轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用及作物安全性評(píng)價(jià)

高英華

【摘 要】 本文從基因育種，轉(zhuǎn)基因生物制藥及基因治療等方面，介紹了轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，并簡(jiǎn)述了轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全性和食品安全性。

【關(guān)鍵詞】 轉(zhuǎn)基因技術(shù) 應(yīng)用 安全性

轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指用人工方法有目的地將來(lái)自一種生物的基因穩(wěn)定地整合到另一種生物的基因組中去，使其表達(dá)并遺傳給子代的綜合技術(shù)。通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)如農(nóng)桿菌介導(dǎo)法、基因槍法、電擊、聚乙二醇法等培育出許多動(dòng)、植物新品種。目前，這一技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)上。轉(zhuǎn)基因作物在給人們帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，其安全性問(wèn)題也在全球范圍內(nèi)引起了廣泛的爭(zhēng)論。

一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，使作物育種從雜交育種走向基因育種。

1．抗性育種?？剐杂N包括抗病、抗蟲(chóng)和抗逆性作物的培育。

（1）抗病性。1986年華盛頓大學(xué)Powell通過(guò)基因工程技術(shù)首次將煙草花葉病毒(TMV)外殼蛋白(CP)基因轉(zhuǎn)入煙草，培育出了能穩(wěn)定遺傳的抗病毒植株。

（2）抗蟲(chóng)性。目前，廣泛應(yīng)用的植物抗蟲(chóng)基因是從蘇云金芽孢桿菌中分離出來(lái)的一種毒蛋白基因——Bt基因。至1 997年初，在80種已經(jīng)批準(zhǔn)或即將批準(zhǔn)的商品化轉(zhuǎn)基因作物中，有2 1種是轉(zhuǎn)Bt基因作物，其中以玉米、馬鈴薯、棉花為主。我國(guó)種植的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，在完全不噴殺蟲(chóng)劑情況下，單產(chǎn)仍高于噴撒2—3次殺蟲(chóng)劑的國(guó)產(chǎn)棉，顯示出了控制棉鈴蟲(chóng)的極好前景。

（3） 抗逆性?？鼓嫘园钩輨?、抗寒、抗旱、抗熱等。2000年全球抗除草劑作物種植面積占全球轉(zhuǎn)基因作物的74％。據(jù)日本《農(nóng)業(yè)技術(shù)》報(bào)道：日本北海道生物研究所將小麥過(guò)氧化氫酶用電擊法導(dǎo)入水稻(尤加拉、松馬埃)中，培育成耐低溫水稻，與正常水稻相比，過(guò)氧化氫酶活性在25。C時(shí)約提高4.5倍，在5。C時(shí)約提高1.5倍。

2. 改善植物品質(zhì)。這方面的工作主要是通過(guò)基因轉(zhuǎn)移改變植物中氨基酸、蛋白質(zhì)含量等品質(zhì)特性以及一些材料的加工性能。英國(guó)．Zeneca公司和London大學(xué)研究小組培育出了總胡

蘿卜素和番茄紅素含量極高的番茄，這種番茄對(duì)預(yù)防癌癥有良好作。

二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

1.利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗。1992年，Arntzen等人首先提出了用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)醫(yī)用疫苗的思路，促成了轉(zhuǎn)基因植物疫苗研究的興起。近10年來(lái)，以Arntzen研究小組為代表的多個(gè)研究組相繼在煙草、馬鈴薯、苜蓿等植物中成功表達(dá)了乙肝病毒表面抗原、大腸桿菌毒素B亞基、霍亂毒素B亞基、諾瓦克病毒衣殼蛋白等，并證實(shí)植物表達(dá)的抗原可以引發(fā)人和動(dòng)物的免疫反應(yīng)。

2.利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物生產(chǎn)其他生物藥。轉(zhuǎn)基因植物可表達(dá)多種蛋白如腦啡呔、＆干擾素、人血清蛋白以及兩種最昂貴藥物即葡糖腦苷脂酶和粒細(xì)胞一巨噬細(xì)胞群刺激因子等。

3.基因治療。它是指通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)糾正某些基因缺陷引起的遺傳病。

三、轉(zhuǎn)基因作物的安全性

轉(zhuǎn)基因作物(genetically modified corps)是指利用重組DNA技術(shù)導(dǎo)人了克隆的優(yōu)良目的基因并在其中進(jìn)行表達(dá)，從而獲得新的性狀的作物。同傳統(tǒng)雜交育種方式相比，這一技術(shù)克服了植物有性雜交的限制，基因交流的范圍無(wú)限擴(kuò)大，可將細(xì)菌、病毒、動(dòng)物、人類(lèi)、遠(yuǎn)緣植物甚至人工合成的基因?qū)酥参?，其?yīng)用前景十分廣闊。

