它与远缘有性 交中的高度随机过程相比,其转基因后果应当可 更精确地预测,在应用上也应更加安全[9] 关于转基因食品安全性的争议,短期内不会有 致的结果,这方面的研究也在不断开展,但客观对 与科学利用是多数专家的基本态度如同世界上 有的新生事物一样,生物科技也带来了一些前所 有的问题和风险对此,我们需要认真对待,既不 仅见其害不见其利,也不能只见其利不顾其害无 如何,转基因技术作为一项新技术,世界各国都不 停止对其进行研究和开发的步伐 转基因食品的发展趋势 虽然目前对转基因食品的安全性还存在这样或 样的争论,但转基因食品的优势还是表现的越来 显著,并且这项技术的应用研究与商业化开发已 渐成为世界潮流据不完全统计,1996年全球 MO商品化种植面积250万hm2,1997年1 100万 m2,到1998年上升到近3 000万hm2,其中美国 050万hm2,阿根廷550万hm2,加拿大280万 m2,澳大利亚、西班牙和南非各10万hm2,世界各 批准进行转基因作物大田试验达4 837项 1999 GMO种植面积猛增到4 000万专家估计到 010年,转基因作物种植面积将增至6 000万 m2[16] 西方发达国家已充分认识到转基因食品的发展 景,并注入了大量资金进行开发研究最近的一项 查表明,美国、加拿大等国的消费者大多已接受了 转基因食品,仅有27%的消费者认为食用转基因食 品可能会对健康造成危害随着转基因食品安全性 研究的深入、检测技术的进步和大众认识水平的提 高,这个百分数将会不断降低[16] 2000年7月11日,巴西科学院、中国科学院、 印度科学院、美国科学院等全球七大科学院在美国 华盛顿联合发表白皮书,公开支持转基因技术研究 这是全球权威科研机构首次对倍受争议的转基因技 术做出公开表态,阐明了现代生物技术在消除第三 世界国家的饥饿和贫穷方面不可替代的作用呼吁 各国政府从科学角度重新考虑制定生物技术政策, 鼓励发达国家企业和研究机构对转基因技术进行进 一步研究,并能与发展中国家的科学家和农民分享 他们的研究成果当然,在肯定了转基因技术等生物 技术对人类未来的巨大贡献时,并没有回避转基因 技术存在的潜在危害鉴于目前有关GMO产品安 全性与贸易等相关议题尚无定论,同时国际上对 GMO产品贸易及管理规范意见仍分歧很大,他们 建议应采取有计划的一致行动,全面地评估转基因 技术对环境与健康可能造成的危害 GMO产品安 全性将会受到长期的关切,通过风险评估及资料累 积,人类对其安全性将会进一步了解和掌握他们还 提醒公众,转基因等生物技术是人类改造自然的伟 大创举对医药业、农业都有重要作用,只要加强监 管和遵循科学的道德精神,人类完全可以控制转基 因技术可能导致的负面影响[3] 从世界范围看,转基因食品并不是随意推向市 场的美国、加拿大对转基因食品一直采取较为宽容 的政策他们采取的是备案制在经过评价后,被视 为安全的工程体和产品就不再受监控了我国对生 物工程的研究和开发,也是在保护人民健康和资源 环境的基础上进行的根据我国《基因工程安全管理 办法》、《农业生物基因工程管理实施办法》及《农业 生物基因工程安全管理实施办法》,农业部每年受理 两批基因工程体的安全评价,目前已受理了193项, 批准进入商品化生产的仅有6项[17]从我国的管理 体制看,经过安全评价和检测的转基因产品应该是 安全的 从长远看,利用基因工程改良农作物的生产特 性已势在必行,这是由于全球人口压力不断增大的 要求据联合国统计,全球约有八亿五千六百万人在 遭受饥饿的折磨;专家们估计[17],今后40年内,全 691期方 辉,等:转基因食品的发展现状及其安全性评述 人口将比目前增加50%,粮食产量必须增加75% 能解决世界人口的吃饭问题同时,由于人口的膨 ,非农业用地大量增加,农业用地在不断减少,粮 安全性问题更加突出利用转基因技术能够培育 高产、优质的农作物新品种,从而可以使这种状况 到根本缓解另外,长期、过量施用农药和化肥所 来的环境问题日渐突出,且难以治理,成为全球性 难题如果利用转基因技术培育出抗病、抗虫的农 作物新品种,这一难题就有了解决的希望 在我国人多地少的状况下,转基因食品的发展 显得更为重要我们相信,随着对转基因食品检测技 术的不断进步,转基因食品安全性评估体系和安全 卫生监督管理办法将不断健全和完善,转基因食品 必将为世人所接受,并将成为21世纪人类解决粮食 安全问题的一条重要途径 