第一篇:转基因生物技术论文
转基因技术——上帝之手
摘要
随着科学技术的发展,人类在生物领域所取得的成果也越来越显著,转基因技术更是获得了“上帝之手”的称号。然而,越来越多的事实却表明,转基因技术这只手带来的并不只是福音,还有灾难。本论文将就转基因技术的利与弊展开话题,讨论人类该如何运用该技术达到造福人类规避风险的目的以使转基因技术成为真正向人类伸出援手的“上帝之手”。关键词:转基因
Abstract With the development of science and technology, humans have gained more and more achievement in biology.Transgenosis also got the nick ‘ the hand of god’.However, more and more facts proved that this kind of technology is not all-powerful.Here we are going to begin with the advantages and disadvantages of transgenosis to figure out how we should do to make the technology good for people.Then it will become the real helpful hand of god for human.目 录
摘要...............................................................1 Abstract..........................................................1
一、前言...........................................................2
二、转基因技术介绍.....................................2
(一)转基因植物技术
(二)转基因动物技术
三、转基因技术的利与弊....................3
(一)转基因技术的利
(二)转基因技术的弊
四、转基因食品管理方案.....................5
五、看待转基因技术的正确方法.....................6
六、结语..........................................................7 参考文献...........................................................8
一、前言
一般而言,消费者认为传统食品是安全的。当采用自然方法开发新食品时,食品的某些现有的特性可以正面或负面的方式发生改变。对于转基因食品,大多数国家认为特定评估是必要的,并且已建立特定系统,严格评价与人类健康和环境有关的转基因生物和转基因食品。而对于传统食品一般不开展类似评价。因此,对这两类食品,在投放市场之前的评价程序方面存在显著差别。
二、转基因技术介绍
转基因技术是指将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,从而使生物体的遗传性状发生改变的技术。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”。转基因生物技术的研究是随着基因工程技术的发展而发展的。转基因生物物研究始于20世纪80年代,1974年Jaenish和Mintz应用显微注射法在世界上首次成功获得了转SV40DNA的转基因小鼠。1980年Gordon等人首先育成了带有人胸苷激酶基因(TK)的转基因小鼠,并首次用“转基因”(transgenic)这个新名词来描述这些用特殊方式产生的动物。1982年Palmiter等将大鼠的生长激素基因导人小鼠的受精卵中,获得了比普通大鼠生长速度快2—4倍、体形大l倍的转基因“超级鼠”,更是轰动了科学界。此后,转基因动物技术得到了飞速发展,转基因兔、转基因猪、转基因牛和羊、转基因鸡等陆续育成。我国科学家朱作言等于1985年首先完成了转生长素基因鱼的研究,此后又完成了转草鱼基因(即“全鱼”基因)的鲤鱼研究,其含有2套鲤鱼基因组和1套草鱼基因组,具有快速生长和饵料节省的优良性状,且蛋白质含量高、脂肪含量低,营养品质更加优良,在养殖中可显著提高经济效益[1]。
转基因技术可分为转基因植物技术与转基因动物技术两大分支。
2.1转基因植物技术
转基因植物是指利用重组DNA技术将克隆的优良目的基因整合到植物的基因组中,并使其得以表达,从而获得的具有新的遗传性状的植物。主要有四种方法:农杆菌介导转化法、基因枪介导转化法、花粉管通道法、原生质体融合法。
2.2 转基因动物技术
转基因动物是指用实验导入的方法将外源基因在染色体基因内稳定整合并能稳定表达的一类动物。1974年,Jaenisch应用显微注射法,在世界上首次成功地获得了SV40DNA转基因小鼠。主要的转基因动物技术包括有:原核显微注射法、逆转录病毒载体法、胚胎干细胞介导法。
三、转基因技术的利与弊
3.1转基因技术的弊
3.1.1 转基因食品的毒性
毒性的产生有以下2个原因:① 提供基因的生物很可能是不能作为食物的有毒生物,其基因转入作为食品的生物后,产生有毒物质;② 新基因的转入,打破了原来生物基因的“管理体制”,使一些产生毒素的沉默基因开启,产生有毒物质[2]。自然界中任何生物的存在与繁衍,都不是以作为人类食物目的的,而是根据生存的需要和规律生长及代谢。目前已知的植物毒素有1 000余种,如生物碱、酶类、敏物质、天然致癌物等;微生物毒素主要有细菌毒素、霉菌毒素和真菌毒素等。科学家对获准在西班牙和美国商业化种植的转基因玉米和棉花进行针对性研究后认为,转基因作物可能引起脑膜炎及其他新病种。也有资料证实,转基因食品可能导致生物体系统失调、诱发癌症并传递给下一代。3.1.2 转基因食品产生过敏原
食物过敏是1个世界性的公共卫生问题,全世界约有2% 的人群对某些食品产生过敏性反应 [3,4]。1996年美国先锋种子公司将巴西坚果某基因转入大豆中,结果对巴西坚果过敏的人群也对该大豆过敏,该大豆种子最终没有被批准商业化生产。3.1.3 使人体产生抗药性
