1、1,轉基因與生物安 ,南京農業大學農學院张红生,2,主要内容 轉基因相關原理（What, Why, and How）() 轉基因應用現狀() 轉基因生物安全(),一、轉基因相關原理 ,3,4,指將外源基因導入到生物體的基因組中，從而使生物體的遺傳性狀發生改變的技術,轉基因（What？）,常規雜交育種,轉基因技術,5,指將外源基因導入到生物體的基因組中，從而使生物體的遺傳性狀發生改變的技術,轉基因（What？）,6,轉基因（Why？）,糧食安全、品質追求、環境、能源, , , .,7,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟-,(一) 目標基因() (二) 構建載體( ) (三) 轉化
2、(四) 篩選,8,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟,(一) 目標基因,1、基因的合成: 2、基因的克隆: ,9,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟,(二) 構建載體-,1972年美國斯坦福大學的伯格(PBerg)教授第一次重組DNA獲得成功,10,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟,(二) 構建載體,Left border,Hygromycin 抗潮霉素 ,Target Gene ,Right border,vir genes,ori,12-24 kbp,啟動子(Promoters),目的基因,報告基因,啟動子,選擇標記基因,啟動子,T-DNA區,G
3、US,T-DNA區,11,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟,(三) 轉化-,12,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟,(三) 轉化-水稻愈傷組織農桿菌()介導法,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟,(三) 轉化-煙草葉盤農桿菌介導法,Co-culture ,Culture in MS medium ,Budding ,Rooting ,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟,(三) 轉化-小麥基因槍(gene gun)轟擊轉化法 ,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟,(三) 轉化-棉花花粉管通道轉化法 ,轉基因（How？）-以
4、轉基因植物為例,轉基因步驟,(四) 篩選-,WT 49# 50# 72#,WT 2# 4#,B,轉基因植株的RT-PCR檢測,1 2 3,A,轉基因植株的潮黴素篩選 (homomycin ) ,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟,(四) 篩選-,C,23130,9416,6557,4361,2322,2067,(bp),轉基因植株的Southern雜交檢測印迹,轉基因植株的Western雜交檢測,D,18,轉基因（How？）-以轉基因植物為例,轉基因步驟,(一) 目標基因() (二) 構建載體() (三) 轉化 (四) 篩選,19,Questions ？,二、轉基因應用現狀 ,2
5、0,產蛛絲轉基因細菌：蛛絲是自然界最奇特的物質之一，它具有極強的韌度，如能實現大規模人工生產，將可以取代塑膠材料，用於眼部或神經外科手術的精細縫合。2005年德國科學家宣佈已利用轉基因細菌成功製造出優質蛛絲。: . .,21,轉基因豬：受到轉基因巨型小鼠獲得成功的鼓舞,科學家又在培育生長迅速、營養品質優良的轉基因家畜、家禽方面,不斷取得輝煌成就 : .,22,轉基因牛，羊，雞： , , :可以為我們帶來“包治百病”轉基因牛奶，優質羊毛和“抗癌雞蛋”,23,美國轉基因風景樹項目：,24,轉基因花卉：,25,First biotech plant product tomato,轉基因西紅柿：能防乙
6、肝的西紅柿,26,金米的故事： 以大米為主食的地區大約有20億人因缺鐵而患貧血。因為大米不包含能轉化為維生素A的胡蘿蔔素(carotin)；卻包含著妨礙鐵元素再吸收的物質 瑞士科學家Potrykus成功地從水仙()、真菌()、豆子等中找到四種促進新陳代謝的酶()，移植到普通水稻中。1999年4月獲得成功，因為它含有胡蘿蔔素，米粒金黃，被譽為“金米()”，又以此比喻其珍貴。,27,轉基因水稻 ()：,05年SCIENCE()雜誌發表黃箕昆()等的研究結果，首次論證了在中國轉基因抗蟲()水稻生產試驗田裏轉基因水稻生產的可能性,28,轉基因棉花：,抗蟲棉,產兔毛棉,29,轉基因棉花：,抗除草劑大豆,
7、轉基因玉米()：,31,轉基因應用現狀,2000年已有13個國家種植了商品化的轉基因植物；2004年有17個國家種植了轉基因植物;2006年有22個國家種植轉基因植物;美國、阿根廷、巴西、加拿大、印度和中國是6個主要的轉基因作物種植國,轉基因植物研究發展 1983年，轉基因煙草()、胡蘿蔔()問世1987年，轉基因油菜()、棉花()產生1988年，轉基因水稻()、玉米()誕生 1992年，培育出轉基因小麥 ()1994年，培育出轉基因大麥() .20餘種植物產品通過FDA認證13個國家種植轉基因植物轉基因作物商業化：遍佈6大洲預測：2020年世界上80 -90的農作物將是轉基因植物,根據國際農