考文献: ] Codex Alimentarius CJoint FAO/WHO Food Standard PChiba,Japan,2000:14- ] Cartagena protocolon biosafety to the convention biological Montreal,2000: 3] CHEN G Y(陈光宇)Current debates on biosafety of genetically modified organisms[J]Acta Agriculturae Jiangxi(江西农业学报), 2000,12(4):44-50(in Chinese) ] Japan to Set GM Food Testing SAsia-Pacific biotech,2000,4(9): ] ZHAO CH F(赵长峰)Transgenic foods and health[J]Journal of Shandong Medical University(Social Sciences Edition)(山东医科大学 学报)(社会科学版),2000,(4):1-4(in Chinese) ] Li SHG(李书国),CHEN H(陈 辉)Evolution of transgenic foods and it s safety study[J]Food Industry(食品工业),2001,(2):23-26 (in Chinese) ] FANG F M(方福梅)The benefit and harm of transgenic foods[J]Health Counselor(健康顾问) 2000,(8):4-5(in Chinese) ] Parliamentary Office of Science and Technology(POST)POST note GM Threshold for Non-GM Foods[R]UK,October, ] LOSEY J E,RANYOR L S,CARTER M ETransgenic pollen harms monarch larvae[J]Nature,1999,399: 0] LUO Y B(罗云波)The safety of genetically modified food[J]Science and Technology of Food Industry(食品工业科技),2000,21(5): 5-7(in Chinese) 1] OECDSafety evaluation of foods derived by modern biotechnology:concepts and Paris, 12] EWEN S W B,PUSZTAI AEffet of diets containing genetically modified potatoesGalanthus nivalislectine on rat small intestine[J] The Lanect,1999,354:1 353-1 3] 朱守一生物安全与防止污染[M]北京:化学工业出版社,1999:30- 4] CONNER A JBiosafety assessment of transgenic potatoes:environmental monitoring and food safety evaluation jones Dproceeding of the 3rd international symposium on the biosafety results of field tests of genetically modified plants and Oakland,Cali- fornia:The University of California, 5] FUCHS R L,RE D B,ROGERS S G,et Safety evaluation of glyphosare-tolerant soybeans[R]OCED,Food Safety EParis, 1996:61- 16] CHEN S(陈 松),HUANG J Q(黄骏麒),ZHOU B L(周宝良),NI W CH(倪万潮),ZHANG ZH L(张震林),SHENG X