将1个外来基因转入植物或动物中,该基因将会与其他基因连接在一起。人们在食用了这种改良食物后,食物会在人体内将抗药性基因传给致病细菌,使人体产生抗药性。2002年英国进行了转基因食品DNA的人体残留试验,7名做过切除大肠组织手术的志愿者,食用过用转基因大豆做成的汉堡包之后,在其小肠肠道的细菌中检测到了转基因DNA的残留物。转基因食品对人体健康的严重影响,可能需要经过较长时间才能逐渐表现和检测出来。3.1.4 改变食品的营养品质
人为转入外源基因极有可能使原有的基因发生缺失和错码等突变,从而使所表达的蛋白质发生变化,这有可能降低食品的营养价值。美国生产的1种耐除草剂转基因大豆的抗癌成分异黄酮就比一般大豆低12% ~14% [5]。
3.2 转基因技术的利
转基因食品有六个方面的优点:
1.改善食品营养成分含量。如基因修饰技术已经提高了马铃薯碳水化合物的含量,改变了葡萄籽和花生的脂肪酸成分,降低了木薯中氰化葡萄糖苷含量等。近来又发现在“金色大米”中诱导合成出VA前体物质。
2.提高农作物抗病虫害的能力。转基因单价抗虫棉是将一种细菌来源的、可专门破坏棉铃虫消化道的Bt杀虫蛋白基因经过改造,转到了棉花中,使棉花细胞中存在这种杀虫蛋白质,专门破坏棉铃虫等鳞翅目害虫的消化系统,导致其死亡,而对人畜无害的一种抗虫棉花。
3.提高果蔬产品的耐储存性和保鲜期。番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬,但它不耐贮藏。为了解决番茄这类果实的贮藏问题,研究者发现,控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因,是导致植物衰老的重要基因,如果能够利用基因工程的方法抑制这个基因的表达,那么衰老激素乙烯的生物合成就会得到控制,番茄也就不会容易变软和腐烂了。美国、中国等国家的多位科学家经过努力,已培育出了这样的番茄新品种。这种番茄抗衰老,抗软化,耐贮藏,能长途运输,可减少加工生产及运输中的浪费。
4.改善发酵食品的品质和风味。食用糖醇类甜味剂可用发酵法生产,如阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露糖醇和赤藓糖醇等。利用细胞融合技术和基因工程技术,选育出了生产用高产菌株,如谷氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等优良菌种,不仅产量高,而且发酵周期大大缩短。
5.改良动物性食品的品质。目前应用基因工程技术生产某些畜用激素已投入批量生产,如增加产奶的重组激素rBTS。在不增加饲料的情况下,该生长激素可提高奶牛的平均产奶量1520%,提高奶羊的平均产奶量810%。此外,生长激素可使禽畜每日增加重量15%左右,而且瘦肉的比例增加[6]。
四、转基因食品管理方案
(一)国际组织联合国
2000年制定的GMO贸易协定已由62个国家签署通过,被称为《卡塔赫纳生物安全协定书》,其规定,任何含有GMO的产品都必须粘贴“可能含有GMO”的标签,并且出口商必须事先告知进口商:他们的产品是否含有GM哦,进口商或其政府有权拒绝进口含有GMO的产品。(二)美国
美国生物技术食品主要由美国食品和药物管理局(FDA.)、美国环保局产2二一(EPA)和美国农业部(USDA)负责检测、评价和监控。其中FDA的食品安全与应用营养中心是管理绝大多数食品的法定权力机构。1992年FDA颁布了食品安全和管理指南,以保证FDA对那些通过现代生物技术所生产的食品和食物成分进行管理的权利。
(三)欧盟
欧盟于1990年4月颁布实施的欧盟理事会90/220/EEC令中规定了转基因生物的批准程序。1997年5月15日批准的《新食品法》规定,如果经基因工程修饰使得新食品或食品成分不再等同于已经上市的食品,则应对该基因工程食品加贴特殊标签,据该法规,所有含有可以检测到的GM成分(DNA或蛋白质)的食品都必须加贴标签。
(四)中国
中国对转基因食品实行了生产许可证和经营许可证管理,以确保转基因技术应用的安全。2002年4月8日国家卫生部颁布了《转基因食品卫生管理办法》。并于7月1日开始实施。规定“以转基因动植物、微生物或者其直接加工品为原料生产的食品和食品添加剂”必须进行标识,要标注。“转基因×x食物基因,请×x食物过敏者注意”。
五、看待转基因技术的正确方法 实际上,自然界中的基因重组一直都没有停止过,人类今天种植的普通谷物正是几千年来自然选择和人为选择的结果。我们在吃这些食物时,就吃进了从这种食物的野生亲缘种来的抗病基因和各种其他基因,这是一般人没有意识到的。传统的杂交育种会引入成千上万个新基因,其中许多基因是人类尚不了解的,不知道会引起什么后果。而转基因技术只是在已经普遍种植的作物品种中,加入一两个已知性状的新基因,因此它培育新品种的效率更高,而风险并不一定比传统育种更大。
据报道,包括婴儿食品在内,转基因食品目前在美国市场上已接近4000种,有两亿人食用,近十几年来很少有关于转基因食品安全问题的报道。到目前为止,全球实现商业化的转基因作物种植面积达几千万公顷,也没出现确定的环境安全问题。
转基因技术是一种新的尖端生物技术,在提高粮食产量、减少农药使用、生产含有更多营养成分的健康食品方面有巨大潜力。公众存在担忧情绪,主要是怕它被错误地利用。一些学者认为,与任何食品一样,转基因食品的安全性需要慎重对待和严格管理,转基因作物对生态环境的长远影响也需要更多的跟踪研究。面对转基因食品,我们需要的是严格的食品安全把关制度,及时制止未经允许就擅自加入转基因食品成分的行为。此外,我们也要具备严谨的科学态度,对于转基因产品,不能片面地给予排斥。、六、结语
转基因技术在生活中已经有了许多应用,但是对于该技术的争议却从未停止。人类是否该运用上帝的能力来改变自己的生存状况呢?这个问题或许将被永远争执下去。然而我们应该理性的看待这一技术,它或许会改变人类的生活,但在这个技术还很不完善的现在,我们不应该推崇它,不应该任其肆意扩张,不应该不分稂莠的利用。而应该有计划有节制的让它向着的人类有益的方向发展。这样才能使这个技术成为托起人类社会的“上帝之手“。
参考文献
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[5]贾士荣.转基因作物的安全性评价争论及其对策[J].生物技术通报,1999,(6):1—7.
[6]王亚平,乔明晓.现代生物技术在食品和农业领域的应用.