8、業生物技術應用服務局統計，1996年到2006年的轉基因作物種植面積如下：,1996,1997,2002,2004,2006,170万,1100万,5870万,8100万,1.02亿,单位：公顷,以轉基因性狀而言，種植面積最大的仍然是抗除草劑轉基因作物，其次是抗蟲轉基因作物。,35,目前所種植的轉基因作物主要為大豆、玉米、棉花和油菜等，其中以轉基因大豆的種植面積最大。,soybean,maize,cotton,canola,2520万,5700万,1340万,单位：公顷,480万,2006年全世界種植的轉基因作物,36,三、轉基因生物安全 ,轉基因()是天使()還是魔鬼()?,當“基因”這個詞
9、彙漸漸成為流行語的時,頗有爭議的轉基因產品也走進了我們的生活,對轉基因作物的安全性爭論，國際上有幾個典型的事件。 Pusztai()事件：1998年秋天，英國Rowett()研究所Pusztai博士在英國電視臺發表講話聲稱大鼠食用了轉雪花蓮凝集素基因()土豆後，體重和器官重量減輕破壞。此事首次引起國際轟動，反生物技術組織策劃了破壞轉基因作物試驗地等行動。英國皇家()學會同行評審，指出Pusztai的試驗設計有六方面的錯誤。,斑蝶事件：1999年5月，美國康奈爾(Cornell)大學的一個研究組在Nature()雜誌上發表文章，聲稱轉基因抗蟲玉米的花粉飄到 “馬利筋(Bloodflower)”的
10、雜草上，導致44的幼蟲死亡。現在這個事件也有了科學的結論：第一，玉米的花粉非常重，擴散不遠;第二，田間試驗都證明抗蟲玉米花粉()對斑蝶並不構成威脅。真正原因是：一，農藥的過度使用，二，墨西哥生態環境的破壞。,墨西哥玉米事件：2001年11月，美國加州大學伯克萊(Berkeley)分校的兩位研究人員在Nature上發表文章，聲稱在採集的個玉米地方品種樣本中，發現有35S啟動子()及 Bt11抗蟲玉米中的adh1基因相似序列。綠色和平組織借此大肆渲染，說墨西哥玉米已經受到了“基因污染” 。文章發表後受到很多科學家的批評，指出其在方法學上有許多錯誤。對此，Nature編輯部最近發表聲明，稱“這篇論文
11、證據不足，不足以證明其結論，原本不應該發表”,(1)國際轉基因作物爭論的實質並不純粹是科學問題，而是經濟和貿易問題; (2)轉基因作物的安全性已經成了國際貿易的技術壁壘; (3)由於某些媒體的炒作，對消費者的心理和轉基因作物的產業化已經產生了很大的負面影響,轉基因之爭的背後后 ,因此我們要瞭解轉基因植物的潛在風險 :1. 轉基因植物釋放引發“超級雜草()” 通過花粉的傳播與受精將某些基因（主要是抗除草劑基因）漂入野生近緣種或近緣雜草而產生難以控制的“超級雜草”,2. 轉基因植物中35S啟動子()的生物安全性 35S啟動子的潛在風險：（1）可能會重新活化病毒()。（2）可能會增強毒素的合成。（3
12、）可能活化並且導致癌症()的發生。,3.抗生素抗性標記基因的生物安全性 轉基因植物中的標記基因是否會通過食物在腸道中水平轉移至微生物，從而影響抗生素治療的有效性。,當然,科學家們也在行動: 隨著生物技術的發展，現在已可將轉基因植物中的標記基因通過定位重組技術刪除，或可用更為安全的標記基因，如甘露糖(mannose)-6-P - 異構酶(isomerase)，也可完全不用標記基因。,1.國際組織2000年卡塔赫納生物安全協定書()62個國家簽署2001年生物安全議定書 130多個國家簽署2003年生物技術食品的風險評估草案 226個國家表示歡迎,對轉基因相關管理的現狀,2. 美國 (支持 ),
13、1992年美國公佈了轉基因作物不需由作市場前評價，除非它引起新的安全性問題;-(完全放開) 2000年1月美國政府對轉基因玉米的種植頒佈了限令，美國大部分玉米產區的農場主應至少種植20的傳統玉米，在同時種植玉米和棉花的地區，傳統玉米要達到50; -(限令)2001年7月出臺了轉基因食品管理草案規定，來源於植物且被用於人類或動物的GMF在進入市場之前至少120天，生物工程製造商必須提出申請，以確認此類食品具有安全性.-(安全性評價),3. 欧盟(反對 ),1998年提出轉基因技術安全性之後，其反對態度更加強硬; -(抵制) 1999年5月新食品法規定對轉基因產品必須加貼標簽 ; -(有所放鬆)
14、2002年以後歐盟對轉基因態度又強硬起來; -(堅決抵制) 2006年世貿組織（WTO）確認歐盟限制轉基因作物進口的做法缺乏科學依據，違反世貿組織協定。這是WTO首次從法律上就轉基因食品進口問題作出確認。,4. 其它國家地區,日本、澳大利亞、俄羅斯、加拿大、韓國、泰國、巴西的政策基本與國際組織的相同;發展中國家迫切需要解決糧食問題，對於高產的轉基因產品表示歡迎，這些國家技術落後，沒有相關的轉基因成分的檢測條件，對於標識問題也只能處於被動地位，基本是按國際組織的要求和生物安全議定書()要求執行.,2002年3月中國內地要求所有轉基因產品必須進行標注. 2003年1月1日起,臺灣對含有轉基因成分的食品加貼強制性標簽.,.,具體建議如下： 1.加強轉基因產品的安全性研究; 2.建立完善的檢測體系與質量審批制度; 3.不斷完善相關法規; 4.加強宏觀調控; 5.加強對公眾的宣傳和教育.,2007年1月, 北京, 綠色和平組織()和生物技術應用服務局分別表示了對轉基因水稻商品化的反對和支持態度爭論使中國內地再次延遲了有關轉基因水稻商品化的審議.我們的選擇- 現存的農藥危害 還是 潛在的轉基因風險?我們的擔心-,关于转基因水稻的争论,谢谢各位！Thank you!,51,