L(沈新莲), GU L M(顾立美),LI SH(李 胜)A safety assessment of feeding rats and quails with cotton seed meal from Bt transgenic cotton plants[J]Acta Agriculturae Jiangsu(江苏农业学报),1996,12(2):17-22(in Chinese) 7] WANG Q ZH(王其中)The future of transgenic foods in 21 century[J]Coastal Trade(沿海经贸),2000,(3):36-37(in Chinese) 692西 北 植 物 学 报23卷
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农业与生命科学版 扬州大学学报：中南林业科技大学学报） 竹子研究汇刊 中国森林病虫 林业资源管理 浙江林业科技 林业实用技术 S8 畜牧、动物医学：中国草地学报） 草地学报 动物营养学报 蚕业科学 黑龙江畜牧兽医 草业科学 中国家禽 动物医学进展 中国饲料 畜牧与兽医 饲料工业 中国畜牧杂志 饲料研究 中国畜牧兽医 S9 水产：中国兽医科学） 中国兽医杂志 草业学报 中国草地（改名为：环境昆虫学报） 植物检疫 中国植保导刊 S6 园艺类核心期刊表 园艺学报 果树学报 中国蔬菜 北方园艺 食用菌学报 中国果树 中国食用菌 中国南方果树 S7 林业类核心期刊表 林业科学 林业科学研究 北京林业大学学报 福建林学院学报 东北林业大学学报 南京林业大学学报、蚕、蜂类核心期刊表 畜牧兽医学报 中国兽医学报 中国预防兽医学报 中国兽医科技（改名为 自然科学版 浙江林学院学报 西北林学院学报 世界林业研究 中南林学院学报（改名为、狩猎 自然科学版 浙江大学学报、农作物类核心期刊表 作物学报 中国水稻科学 麦类作物学报 玉米科学 杂交水稻 棉花学报 中国油料作物学报 大豆科学 种子 核农学报 农业生物技术学报 中国棉花 作物杂志 植物遗传资源学报 中国烟草科学 S4 植物保护类核心期刊表 植物病理学报 中国生物防治 植物保护学报 植物保护 农药 农药学学报 昆虫天敌（改名为 农业与生命科学版 湖南农业大学学报 华南农业大学学报 河北农业大学学报 西南农业学报 江西农业大学学报 河南农业大学学报 吉林农业大学学报 安徽农业科学 上海农业学报 中国农业学报 沈阳农业大学学报 西北农业学报 四川农业大学学报 安徽农业大学学报 江苏农业科学 江苏农业学报 云南农业大学学报 山东农业大学学报，S5农学：中国土壤与肥料） 生态环境 中国水土保持 中国生态农业学报 S2 农业工程类核心期刊表 农业工程学报 灌溉排水学报 农业机械学报 节水灌溉 中国农村水利水电 干旱地区农业研究 农机化研究 中国农机化 S 自然科学版 广东农业科学 甘肃农业大学学报 湖北农业科学 新疆农业科学 广西农业生物科学 东北农业大学学报 贵州农业科学 河南农业科学 新疆农业大学学报 S1 农业基础科学类核心期刊表 土壤学报 水土保持学报 土壤 土壤通报 植物营养与肥料学报 水土保持通报 水土保持研究 土壤肥料（改名为 自然科学版 浙江农业学报 内蒙古农业大学学报 自然科学版 华中农业大学学报 中国农业大学学报 福建农林大学学报S 综合性农业科学类核心期刊表 中国农业科学 南京农业大学学报 华北农学报 西北农林科技大学学报
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转基因食品的发展现状及其安全性评述 方辉，吴孟珠 ，}’国人民解放军军事经济学院一武汉430035) 摘要:刘一转基因食品的发展现状及转基因技术在作物牛产上的应川作了介绍，刘一转基因食品的安全性作了较为 客观地评述，并刘一转基因食品的发展前景作了简要展望 关键词:转基因食品;发展现状;安全性 中图分类号:Q 9文献标识码:A The development of GMF and the evaluation of it's safety FANG Hui,WU Men}}hu (M ilit a，二L,couomic Acudemv一1'LA一W uhuu 430035一Chin) Abstract: Introduced the status