第二篇:转基因论文
转基因技术与道德伦理关系浅谈
机电学院
摘 要:转基因技术,就是利用分子生物学技术将决定一种生物性状的基因分离转移到另一种不具备这种性状的生物中去的技术。转基因技术被视为一种全球化的生物技术变革,它在给人类带来巨大经济效益和社会效益的同时,并不可避免地会引发很多全新的问题。关键词:转基因;道德伦理;关系
转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术(Transgene technology)。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”(Genetically modified organism,简称GMO)。这项技术可以把任何外源的基因,包括人、植物、动物、微生物甚至人工合成的基因,整合到植物、动物或微生物细胞中,使其具有人们所需要的各种性状,来解决当今世界所面临的食物短缺、能源匮乏、疾病猖獗、环境污染等一系列重大的问题。但是,与以往传统科技不同,基因是控制一切生命运动形式的物质,基因科技直接以生命体以及人类自身为对象。因此,关于转基因技术与道德伦理产生了复杂的关系,围绕这一话题,当代社会展开的激烈争论。
一.转基因技术的伦理争论及其实质
从某种意义上说,一项新技术所带来的利益和风险都是由社会造成的。关于转基因技术是否安全的结论,取决于该项技术所带来的风险在多大程度上被人们认为是可以接受的,取决于特定社会的人们究竞把哪些价值目标(由于社会资源的有限性,这些价值目标的实现往往要以暂时放弃或牺牲其他同样皿要的价位目标为代价)置于优先的地位来加以考虑。而关于价值目标的优先性的考虑,主要是一个伦理和政治问题,而非科学问题。因此,关于转基因技术的争论,便不可避免地要与相关的伦理和政治问题纠缠在一起。
二.转基因技术引发的伦理问题
1.生态伦理观冲击。在这一层面,生命伦理与生态伦理交叉起来了。转基因实际上是对天然的基因库的一种人工干预或人为改造。首先,这是对人与自然以及人与其它物种关系辨证一种冲击。在这一过程中人扮演了“上帝”的角色,在某种程度上改变了生物物种变异进化进程中自然选择作用。转而由人按照自己的意愿进行“人造生命”。那么我们不禁要问,人类是否有权来实施这一技术以及所涉及权限范围?这是否符合生态伦理准则?著名的天主教哲学家保罗·拉姆齐(P.Ramsey)说过一句著名的话:“人们在学会做人之前,不应该去充当上帝;而当他们学会做人之后,则不会去充当上帝。”美国新泽西州生殖医学及科学研究中的业务主任贾克尔斯·科恩博士在2001 年5 月初宣称,该中心利用一种基因改造技术成功地使多名不孕妇女怀孕生子,第一批通过转基因技术来到人世间的婴儿已有15 名,这昭示着人从其他生物物种改造转移到改造人类自身。这些无疑都是对于传统生态伦理的一种挑战。
2、转基因技术引发的商业利益争议。转基因研究和发展的最初主要是在发达国家进行的, 转基因专利授予更是导致了发展重心的倾斜。转基因的商业化仅仅给一小部分的国家或组织带来利益转基因商业化中的基因专利对发展中国家、贫困地区的冲击很大, 不能给广大的处于社会底层的人民带来公共利益。由此转基因的市场化和商业化引起严重的利益分配不公。这样的后果是不能得到全世界人类共同的认可, 引发争议是必然的他对转基因否定态度。
3.生态安全问题影响。问题主要集中在转基因作物转基因产物对人体健康、生态环境和生物多样性的影响。川侯美婉在《基因工程一一美梦还是噩梦》一书中, 阐述了转基因食品对人体健康和动物健康的危害, 以及从农业和生物多样性的危害方面分析了其安全性问题。2001 年9 月,墨西哥政府报告说,Oaxaca 州的玉米受到一种没有被批准在墨西哥种植的转基因Bt 玉米的污染,该研究测定了来自Oaxaca 州22 个村庄的玉米样品,发现其中15 个污染率在3 %-10 %。2002 年4 月23 日,墨西哥政府再次确认了本土玉米品种受转基因污染的事实,国家生态研究所所长ExequielEzcurra 指出,平均有8 %的植物受到污染,而在有些地方,污染甚至超过10 %。很显然,转基因很可能引发生态污染问题。生态伦理学认为,地球上的生命已经存在了30多亿年,简单的生命经过漫长的进化过程,形成了今天地球上由千万种生物所组成的复杂生态系统。运用转基因技术手段改造生物体,就有可能过快打乱自然界经过漫长时间进化所形成的秩序,破坏生态平衡。转基因生物的代谢产物会向外界环境扩散,造成链锁反应,凭目前的生物技术发展水平,还不能准确预测转基因生物体及其代谢产物的表现形态和潜在危害,也难以提出针对性的防范措施。“生态系统像一张网一样,如果每个网结都有几根线与别的网结相联系,它就比简单的、没有交叉的线圈更好地避免瓦解”。但转基因动植物的出现,由于没有天敌的制约,就可能会破坏原有物种之间的竞争协作关系,扰乱原本和谐有序的生态环境,减少本地区物种的多样性, 甚至会使生态系统受到毁灭性打击。这是人们反对转基因技术的一个最重要的理由。
三.转基因技术应坚持的道德伦理原则
1.保护人类与保护环境相结合的原则。生态伦理学强调自然界是人类生存与发展的基础,强调人与自然的相互协调、共同发展,倡导生态伦理、生态文明,要求人类在改变自然的实践活动中,考虑到自然的需要,从而维持或创造一个有利于人类存在与发展的生态环境。这是人类继续生存和发展下去的伦理需要,也是转基因技术应用的基本道德原则。它同时把保护生态环境与保护人类的生命健康置于人类道德关怀的庇护之下,在保护生态环境过程中保护人类生命健康,在保护人类生命健康的过程中达到保护环境的目的。这是人类推动经济、社会和环境协同发展,追求可持续发展的逻辑起点。
2.维护生态平衡,保护生物多样性原则。生态伦理学认为,自然界是一个包含着诸多对立面的动态平衡系统,有着自身的生物链。“一物降一物”,正是生物链的真实写照。应当尊重自然的完整与稳定,尊重生态系统的多样性统一以及与各部分之间的动态平衡。自然对于人类的生态价值的最重要体现,在于人类赖以栖息的地球是一个凭借生物即生命活动实现能量转移和物质元素循环的地球。地球上的每一自然物在维持自然之和谐中都有自己存在的理由,都同样具有享用自然的权利,因此,人类对自然的享用不得妨碍其它生物对自然的享用,我们要尊重所有生物在自然中的生存权利,我们必须从人类的整体利益出发,无条件地维护物种和生物遗传的多样性。“生态系统越复杂,就越能成功地抵抗压力。生态系统像一张网一样,如果每个网结都有几根线与别的网结相联系,它就比简单的、没有交叉的线圈更好地避免瓦解”。但转基因动植物的出现,由于没有天敌的制约,就可能会破坏原有物种之间的竞争协作关系,扰乱原本和谐有序的生态环境,减少本地区物种的多样性, 甚至会使生态系统受到毁灭性打击。这是人们反对转基因技术的一个最重要的理由。
3.生态效益原则。长期以来,人们通常以经济的增长来涵盖发展问题,把经济的发展当作发展的全部。20世纪80年代后期开始,人们认识到单纯的经济增长,不能完全解决人类的生存和发展问题,国际社会开始共同关心生态环境。按照生态伦理学的价值观,生态环境具有使用价值,是一种有限的、稀缺的资源,因而生态环境不可能总是无限制地为人类提供原材料、容纳工业所带来的污染。如果我们无节制地使用地球上的资源,我们将毁灭人类的未来。我们必须尊重自然的限度,并采用在该限度内行得通的生存方式和发展道路。经济发展必须立足于使环境资源库得以持续和发展的政策,在尊重自然和遵循生态价值规律的前提下按照经济规律办事,在追求经济效益的同时也要注重生态效益。转基因技术应用的生态效益原则是指在保护生态系统中实现经济效率最大化,把环境污染和破坏控制在能够维持生态平衡、保护人体健康和社会物质财富及保障经济、社会持续发展的限度内。而转基因技术为环境保护提供了新的手段。目前已通过转基因技术培养出能降解农药、除草剂、塑料、防治重金属污染、清除石油污染的转基因工程菌。经基因改造的杨树在生长过程中,可清除土壤、地下水中重金属的污染,将可分解石油成分基因工程菌接种到海滩,可清除海滩的原油污染,其清除速度比天然细菌快得多。
4.可持续发展原则。生态价值观以生态文明为社会环境伦理基础,主张人与自然和谐共处,认为人类应该同自己的生存环境共同发展和进化,强调人类对后代、社会和自然的道德责任。《中国21 世纪议程》指出,“可持续发展的前提是发展”,“既能满足当代人的需求而又不对满足后代人的需求的能力构成危害”。可持续发展是一个整体,它必须由资源型发展模式逐步转变成为技术型发展模式,即依靠科技进步解决环境问题和实现经济、社会的可持续发展。转基因技术能解决当今世界所面临的食物短缺、能源匮乏、疾病猖獗、环境污染等一系列重大的问题。只要我们合理运用转基因技术,它可以成为未来社会可持续发展的新模式。
四.结论
转基因技术的道德伦理问题是一个复杂的问题。我们不仅要梳理出转基因伦理问题的内在逻辑关系, 而且还要依赖道德哲学、生命哲学、生物学哲学、生存哲学的研究, 以此去确立转基因伦理问题研究的理论基础, 从而进一步分析和评价转基因中的各种价值判断。只有这样, 才能使伦理问题的研究更有理论意义和实践价值 参考文献:
[1 ] 刘湘溶.生态伦理学[M ].长沙:湖南师范大学出版社, 1992.[2] 库尔特·拜尔茨.基因伦理学[M].北京:华夏出版社,2001 :179.[3] 黄大昉.关于植物生物技术的发展与思考[ J ].中国 [4]农业科技导报, 2002,(4): 42 [4] 刘湘溶.生态伦理学[M ].长沙:湖南师范大学出版社, 1992.[5] 李建军,倪景涛.《植物转基因技术创新中的伦理问题》[N].《 宝鸡文理学院学报》(社会科学版),2006 年第5期.[6] 巴伯.科学与社会秩序(顾欣译)[M ].北京:三联书店,1991.