1.轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全性

（1）轉(zhuǎn)基因作物本身可能演變?yōu)檗r(nóng)田雜草植物在獲得某種特定基因可能會(huì)增強(qiáng)其生存競(jìng)爭(zhēng)性，在生長(zhǎng)勢(shì)、越冬性、耐受性、種子產(chǎn)量等方面強(qiáng)于非轉(zhuǎn)基因植物。若被推廣種植，釋放到自然環(huán)境中的機(jī)會(huì)特別大，將會(huì)迅速地成為新的優(yōu)勢(shì)種群，進(jìn)而演變成農(nóng)田雜草。

（2）基因漂流影響其他物種。轉(zhuǎn)基因作物中的一些抗除草劑、殺蟲(chóng)劑和病毒的抗性基因通過(guò)花粉雜交等途徑向其同種或近緣野生種轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生出一些可抗除草劑、殺蟲(chóng)劑和病毒的所謂“超級(jí)雜草，造成不可估量的農(nóng)業(yè)損失和生態(tài)災(zāi)難。另外，自然界存在植物病毒的重組現(xiàn)象，隨著抗病毒轉(zhuǎn)基因作物的大面積推廣有可能產(chǎn)生侵染力、致病力更強(qiáng)的“超級(jí)病毒”，從而造成更大的危害。

（3）可能對(duì)非目標(biāo)生物造成危害，影響生物的多樣性。植物在引入抗蟲(chóng)或抗病基因后，往往具有較強(qiáng)的“選擇優(yōu)勢(shì)”，大量的轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)入自然生態(tài)系統(tǒng)中，造成生物數(shù)量劇減，甚至?xí)乖形锓N滅絕。美國(guó)康奈爾大學(xué)Losey等發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因Bt玉米花粉能導(dǎo)致非目標(biāo)害蟲(chóng)黑麥金斑蝶(Danaus plexippus L．)幼蟲(chóng)死亡。

2.轉(zhuǎn)基因作物的食品安全性。

（1）毒性問(wèn)題。關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品的毒性問(wèn)題，目前只有一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)報(bào)道，尚無(wú)人體的研究報(bào)告。蘇格蘭Rowett研究院的Putsai博士曾聲稱(chēng)培育出了帶凝集素(Lectin)基因的改良馬鈴薯，但是這種馬鈴薯能夠破壞老鼠的肝臟和免疫系統(tǒng)。

（2）過(guò)敏反應(yīng)問(wèn)題。在自然條件下存在許多過(guò)敏源。在基因工程中如果將控制過(guò)敏源形成的基因轉(zhuǎn)入新的植物中，則會(huì)對(duì)過(guò)敏人群造成不利的影響。美國(guó)的PioneerHi—Bred種子公司把巴西堅(jiān)果中的2S清蛋白基因轉(zhuǎn)入大豆，以使大豆的含硫氨基酸增加，結(jié)果對(duì)巴西果過(guò)敏的人就對(duì)轉(zhuǎn)基因大豆產(chǎn)生了過(guò)敏反應(yīng)。

（3）營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題。一些研究人員認(rèn)為，外來(lái)基因會(huì)以一種人們目前尚不甚了解的方式破壞食物中的營(yíng)養(yǎng)成分，降低食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，引起營(yíng)養(yǎng)失衡。美國(guó)倫更毒性中心的實(shí)驗(yàn)報(bào)告指出，與一般大豆相比，耐除草劑的轉(zhuǎn)基因大豆中，防癌的成分異黃酮減少了。

（4）對(duì)抗生素的抵抗作用?？股乜剐曰蚴悄壳稗D(zhuǎn)基因植物食品中常用的標(biāo)記基因。但抗生素標(biāo)記基因?qū)θ梭w的健康是否會(huì)造成不利的影響，例如是否會(huì)水平轉(zhuǎn)移到腸道微生物或上皮細(xì)胞，從而降低抗生素在臨床治療中的有效性，一直受到人們的關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

[l]趙錦，劉孟軍，蔣洪恩．轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其在植物育種中的應(yīng)用．生物技術(shù)，2002，12(6)：42．43

[2]楊淑培.我國(guó)培育成功抗卷葉病毒轉(zhuǎn)基因馬鈴薯．生物技術(shù)通報(bào)，2001，151(2)：51

[3]吳瑞娟.基因工程在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用．生物學(xué)通報(bào)，2002，37(4)：30-31.