quo of genetically modified food(GM F) and the using of genie technology on crop production, evaluated the safety of GM F impersonally, and forecasted the future development of GM F Key words: GM F; status quo; safety 随着生物技术的发展，基因工程技术己在农业 领域中得到广泛运用，并以转基因食品的形式出现 转基因食品是利用分了生物学技术，将某些生物的 基因转移到其它物种中去，改造生物的遗传物质使 其在性状、营养品质、消费品质方面向人们所击要的 目标转变，以转基因生物为食物或原料加工生产的 食品就是转基因食品转基因生物国外称“基因修饰 生物体”( Genetically M odified Organism，即 G M O)，转基因食品国外称“基因修饰食品”}Genet- ically M odified Food，简称GMF)}}，我国习惯称之 为转基因生物和转基因食品 1转基因食品的发展现状 1转基因食品的发展简况 转基因技术始于20世纪70年代，90年代被广 泛应用到农产品生产中20世纪80年代初，美国最 早进行转基因食品的研究，1983年转基因作物诞生 (即转基因烟草和转基因马铃薯)3年后，转基因抗 虫和抗除草剂植物开始落Hi实验，1990年世界上第 一例转基因棉花大川种植成功1994年有两种转基 因作物从实验室转向大规模川间生产，一个是可延 长成熟期的转基因番茄(美国)，另一个是抗病毒转 基因烟草(中国)，其中美国的转基因番茄当年即获 准进入市场销售1996年美国有300个独立的转基 因实验在进行，其中200个是有关棉花的，50个是 关于大豆的，40个是关于其它谷物的，还有40个是 关于水果和蔬菜的到1997年，美国己有34种转基 因植物推广生产}-i，如土豆、西葫芦、玉米、番木瓜、 大豆、番茄等，并形成了可观的产业规模近儿年，美 国50%以上的专利是有关生物工程的，欧P是 33%，日本是7 0lc 随着科技的进步，转基因技术的 应用范围还会不断扩大}3] 加拿大、阿根廷是继美国之后大量采用转基因 术的国家加拿大有50%左右的大豆和玉米播种 积采用转基因处理的种子在阿根廷,1/3以上的 豆播种面积采用了经过改变基因的豆种世界上 用转基因技术比较多的国家,还有墨西哥、澳大利 、西班牙和南非等[4] 我国很重视转基因技术在农作物上的应用研 ,并在不同作物中相继获得成功,如中国农业科学 的转基因抗虫棉,中国水稻研究所的转基因杂交 稻,北京大学的抗病虫害番茄、甜椒,湖北省油料 物研究所的转基因抗病毒花生等,并且首创将鱼 耐寒基因植入西红柿,得到了转基因抗寒西红柿 不完全统计,我国目前已有番茄、甜椒、抗虫棉等 个品种获准投入商品化生产 1999年我国种植转 因农作物约30万hm2(以蔬菜和棉花为主),种植 积仅次于美国、加拿大、阿根廷,居世界第四位此 ,我国还有15种农作物的近百个品种正处于实验 段根据科技部和农业部的规划,我国将加快转基 食品的研究开发和商品化应用的步伐,努力缩小 发达国家之间的差距[4] 2 转基因技术在作物生产上的应用现状 1 提高农作物的抗病虫害性能 病虫害是造 粮、棉、油、果蔬等农作物减产、绝收的主要原因之 植物基因工程技术的迅速发展为防治病虫害提 了一条全新而有效的途径近年来利用DNA重 技术、细胞融合技术等基因工程技术将多种抗病 、抗虫基因导入棉花、小麦、水稻、番茄、辣椒等植 体,并获得了稳定的转基因新品系[5]其中最成功 例子是中国农业科学院的转基因抗虫棉[4],这种 虫棉不仅解决了困扰广大棉区的棉蚜虫危害问 ,还大大减少了农药所造成的环境污染、人畜伤亡 事故,同时也降低了生产成本,提高了产量此外, 我国已获批准商品化生产的抗病虫转基因品种, 括北京大学培育的转基因抗黄瓜花叶病毒 CMV)的番茄“8805R”和甜椒“双丰R”[4]不过目 都属于单一基因的导入,抗病虫谱较窄,很难体现 体抗病虫害的优势如何将多种抗病虫害基因通 DNA重组,使其串联在一起并导入植物体内获 广谱的抗病虫特性,这是植物基因工程技术在抗 虫害方面研究的重点课题 2 提高农产品的耐贮性,延长保鲜期 果蔬产 如番茄、香蕉、草莓、蜜桃、杏、荔枝等在产后的贮 