第三篇:生物技术论文
生物芯片技术及其在环境科学方面的应用全是别人的,加点自己的
摘要:生物芯片技术是20世纪以来发展迅速且引人瞩目的一个前沿领域。本文主要介绍了生物芯片技术在环境化学、环境微生物检测以及环境医学领域中的应用。并对生物芯片在环境领域的应用前景做出了展望。
关键词:生物芯片;环境科学;
生物芯片(biochip)技术是20世纪90年代初期发展起来的一个新兴的领域,自从1991年Fodor等提出DNA芯片的概念后,近年来以DNA芯片为代表的生物芯片技术得到了迅猛发展。生物芯片是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术,其概念源于计算机芯片。它主要是指通过微加工和微电子技术在固体基质表面构建微型生物化学分析系统,以实现对生命机体的组织、细胞、蛋白质、核酸、糖类及其它生物组分进行准确、快速、高通量的检测。生物芯片技术的本质特征是利用微电子、微机械、化学、物理及计算机,将生命科学研究中的样品检测、分析过程实现连续化、集成化、微型化。芯片上集成了成千上万密集排列的分子微阵列或分析元件,能够在短时间内分析大量的生物分子,快速准确的获取样品中的生物信息,检测效率是传统检测手段的成百上千倍。该技术被评为1998世界十大科技进展之一。目前,生物芯片已在环境微生物检测、环境化学及环境医学等研究方向重显现出独特的优势。
一、生物芯片的分类及其原理 常见的生物芯片主要分为三大类:即基因芯片、蛋白质芯片、芯片实验室。
1.基因芯片(Gene chip)基因芯片又称DNA芯片(DNA chip)。)。最初的生物芯片主要用于基因测序、基因表达图谱的鉴定和基因突变的分析与检测,而且随着人类基因组计划的逐步实施以及分子生物学的迅猛发展,基因芯片己成为生物芯片中最重要的一类。基因芯片是在基因探针的基础上研制出的,所谓基因探针只是一段人工合成的碱基序列,在探针上连接一些可检测的物质,根据碱基互补的原理,利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。它将大量探针分子固定于支持物上,然后与标记的样品进行杂交,通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。
2蛋白质芯片(Protein Chip)蛋白质芯片与基因芯片的基本原理相同,但它利 用的不是碱基配对原理而是抗体与抗原结合的特异性即免疫反应来检测。蛋白质芯片构建的简化模型为:选择一种固相载体能够牢固地结合蛋白质分子(抗原或抗体),这样形成蛋白质的微阵列,即蛋白质芯片。蛋白质芯片的检测原理类似于抗原、抗体检测的 ELIS法,如采用双抗夹心的形式,通过机械点涂的方法,将多种不同的单克隆抗体点样固定在固相介质表面(一般是膜介质)上,制备抗体蛋白芯片,并与多种抗原样本杂交,使芯片上的抗体捕获相应的抗原。然后再与标记的多种不同的抗体杂交,由于蛋白抗原上的多价结合表位可结合标记抗体,根据杂交信号的有无、多少便能进行定性、定量的分析。3芯片实验室(LAB—on—a—chip)芯片实验室是生物芯片研究领域的一个热点,它是将传统的样品制备、生化反应、数据检测三个步骤集成于一体,缩小构成芯片上的实验室系统,是生物芯片发展的最高阶段。要实现这一目标生物芯片必须以微电流平台作为支撑,只有把样品制备、分析和信号获得连为整体,才能开发出生物芯片应用的最大潜力。目前,利用芯片缩微实验室已成功地将样品分离、DNA提取、PCR反应、DNA杂交检测这几个离散步骤在一个或几个芯片构成的密闭系统中完成。由于芯片可以做成十分微小的形状,所以便于携带,检测分析所需样品少,节约了大量试剂和人工。同时芯片可以 进行大规模生产,成本可以降到很低,用于各种分析 的芯片就可以做成一次性使用,避免了样品污染和交叉污染。芯片实验室是未来生物芯片的发展方向。
二、生物芯片在环境科学研究中的应用
生物芯片是近几年发展起来的一个新兴和热点领域,在国外研究和应用较多,我国在此方面的研究尚处于起步阶段,且主要应用于医药领域,在环境科学领域的应用和研究较少。但其高通量、检测快的特点,使其在环境领域有着广泛的应用前景。现今,生物芯片已在环境化学、环境生物学、环境毒理学、环境医学及分子生态学等研究领域中有了应用实例。
1、生物芯片在环境化学中应用
生物芯片在环境化学中的一个重要应用领域是分析和监测环境中的污染物。环境化学污染物主要包括有机化学性污染物和无机污染物。生物芯片设计集成化,从而简化了分析过程,使检测速度加快,因此在环境监测中有很好的应用和发展前景。目前,在环境化学领域中得到应用的有毛细管电泳芯片、微反应芯片等。Wang等将毛细管电泳芯片与厚膜电流检测器集成在一起(缓冲液为MES(20mol/L,PH=5.0),分离管道长度为72mm,分离电压为2000V)。使用此方法,可在140S内从掺入有机磷神经毒物的河水中分离检测出磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷和乙基对硫磷。这些结果显示毛细管电泳芯片有可用于现场检测的快速检 查。Backer等[6JN用基于氧化锡的微反应芯片实现了对空气中CO、NO和NO2气体的测量。
2、生物芯片在环境微生物检测方面中的应用
微生物广泛存在于环境中,其密度及多样性是反应环境质量的重要指标之一,因此,对环境微生物进行检测具有十分重要的意义。随着分子生物学的不断发展,人们可以在分子水平上构建细菌的进化树并以此为依据对其进行分类。基因组水平的DNA杂交技术成为菌种鉴定的里程碑,利用16SrRNA的高度保守性,人们可以通过6SrRNA的序列分析来对细菌进行分类。通过该方法研究环境中微生物的组成、数量及其变化,可以了解生物群落的结构与其功能及生物地球化学活动的关系。Guschin等利用寡核苷酸微阵列芯片对硝化细菌进行了分类,芯片上固化的寡核苷酸与16SrRNA序列完全互补,并通过改变探针的微阵浓度和多颜色检测来进行定量分析。2008年,Victor Parror等利用包含200个抗体的微阵列生物芯片,并结合免疫解析的方法寻找通用微生物标记物以进行环境检测,其检测限为:0.2ng/ml蛋白质和10·4—10·5个细胞/ml,并成功地在全球范围内极端环境样品中检测到了生物大分子物质。
3、生物芯片在环境医学中的应用
环境医学是研究环境与人群健康的关系,特别是研究环境污染对人群健康的有害影响及其预防的一门科学。如今,生物芯片技术已在环境流行病学、职业病研究和环境医学监测等领域得到了应用。①应用于环境流行病学: 周琦等以SARS冠状病毒TOR2株序列为设计标准,研制出用于检测SARS病毒的全基因芯片,芯片探针长度为70nt,相邻探针序列重复25nt,共660条病毒探针,覆盖了SARS冠状病毒的全部序列,应用该基因芯片对病人、出人境食品、动植物及其产品进行检测,结果表明基因芯片技术检测SARS冠状病毒灵敏度 高、特异性强,而且准确、快速。吴海等以HBV、HVC高度保守的片段为探针成功制作了乙、丙型肝炎病毒双检基因芯片,可望应用于临床。赵伟等PCR产物用点样仪点于玻片介质上,制成芯片,检测40例乙肝患者血清的乙肝病毒,准确率达80%
②用于对公害病和职业病的研究:NIEHs已经开始环境基因组目标的研究以确定包括在环境疾病中的200个基因共同的序列多态性。NIEHs对暴露到PAHs和其他污染物环境中的波兰煤炭炉工人的血液、淋巴系统基因表达进行了研究。这种研究一个重要的考虑是基因表达可以被其他因素影响,如食物、健康状况、个人习惯等,减少这些因素的影响必须完成大量处理样品与对照样品的比较。一个新的领域基因毒理学正在发展起来,研究基因差异与毒物易感性的关系,在人类对疾病易感性个体变化的认识上基因毒理学将产生巨大推动作用 ③应用于环境医学监测: 孟紫强等探讨了SO的分子毒作用机制,通过采用Affmetrix公司的大鼠基因表达谱芯片(RAE230A)研究了短期动态吸人SO的大鼠肺组织基因表达谱的变化,并揭示了高浓度SO短期暴露对基因表达的影响。杨磊等用基因芯片分析急慢性砷染毒时人正常肝细胞(L--02细胞)基因表达谱的变化,得出了长期染砷后与肿瘤发生及氧化还原有关的基因表达量升高的结。
三、环境芯片的在环境科学领域应用前景展望
生物芯片技术是21世纪的朝阳产业,有很好的发展前景。它克服了传统生物学技术操作繁杂、自动化程度低,检测效率低等不足,充分利用了生物科学、信息学等当今前沿领域的研究成果,现在已越来越广泛的被应用到多个领域中。环境科学研究的主要是环境中的物质,尤其是人类活动产生的污染物,及其在环境中的产生、迁移转变、归宿等过程和运动规律,因此,将生物芯片技术引入环境科学研究中有重大意义。生物芯片高信息量、快速、微型化、自动化、成本低、污染少、用途广等优点,很适应环境学研究中的技术需求,使其在环境科学领域有很好的应用前景。虽然生物芯片技术在环境领域的应用实例还较少,且其自身还有许多问题亟待解决(如提高芯片的特异性、简化样品制备和标记操作程序、增加信号检测的灵敏度等等),但随着技术的发展与完善,生物芯片技术必将会越来越广泛的应用到环境科学研究的各个领域,给21世纪人类对环境的保护和治理带来一场“革命”。
[参考文献]
[1] 陈忠斌.(生物芯片技术).北京:化学工业出版社,2005 [2] 李瑶.(基因芯片技术——解码生命),化学工业出版社,2004 [3] 曲媛媛/魏利.(微生物非培养技术原理与应用),科学出版社,2009
第四篇:转基因食品论文
转基因食品——历史发展的必然
摘要:转基因食品自从出现以来,其合理性和危害性一直被人们所争论。但即便如此,转基因食品还是给我们带来了许多好处。本文将就转基因的切实利益及其必然性进行分析,同时对于一些反对者发表一些自己的见解。
关键词:转基因食品,安全问题,优势,反对意见
Genetically Modified Food--An Inevitable Result Of Trend Abstract: Genetically Modified Food is under a heated discussion about its advantages and potential damage since being created.Despite the disagreements, Genetically Modified Food benefits us a lot in many aspects.In the following words, I will show the profit it does, analyze the inevitability and express my perspective about what the opponents afraid of.Keywords: Genetically Modified Food, security problems, merits, disagreement
近年来,转基因食品越来越多地进入人们的视线,转基因食品其实已经是融入了大众的生活之中。但是,由于大众对于转基因食品的了解不够,对于转基因食品的安全性也一直都是争论不断,尤其是近来,反对转基因的“潮流”更是愈发地壮大。转基因真的如人们想象那般殆害无穷吗?答案是否定的。
1.食品安全问题
1.1 天然食品真的更安全吗
瑞士医师Paracelsus指出:任何物质都是毒物,没有不是毒物的物质。也就是说,零风险的安全食品是不存在的。人们对转基因食品的排斥主要就是因为认识的局限性,认为对物种的基因进行认为改变是一件极具威胁性的事情,但是,我们要知道,任何一个农作物新品种的诞生都是基因改变的结果,这是农业发展的根本。传统的杂交、基因诱变等,均是改变了生物DNA链上的基因,那我们能否也可以认为其不安全呢?对于转基因作物来说,基因改变的数量远远不及传统的杂交育种的方式,且在基因改变位点的选择和改变的方向上较突变育种更为准确。人们现在对于转基因食品其实是存在偏见的,就像前些年很多人一味否定化学食