藏、运输及销售过程中,由于果实熟化过程迅速,难 以控制,常导致软化、过熟、腐烂变质,造成巨大损 失而传统的储藏保鲜技术如冷藏、涂膜保鲜、气调 保鲜等在储藏费用、期限、保鲜效果等方面均存在着 严重的不足,难以满足人民生活日益提高的需求随 着对果蔬成熟及其产品软化机理的深入研究和基因 工程技术的迅速发展,通过基因工程的方法直接生 产耐贮藏果蔬品种已成为可能,目前无论在国外还 是国内都已有商品化的转基因耐贮藏番茄的生 产[5] 3 提高农产品品质和产量 通过基因工程技 术可以有效地改变农产品的化学组分及其比例,以 改善其食用品质或加工特性例如,通过导入硬脂酸 -ACP脱氢酶反义基因,可使转基因油菜籽中的硬 脂酸含量从20%增加到40%;而将硬脂酸COA脱 氢饱和酶基因导入油料作物,从而使转基因作物中 的饱和脂肪酸含量有所下降,而不饱和脂肪酸的含 量则明显增加,其中油酸的增加量可达7倍[5]高油 酸含量的转基因大豆、增加月桂酸脂含量的转基因 大豆和油菜籽在美国、加拿大已经规模种植[6]农作 物增产与其生长分化、肥料、抗逆、抗虫害等因素密 切相关,故可通过转移或修饰相关的基因达到增产 效果[6] 2 转基因食品的安全性评述 转基因技术与任何一项新技术或新事物的出现 一样,在实际应用中也受到质疑,其中以转基因食品 的安全性问题尤为突出 1998年,英国阿伯丁罗特研究所普庇泰教授研 究报道[7],幼鼠食用转基因土豆后,会使内脏和免疫 系统受损这是对转基因食品提出最早的、有所谓科 学证据的质疑,并在英国及全世界引发了关于转基 因食品安全性的大讨论虽然英国皇家学会于1999 年5月宣布此项研究“充满漏涡”,从中不能得出转 基因土豆有害生物健康的结论 1999年5月英国的 权威科学杂志《自然》刊登了美国康奈尔大学副教授 约翰•罗西的一篇论文[8],该论文说,研究人员把抗 虫害转基因玉米——Bt基因玉米的花粉撒在苦苣 菜叶上,然后让蝴蝶幼虫啃食这些菜叶 4 d之后, 有44%的幼虫死亡,活着的幼虫身体较小,而且无 精打采而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉的菜 叶,则没有出现死亡率高或发育不良的现象论文据 推断,转基因玉米花粉含有毒素丹麦科学家的研 表明,把耐除草剂的转基因油菜籽和杂草一起培 ,结果产生了耐除草剂的杂草这预示着通过转基 技术产生的基因可以扩散到自然界中去[9]美国 利桑那大学等机构发表的报告指出,发现一些昆 ,吃了抗害虫的转基因农作物也不死亡,因为它们 对转基因作物产生的毒素具备了抵抗力[9]对此, 关专家认为,生态环境是建立在自然选择的基础 上,历经数十亿年演化而来的而人工培育的转基 作物能否在现有的自然环境中生存还是一个未知 ,而且就长远来说对人类、对生存环境的影响也是 知的因此,人类对待转基因技术的应用应当持谨 态度 当前人们对转基因生物和转基因食品安全性的 忧概括起来包括两个方面:一是转基因食品对人 健康的安全性问题;二是转基因生物对自然生态 境的安全性问题[4]世界各国对转基因食品的安 性态度各异,并各自出台了相应的管理办法以美 为首的部分发达国家对转基因食品持一种相对积 、宽松、公开、乐观的态度在美国关于生物技术培 出的作物规章体系中,食品与药物管理局(FDA) 责转基因食品对人体安全性的评估,FDA于 997年重申并公布了转基因食品咨询程序指南,要 开发商首先要向FDA提交基于实验数据的安全 及营养性评估报告,报告内容包括:转基因前食品 农作物的名称,引入基因的来源、身份、功能等信 ,引入基因所表达的产物身份、功能等信息,基因 饰的预期目的及在该食品中表现的特征、针对物 已知或可疑的过敏性和毒性、得出判断该产品安 的证据资料,该转基因食品与原来未经转基因化 同类食品在成分、特性上的比较、尤其是重要的营 成分、毒性等方面;然后要组织企业与FDA的专 们讨论这些支持评估的实验数据和信息相反,欧 对此类食品的管理持审慎的态度,他们实行了分 对转基因技术及其产品的相应法规,其中包括对 基因生物的限制使用、劳动者的保护、环境控制及 食品的范围、上市的通告、审批和详尽标签等规 ,该法规保障消费者有权利知道该食品是否为转 因食品,并尽量列出食品的成分表 随着转基因技术的飞速发展和对其产品的环境 放安全性及食品安全性越来越广泛地受到关注 了保障环境安全及人类健康,经济发展合作组织 (OECD)1995年提出了“现代生物技术食品的安全 性评价的:“概念相原则”的报告,报告中引入了一个 “实质等同性”的概念[10]所谓“实质等同性”即生物 技术产生的食品具有实质的等同性 WHO(1995 年)将实质等同性原则用于转基因食品的安全性评 价主要包括表型性状(形态、产量等农艺性状)、关 键营养成分(脂肪、蛋白质、碳水化合物或微量营养 成分)及抗营养因子、有无毒性物质(该物种中固有 的有显著性的物质及其含量,如马铃薯中的茄碱、番 茄中的α-番茄素、小麦中的硒是否增加)及有无过 敏性蛋白等,总的结论是若某一产品与市售食品有 等同性,则应认为它与市售食品一样安全,不需作进 一步的安全分析 近年来关于转基因食品安全性试验很多,大多 数试验研究的结果表明,转基因食品并不是一部分 人认为的那样完全不安全和令人恐慌继关于幼鼠 食用转基因土豆后内脏系统受损的研究报道后, Ewen和Pusztai于1999年正式发表了他们的研究 结果[11]:转GNA基因抗虫马铃薯对大鼠胃肠道不 同部分的影响,实验分别用含有转基因马铃薯、非转 基因的马铃薯亲本以及非转基因马铃薯加上GNA 的3种膳食来饲喂实验大鼠,结果发现,胃粘膜、腔 肠绒毛以及肠道的小囊长度均有不同程度的变化; 经过比较探讨,得出结论是:胃粘膜的加厚主要是由 GNA基因表达的结果,而小肠和盲肠的变化主要是 由遗传操作或转基因构成引起的,GNA基因表达的 影响只占很小的一部分 Bt转基因作物能够产生杀 伤害虫的物质,从而具有抗虫害能力,一些科学家认 为植入Bt基因的作物也因此具有了毒性但已有实 验证明,Bt毒蛋白对人畜是安全的,并且一种转Bt 基因马铃薯与其对应的非转基因品种间具有实质等 同性[12],对于一种转基因抗除草剂马铃薯来说,与 相应的非转基因亲本品系非常接近[13]根据Fuchs 等[14]的研究结果,Monsanto公司的抗除草剂的转 基因大豆与市场上的相对应的非转基因大豆具有实 质等同性陈松等[15]用Bt棉表达的含Bt毒蛋白的 棉籽粉喂养大鼠28 d、喂养鹌鹑8 d的动物实验表 明,转基因食物对各组动物的体重、食物利用率与对 照相比,无显著差异,受试动物生长发育及行为正 常、无死亡;对大鼠的肝、肾、胃、盲肠、结肠、小肠及 睾丸进行组织切片检查,均末见病理性改变,大鼠 肝、肾、睾丸的重量比,以及血液中谷丙转氨酶活性 690西 北 植 物 学 报23卷 尿素氮水平均在正常范围内,转基因与对照组相 无明显变化,证明这种Bt棉是安全的 从本质上讲,转基因生物和常规育成的品种都 在原有的基础上对生物某些性状进行修饰,或增 新性状、或消除原有不利性状人类有意识的杂交 种已有100多年的历史,且不要求对常规育成的 种作系统的安全性评价,而为什么对转基因植物 进行安全性分析?这是因为常规有性杂交仅限于 内或近缘种间,而转基因植物中的外源基因可来 植物、动物、微生物,人们对可能出现的新组合、新 状会不会影响人类健康和生物环境,还缺乏足够 认识和经验,按目前科学水平还不可能完全精确 预测一个外源基因在新的遗传背景中会产生什么 的互作作用,但从理论上讲,基因工程中所转的外 基因是已知的有明确功能的基因,它与远缘有性 交中的高度随机过程相比,其转基因后果应当可 更精确地预测,在应用上也应更加安全[9] 关于转基因食品安全性的争议,短期内不会有 致的结果,这方面的研究也在不断开展,但客观对 与科学利用是多数专家的基本态度如同世界上 有的新生事物一样,生物科技也带来了一些前所 有的问题和风险对此,我们需要认真对待,既不 仅见其害不见其利,也不能只见其利不顾其害无 如何,转基因技术作为一项新技术,世界各国都不 停止对其进行研究和开发的步伐 转基因食品的发展趋势 虽然目前对转基因食品的安全性还存在这样或 样的争论,但转基因食品的优势还是表现的越来 显著,并且这项技术的应用研究与商业化开发已 渐成为世界潮流据不完全统计,1996年全球 MO商品化种植面积250万hm2,1997年1 100万 m2,到1998年上升到近3 000万hm2,其中美国 050万hm2,阿根廷550万hm2,加拿大280万 m2,澳大利亚、西班牙和南非各10万hm2,世界各 批准进行转基因作物大田试验达4 837项 1999 GMO种植面积猛增到4 000万专家估计到 010年,转基因作物种植面积将增至6 000万 m2[16] 