品添加剂一样。所谓的天然食品添加剂只是由生物体制造的“化学品”而已,错误的用法和剂量同样也会引起很多问题;同时,一些人造的食品添加剂若是在国家限定的范围内使用,对于人体也是无害的。所以,食品安全是一个相对和动态的概念,我们需要更加客观正确地认识食品的安全性。
1.2转基因食品不构成食品安全问题
转基因食品(Genetically Modified Foods,GMF)是利用现代分子生物技术,将某些生物的基因转移到其他物种中去,改造生物的遗传物质,使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。一些科学家对转基因食品进行研究,用其饲喂小鼠等动物,结果发现动物或多或少出现一些问题。但是,这些数据还是存在一定的争议性,并不能说明转基因食品是有害的,因为人体和其他动物体的生理学构造的毒理学性质存在差异,并且转基因食品投入市场这么长时间,还尚未发现一例人体因为食用转基因食品而导致的食品安全问题。同时,转基因的研究、开发有一整套严格的监督管理程序,在生产方面,也有确定的生产规范和严格的管理要求,这和其他传统产品的生产是一致的。
2.转基因食品的优势
2.1具有高效率
这里所指的效率主要是在育种方面。传统的育种方法,如杂交育种,往往需要大量的时间来进行亲代的交配的子代的筛选工作,而且需要较大的场地来进行试验。相比而言,转基因技术能够更加准确地改变生物的性状,在较短的时间内就可以完成育种工作。同时,转基因也克服了传统方法中的物种的限制,使得生物的性状改造能够有着更多的可能,实现了物种间的优秀基因的共同作用。如人们可以分离出生长在寒带的某植物的抗冻基因,植入番茄之中,培育出耐寒番茄。这个是传统的方法所无法实现的。
2.2提高作物产量和品质
中国是一个人口大国,粮食问题在我国显得尤为重要。近年来中国经济飞速发展,城市的面积在不断扩大,相对的,耕地的面积在不断缩小,坚守住十八亿亩的耕地红线是中国发展过程中的不二选择。如何用世界上7%的耕地面积养活世
界上22%的人口?那就只有不断提高农作物的产量。转基因技术恰好能够缓解人地之间的巨大矛盾。盐碱、干旱、病虫害是造成农作物绝收、减产主要原因之一,利用DNA重组技术、细胞融合技术等基因工程技术将多种抗病毒、抗虫害、抗干旱、耐盐碱的基因导入农作物体内,获得具有优良性状的转基因新品系,大大降低了生产成本,提高了产量。同时中国水稻之父袁隆平也认为,用先进的生物分子技术提高水稻产量,将是未来的主要研究方向。
2.3转基因食品价格更低廉
科学家通过改变生物体内的一些基因,使得转基因食品的产量提高,打破了季节对一些农作物的生长限制。同时,转基因作物的环境适应性强,对于农民种植或进行田间管理都很方便。种植抗虫的农作物生产者能够节省80%的农药,生产成本随之下降,产量相应提高。如抗虫害转基因玉米能增产5~15%,抗虫害转基因水稻能增产6%。由于相较传统作物而言,转基因作物的生产成本较低,因此消费者能够花费更少的钱买到质量相同甚至更好的产品。
2.4转基因食品某种意义上而言更安全
传统的食品通过添加剂改变口味,加入防腐剂延长食品的保质期,然而添加剂和防腐剂中都含有一定的有害成分,转基因技术可以较好的解决上述不足。通过转变或转移某些能表达某种特性的基因,从而能够延长食品的储存时间,保证其新鲜度。同时,一些转基因的农作物具有特定的抗虫能力,能够分泌出毒素使得害虫死亡。这样,生产者就不需要在喷洒农药,既减轻了喷洒农药对环境造成的负担,又还保护了益虫和其他生物,减少了人畜接触杀虫剂中毒的危险。同时,这些分泌出来的毒素对人体是基本没有影响的。举个例子,像Bt毒蛋白,它的毒性需要与靶细胞上的特异性受体结合才会发挥出来,而人体内根本就不存在Bt毒蛋白的受体,自然也就没有中毒一说了。
2.5转基因食品具有更多的附加价值
新一代的转基因作物能改变食物的营养成分,让消费者更切身地体会到其好处。日本科学家利用转基因技术成功培育出可以减少血清胆固醇含量、防止动脉硬化的水稻新品种;欧洲科学家培育除了米粒中富含维生素A和铁的转基因稻,有利于减少缺铁性贫血和维生素A贫乏症的发病率。人们还消除了虾、花生等中的致敏蛋白基因,让更多的人能够享用。另外,除了补充一些营养素外,转基因食品还能够成为预防疾病的“疫苗食品”。科学家培育出了一种能预防霍乱的苜蓿植物。用这种苜蓿来喂小白鼠,能使小白鼠的抗病能力大大增强。而且这种霍乱抗原,能经受胃酸的腐蚀而不被破坏,并能激发人体对霍乱的免疫能力。人们在品尝鲜美食物的同时,也能打到防病的目的。
3.反对转基因
3.1宗教因素
就宗教而言,佛教和伊斯兰教并为对转基因食品有着如何的排斥,不过有些宗教,如天主教,表明了自己明确的态度。从宗教的意义上,上帝创造了万物,包括生物体内各式各样的基因,而转基因是要取代上帝,所以转基因就是撒旦。在圣经旧约的摩西五经里,有着不允许物种杂交的教训,转基因无疑是对此教训的挑衅。天主教会于2008年颁布的“新七宗罪”包括:环境污染、吸毒、基因改造、社会不公义、过分敛财级娈童。对于基因改造,教廷方面的理由是:“生物科技领域有些地方利用实验和操纵基因侵害人类天然的基本权利,其后果实在难以预测和控制,我们必须予以谴责。”
虽然人们有着宗教信仰的自由,但是转基因是科技发展的必然结果,也是符合人类现今社会需求的产物。宗教虽然给人精神上的慰藉和依靠,却不能解决物质上的需求。从哲学的意义上而言,物质是意识的基础,所以因为宗教的信仰而反对转基因,抵制转基因食品,是对人类自身发展的不尊重。
3.2公众缺乏科学概念
1998年11月,孟山都公司在印度的两块试验地被当地人烧毁,原因是该公司在转基因植物中采用了“雄性不育”技术。一些农民怀疑这些“雄性不育”的植物与人接触后也会使人患上“不育症”。除此之外,瑞典的一个名义测验结果表明,60%的人认为普通食物中没有基因。
我们都知道,植物和人类属于两个界,想要通过自然的进食之类的方式进行基因交换基本是不可能的。而且,基因在改变后,本身就成为了一个新的基因,同样是碱基、氢键,并不会更容易断裂、脱落之类的。这些都应当是基本的知识,但是由于公众缺乏科学概念,对转基因没有一个正确的认识,很多人都抱着反对的态度。同时,就如同中国的那句老话,“宁可信其有,不可信其无”。因此一旦有人认为转基因食品会对人体造成重大的危害,那么公众就会产生强烈的自我保护意识,杜绝一切伤害的源头。另外,由于转基因对很多人来说是新事物,所以对于未知事物的彷徨也使得公众对转基因食品没有任何的信任可言。但是,如果他们提高了自己的科学素养,就不难发现转基因食品是解决人类现有矛盾的良药。