西方发达国家已充分认识到转基因食品的发展 景,并注入了大量资金进行开发研究最近的一项 查表明,美国、加拿大等国的消费者大多已接受了 转基因食品,仅有27%的消费者认为食用转基因食 品可能会对健康造成危害随着转基因食品安全性 研究的深入、检测技术的进步和大众认识水平的提 高,这个百分数将会不断降低[16] 2000年7月11日,巴西科学院、中国科学院、 印度科学院、美国科学院等全球七大科学院在美国 华盛顿联合发表白皮书,公开支持转基因技术研究 这是全球权威科研机构首次对倍受争议的转基因技 术做出公开表态,阐明了现代生物技术在消除第三 世界国家的饥饿和贫穷方面不可替代的作用呼吁 各国政府从科学角度重新考虑制定生物技术政策, 鼓励发达国家企业和研究机构对转基因技术进行进 一步研究,并能与发展中国家的科学家和农民分享 他们的研究成果当然,在肯定了转基因技术等生物 技术对人类未来的巨大贡献时,并没有回避转基因 技术存在的潜在危害鉴于目前有关GMO产品安 全性与贸易等相关议题尚无定论,同时国际上对 GMO产品贸易及管理规范意见仍分歧很大,他们 建议应采取有计划的一致行动,全面地评估转基因 技术对环境与健康可能造成的危害 GMO产品安 全性将会受到长期的关切,通过风险评估及资料累 积,人类对其安全性将会进一步了解和掌握他们还 提醒公众,转基因等生物技术是人类改造自然的伟 大创举对医药业、农业都有重要作用,只要加强监 管和遵循科学的道德精神,人类完全可以控制转基 因技术可能导致的负面影响[3] 从世界范围看,转基因食品并不是随意推向市 场的美国、加拿大对转基因食品一直采取较为宽容 的政策他们采取的是备案制在经过评价后,被视 为安全的工程体和产品就不再受监控了我国对生 物工程的研究和开发,也是在保护人民健康和资源 环境的基础上进行的根据我国《基因工程安全管理 办法》、《农业生物基因工程管理实施办法》及《农业 生物基因工程安全管理实施办法》,农业部每年受理 两批基因工程体的安全评价,目前已受理了193项, 批准进入商品化生产的仅有6项[17]从我国的管理 体制看,经过安全评价和检测的转基因产品应该是 安全的 从长远看,利用基因工程改良农作物的生产特 性已势在必行,这是由于全球人口压力不断增大的 要求据联合国统计,全球约有八亿五千六百万人在 遭受饥饿的折磨;专家们估计[17],今后40年内,全 691期方 辉,等:转基因食品的发展现状及其安全性评述 人口将比目前增加50%,粮食产量必须增加75% 能解决世界人口的吃饭问题同时,由于人口的膨 ,非农业用地大量增加,农业用地在不断减少,粮 安全性问题更加突出利用转基因技术能够培育 高产、优质的农作物新品种,从而可以使这种状况 到根本缓解另外,长期、过量施用农药和化肥所 来的环境问题日渐突出,且难以治理,成为全球性 难题如果利用转基因技术培育出抗病、抗虫的农 作物新品种,这一难题就有了解决的希望 在我国人多地少的状况下,转基因食品的发展 显得更为重要我们相信,随着对转基因食品检测技 术的不断进步,转基因食品安全性评估体系和安全 卫生监督管理办法将不断健全和完善,转基因食品 必将为世人所接受,并将成为21世纪人类解决粮食 安全问题的一条重要途径 考文献: ] Codex Alimentarius CJoint FAO/WHO Food Standard PChiba,Japan,2000:14- ] Cartagena protocolon biosafety to the convention biological Montreal,2000: 3] CHEN G Y(陈光宇)Current debates on biosafety of genetically modified organisms[J]Acta Agriculturae Jiangxi(江西农业学报), 2000,12(4):44-50(in Chinese) ] Japan to Set GM Food Testing SAsia-Pacific biotech,2000,4(9): ] ZHAO CH F(赵长峰)Transgenic foods and health[J]Journal of Shandong Medical University(Social Sciences Edition)(山东医科大学 学报)(社会科学版),2000,(4):1-4(in