3.3生态考虑
这个理由确实是让很多人都对转基因抱有强烈的疑问。转基因的作物作为一个新品种,在生态系统中占有怎样的地位有着不确定性。在种植过程中,风媒和虫媒对与花粉的传播不具有选择性,所以有可能会造成基因污染。
“转基因作物破坏生物多样性”的断言对屡遭提起,但学术界迄今并未有确凿案例。目前,反转基因认识提及最多的两起——所谓Bt转基因玉米花粉致死帝王蝶时间的墨西哥玉米基因污染事件,均已通过更广泛的科研和更深入的研究得到澄清。
但是没有一项技术在开始时候就是完美的,在经过一定时间的发展,转基因的作物会对环境造成更轻微的影响,而且一些作用的靶昆虫的特异性会更加精确。另外,各个国家都有出台一些政策来限制以及减少转基因潜在风险。就我国而言,1993年国家科委发布了《基因工程安全管理办法》,1996年农业部发布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》,1997年农业部《关于贯彻执行农业生物基因工程安全管理实施办法的通知》,2001年国务院发布《农业转基因生物安全管理条例》。此外还有各式各样的政策、法律来保障转基因食品对于生态、人体的安全性。
3.4其他原因
其余的一些原因就比较的复杂。比如各个国家之间的贸易壁垒。为了保护本国的本土非转基因产品不被打压,政府会对转基因的进口进行限制,从而导致了转基因食品不能更好地普及,也使得人们对于转基因的认识不够。另外,像是孟山都公司之类的生物技术公司饱受诟病的控制种子问题。他们出售的转基因作物产生的种子不能用来播种,于是农民们种植转基因作物就需要每年都向那些公司进行购买。这种方式然很多人都比较反感,但是又是人家保护产权的合理之举。这些问题只是从转基因食品衍生出去的一些其他因素,转基因食品本身不应该被“弃之如敝屣”
我国是转基因农产品开发研究的大国之一,目前转基因植物的种植占全世界第4位,近年来,中国现代生物技术的研究开发已经取得了很多成果,转基因食品技术仅次于美国与加拿大。但是,中国市场上的转基因食品种类并不多,主要就是国家对其做了十分严格的控制,因此我们也要对这些食品有着一定信任。随着时代的进步,当人类与自然的矛盾日益加剧时,转基因食品或许能够为人们提供一个很好的解决方法,转基因食品也会在更大程度上获得公众的肯定。
参考文献
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[2].高溥超.《餐桌上的转基因食品》.第一版.中国社会科学出版社.2004年
[3].曾鼎.《他们为何反对转基因》.凤凰周刊.2012年.29期
[4].(德)P.佩汉//(荷)G.E.弗里斯.《转基因食品》.第一版.中国纺织出版社.2008年
第五篇:转基因论文
青岛农业大学
本科生选修课程论文
论文题目:转基因植物与人类健康生活
专业班级:化工艺120
2学生姓名 : 张锋
学号:
20126715
指导教师:宋雯雯
转基因植物与人类健康生活
摘要: 植物转基因工程是指通过基因枪等基因工程手段,将一种或几种外源基因转移到原本不具有这些基因的植物体内,并使之有效表达,产生相应性状,这种具有相应性状的植物称之为转基因植物。植物转基因工程的目的旨在通过导入有用的外源基因,获得转基因植物,用于植物的改良和有效成分的生产。目前在抗除草剂、抗虫、抗病、控制果实成熟以及植物生物反应器等方面已获得了一系令列人鼓舞的成果。毫无疑问,能够按照人类意愿来“创造”优良作物新品种的植物基因工程近年来所取得的长足进展是激动人心的,它必将为未来农业的发展和满足人类日益增长的器要发挥巨大的作用。但是.在给人们带来明显经济效益和社会效益的同时,植物基因工程也可能带来一些重大的潜在危险。所以.必须从利弊两方面来考虑转基因植物的最终应用,并要对其做出正确的安全性评价。
关键词: 转基因 转基因植物 安全 人类健康
一.什么是转基因植物。
转基因植物是基因组中含有外源基因的植物。它可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。而且可用转基因植物或离体培养的细胞,来生产外源基因的表达产物,如人的生长素、胰岛素、干扰素、白介素
2、表皮生长因子、乙型肝炎疫苗等基因已在转基因植物中得到表达。在过去的二十年里,随着分子生物学各领域的不断发展,植物基因的分离、基因工程载体的构建、细胞的基因转化、转化细胞的组织培养、植株再生及外源基因表达的检测等各项技术日趋成熟和完善,有关植物基因工程的研究日新月异,许多以前根本不可能的基因转化工作在越来越多的植物上获得成功。研究转基因植物的主要目的是提高用多肽或工业用酶的产量,改善食品质量,提高农作物对虫害及病原体的抵抗力。应用转基因植物来生产药用蛋白,包括疫苗、抗体、干扰素等细胞因子,可以利用植物大田栽种的方式大量生产,大幅度降低生产成本,提高产量,还可以获得常规手段无法获得的药物,植物转基因也可获得更多的新品种,蔬菜,水果,花卉都能够在保留其优良品质的情况下优化。
二.转基因植物的利弊