Chinese) ] Li SHG(李书国),CHEN H(陈 辉)Evolution of transgenic foods and it s safety study[J]Food Industry(食品工业),2001,(2):23-26 (in Chinese) ] FANG F M(方福梅)The benefit and harm of transgenic foods[J]Health Counselor(健康顾问) 2000,(8):4-5(in Chinese) ] Parliamentary Office of Science and Technology(POST)POST note GM Threshold for Non-GM Foods[R]UK,October, ] LOSEY J E,RANYOR L S,CARTER M ETransgenic pollen harms monarch larvae[J]Nature,1999,399: 0] LUO Y B(罗云波)The safety of genetically modified food[J]Science and Technology of Food Industry(食品工业科技),2000,21(5): 5-7(in Chinese) 1] OECDSafety evaluation of foods derived by modern biotechnology:concepts and Paris, 12] EWEN S W B,PUSZTAI AEffet of diets containing genetically modified potatoesGalanthus nivalislectine on rat small intestine[J] The Lanect,1999,354:1 353-1 3] 朱守一生物安全与防止污染[M]北京:化学工业出版社,1999:30- 4] CONNER A JBiosafety assessment of transgenic potatoes:environmental monitoring and food safety evaluation jones Dproceeding of the 3rd international symposium on the biosafety results of field tests of genetically modified plants and Oakland,Cali- fornia:The University of California, 5] FUCHS R L,RE D B,ROGERS S G,et Safety evaluation of glyphosare-tolerant soybeans[R]OCED,Food Safety EParis, 1996:61- 16] CHEN S(陈 松),HUANG J Q(黄骏麒),ZHOU B L(周宝良),NI W CH(倪万潮),ZHANG ZH L(张震林),SHENG X L(沈新莲), GU L M(顾立美),LI SH(李 胜)A safety assessment of feeding rats and quails with cotton seed meal from Bt transgenic cotton plants[J]Acta Agriculturae Jiangsu(江苏农业学报),1996,12(2):17-22(in Chinese) 7] WANG Q ZH(王其中)The future of transgenic foods in 21 century[J]Coastal Trade(沿海经贸),2000,(3):36-37(in Chinese) 692西 北 植 物 学 报23卷
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河南农业科学、湖北农业科学、吉林农业科学、江苏农业科学、江苏农业学报、江西农业学报、南方农业学报、辽宁农业科学、农业工程、农业工程学报、农业环境科学学报、农业机械学报、农业生物技术学报、农业现代化研究、农业资源与环境学报。另外就是几大农业大学的学报了。就这些农业的核心期刊