随着分子生物学的兴起和发展,人们通过基因工程的转基因技术对粮食、水果、蔬菜,以及家畜品种进行定向改良,希望创造出众多的“超级”良种。所谓转基因植物是指利用生物技术,从一种植物体中提取基因移植到另一种植物上,或将其他生物的基因种植到植物上,使其性状得以表达并稳定遗传。目前农业上已利用植物转基因技术获得了优质抗病虫害和抗除草剂的作物,取得了非常可喜的成绩,极大地提高了农作物的产量,并大幅度地减少了农药的使用量,而且还培育出耐旱、耐寒、耐贫瘠和抗盐碱的植物新品种。转基因作物的出现对传统农业生产提出了挑战,目前看来至少有以下几个方面的好处:一是降低了生产成本,使农业耕作管理更加容易。因为转基因农作物的抗杂草或抗病虫的能力均有了大幅度的提高,所以能减少农药的使用成本。二是能大幅度提高产量。这是因为它的抗逆性(抗旱、抗寒、抗盐碱、耐高温等)能力有了很大提高,所以生长好,产量更高。三是极大地提升了农作物或经济植物的经济价值,或制造出新的经济植物等等。四是有利于环境保护。转基因技术的原理是对某一物种具有特别性状的基因进行分离,并把它移植到另一个种上去,从而使一些植物体上具有组合基因。它的基因可能来自于动物或细菌,这也由此引起了广泛的争议,主要体现在以下几个方面:一是转基因技术对生物多样性的影响。现代农业过分强调以培养超级作物品种为目的的转基因技术的应用,这就使自然界种质资源遗传的均一性和贫乏变得日趋严重。如科学家提取一种基因,把它移植到农作物上可以使其对某类除草剂产生抗性,这样在田中使用除草剂的时候,作物就不会受到影响。而这样会影响到那些靠杂草生存的昆虫、鸟类和其他动物,从而对农田生物多样性起到破坏作用。二是担心转基因的逃逸现象。这种人工合成的联合基因会由转基因作物流散到其他近亲野生种去,也就是人们所说的基因逃逸现象。因为植物的繁殖是靠花粉,花粉在空气的传播过程中会飘荡很远。野生植物种通过这样的授粉也完成了抗除草剂的基因改良,可能会变成“超级杂草”。外源基因有可能向环境泄漏,因为导入转基因作物外源基因多为抗逆性基因,例如抗化学除草剂的2,4-D 的 tfda 基因,以及抗病毒系列和抗真菌系列的基因等。这些转基因植物的栽培中,其花粉有可能通过风、水及昆虫和其他动物等各种途径向周围的环境传播,花粉所携带的转移基因也就会不受人控制地在自然界中转移到其他作物或野生种群中去。那些接受了花粉的其他栽培植物或野生植物,一旦产生了可育的种子就会一代代地使“泄漏”的转移基因在自然界中广泛传播。三是担心转基因作物的育种问题。通过转基因技术所得到的作物,在绝大多数情况下都还是新的人工种植材料,不容易获得多代稳定遗传,如它的种子不发芽,因而无法为第二年备种。所以有人说这也是一种“绝种”技术,农民只好每年都要买种。四是目前在进行转基因过程中,用得较多的手段是借助质粒、病毒或土壤中农杆菌来实现的。这些基因载体是高表达性,但在构建基因工程菌的过程中,目的基因、载体系统、菌种等一旦泄漏到环境中,它们的致病性、抗药性和抗虫性等有可能给生态环境带来意想不到的负效应等等。
三.转基因植物的安全性评价
安全性评价是农业生物基因工程安全管理的核心,从事基因工程工作的单位在进行基因工程实验、中间试验、环境释放和商品化生产前,应当在遗传工程体及其产品安全性评价的基础上,确定其安全性等级,制定相应的安全控制措施。方法步骤
(一)确定受体生物的安全等级;
(二)确定基因操作对受体生物安全等级影响的类型;
(三)确定转基因生物的安全等级;
(四)确定生产、加工活动对转基因生物安全性的影响;
(五)确定转基因产品的安全等级。转基因棉花安全性评价已积累的有关经验和数据,据Monsanto公司测定,转基因抗虫棉花植株中的Bt蛋白含量很低(约占棉株鲜重的0.0001%)。用含5%~10%棉子的饲料喂养小鼠28天,结果转基因棉子与非转基因棉子对小鼠增重、饲料消耗量、死亡率、行为、器官毛重等方面均无差异。用含10%棉子的饲料喂养鹌鹑8天,对鹌鹑的饲料消耗、增重、死亡率、行为等没有影响。用含有20%棉子的饲料喂养鲇鱼10周,在增重、饲料消耗、饲料转化率、死亡率、体征等方面,转基因棉子与非转基因棉子饲喂的鲇鱼都一样。这些试验说明,Bt蛋白对啮齿类动物、鸟类、鱼类都是安全的。转基因棉子脂肪的酸组成与非转基因棉子也无多大差别。棉子油或纤维中检测不到Bt蛋白,说明Bt蛋白不会进入食物链。种子的活力是衡量作物生存竞争力的一个重要指标。据对转基因棉花的种子活力及越冬性的研究表明,与非转基因棉花相比,其种子活力没有提高。生殖隔离距离是在田间试验中为了防止基因通过传粉等方式转移到其它植物中所采取的一项措施。不同的作物的传粉能力不同,要有效的防止基因漂流所要求的隔离距离也不同。棉花是虫媒传粉作物,澳大利亚Fitt等的研究表明,与转基因棉花直接相邻的传粉率最高,为1.8%,平均为0.75%,在缓冲带为1m、10m和20m时,其传粉率依次为0.4%、0.06%和0.0001%。转基因棉花对非靶生物影响,如对近缘野生棉的影响、转基因抗虫棉对有益昆虫的影响、抗病毒转基因棉中产生病毒异源包装或异源重组的可能性、转基因棉的残渣对下一季作物的影响等也正在研究中。转基因棉花的安全性评价原则是:(1)促进而不是限制棉花基因工程的发展,同时保障人类健康和生态环境;(2)考虑到基因、转基因植物种类及环境的多样性,一般采取个案分析的原则(case-by-case);(3)逐步完善的原则(step-by-step);(4)在积累数据和经验的基础上,使监控管理趋向宽松和简单化的原则。
四.转基因植物的发展方向
1经济效益明显。少投入、多产出。少投入,即少施化肥,少打农药,少用水,少用土地和少用劳动力;多产出,即高产、优质、农产品的多用途和食品的多样化;保护环境,包括减少食品污染,有利于人类健康;减少环境污染,保障可持续发展以及维护生物多样性等等。
2.粮食问题。目前几乎每个发展中国家都面临着人口增长与耕地面积减少的巨大压力,解决这一问题的唯一办法就是通过高新技术来提高农业生产效率。转基因技术的大规模应用,可以显著地降低生产成本,提高生产效率。转基因技术不仅能提高粮食或作物的产量,并可提高其品质。
3转基因技术在提高粮食产量、减少农药使用、生产含有更多营养成分的健康食物等方面有巨大潜力。例如我国农作物生产中所存在的一些重要问题,包括水资源与旱灾、化学肥料的滥用、盐碱地与酸性土壤、病虫危害与农药、作物的品质和主要作物产量等等。转基因技术将对我国农业科技革命的实现起决定性作用。
4.可以大大缩短作物生长期。西班牙科学家从拟南芥菜中提取一种基因插入柑橘树中,使原来要5~6年才能成熟的柑橘树,在一年内就开花结果(Penaetal.,2001)。
参考文献
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