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1、餐桌上的基因,陈家堃 广州医学院化学致癌研究所, 转基因食品(genetically modified foods),全球人口的迅猛增长，耕地面积的不断减少，粮食问题成为世界许多国家面临的一个棘手问题。要满足人们的食品供应，提高食品质量，必须依靠科学技术。由于基因技术，特别是转基因技术在食品生产中的应用并取得了明显的成效，因此转基因食品也已悄然走上人们的餐桌上。,一、转基因食品概述,利用分子生物学技术，将某些生物（动物，植物，微生物）或改变的基因转移到其它物种中去，改造其生物的遗传物质使其性状：营养物质，消费品质，向人们所需要的目标转变。以转基因生物为食品或以其为原料加工生产的食品称为转基因食
2、品。,转基因食品,转基因大米示意图,转基因食品大体上可分为三类：,转基因食品的分类,1转基因植物食品（如转基因玉米、大豆、土豆、西红柿、香蕉、苹果、菠菜等）,这一类种类较多，由这一类转基因植物加工而成的食品称转基因食品。这一类转基因食品主要目的：提高产品质量，抗病虫害，提高农业效益。,2转基因动物食品（如转基因鱼、肉类等）,通过转入适当的外源基因或对自身的基因加以修饰的方法来降低结缔组织的交联度，而使动物肉质得到改善。其目的是获得风味和营养价值符合消费者需要的食品。,3转基因微生物食品（如转基因发酵而得到的葡萄酒、啤酒、酱油等）,此类食品是利用转基因微生物（如和酶的作用产生出来的食品）。转基因
3、酵母。,以上三类包括了以转基因物种为原料生产的食品和食品添加剂。,世界上最早的转基作物诞生于1983年，是一种含有抗生素类抗体的烟草。,转基因食品的发展状况,1993年第一种市场化的转基因食品在美国出现，是一种可以延迟成熟的西红柿，具有长时间保存而不软化、不腐烂，且保持鲜艳红色等特点。,1996年由其制造的番茄酱才得以充许在超市出售。,转基因作物载培面积从1996年的2000万公顷，猛升到1999年的40000万公顷，约占全球作物载培面积的2%3%。,其发展之迅速，超出人们的预料，据统计：,全球转基因作物的销售额由1995年0.75亿美元，1996年达2.35亿美元，1997年达6.7亿美元，
4、1998年猛增到16亿美元，4年间增加了20倍 。,2000年全世界的转基因农产品市场约30亿美元，2010年将达到250亿美元。转基因动物产品可达到75亿美元 。,美国 最早进行转基因食品研究,转基因技术采用最多的国家：,1983 1997年已生产34中转基因作物（如土豆、玉米、番茄、木瓜、大豆等 ）,阿根廷 第二个采用转基因技术的国家,1997年转基因作物播种面积140万公顷 1998年转基因作物播种面积增加到550万公顷（其中75%的土豆播种面积采用了经过改变基因的豆种）,加拿大 转基因农业生产发展迅速,转基因作物播种面积1997年130万公顷 2000年280万公顷 2001年51%大
5、豆和玉米采用 经过改变基因的种子,此外，还有澳大利亚、墨西哥、西班牙、法国和南非等国。,中国 90年代初进入商业型转基因农业生产的第一个发展中国家。,我国从事农业生物基因工程研究工作的科研、教学单位80多家 涉及的受体生物种类92种 进入田间试验的转基因植物14种。部分领域已接近或达到国际先进水平,目前转基因主要产品： 大豆、玉米、棉花、油菜、马铃薯 转基因主要性状： 转抗除草剂基因作物； 转抗虫剂基因作物； 转抗除草剂和抗虫剂双价基因作物； 抗病、抗不良环境因素和提高产量等,目前转基因生物农药约有20余种，其主要作用为抗虫、杀菌、防腐、抗病毒及增加植物某些营养成分。,总之转基因食品 第二次绿
6、色革命。代表了当今新农业技术的发展方向，它是缓和,三大矛盾的良药,二、转基因食品安全性,1）筛选优良品种快而准,转基因食品的利与弊,2）物种间的优化组合 植物与植物，动物与动物，动物与植物等,3）转基因技术可培育高产，优质，抗病毒，抗虫，抗寒，抗旱，抗涝，抗盐碱，抗除草等,4）利用转基因技术生产有利于健康和抗疾病的食品.,5) 转基因食品可以摆脱季节气候的影响，让人们一年四季都可以吃到新鲜的瓜菜。,6）转基因食品技术可以培育出生长周期短、产仔多、生蛋多、泌乳量高、生产的肉类、皮毛品质和加工性能好并具有抗病性的动物。,任何一项新的科学技术的应用都有两面性:,7）转基因生物，产品可能含有有毒物质和
7、过敏源，严重的甚至可以致癌或导致蔬菜某些遗传疾病，对人体健康产生不利影响。,8）转基因生物进入自然界后造成基因污染，该种污染对环境的污染难以消除。,9）抗虫转基因作物对目标生物起作用的同时也对非目标生物起作用，即杀死了环境中有益的昆虫和真菌，没有识别益虫和害虫的能力，对生态环境造成不利影响。,转基因食品与对应的原有食品不一样，对人类营养和健康效应以及生态的远期影响问题还不清楚，引起世界范围的争论也不足为奇。对广大消费者来讲应有知情权，以防止转基因食品引起的健康损害。,转基因食品的安全性,1） 转基因食品的生物学效应,期望效应 由于新基因的插入使转基因生物具有了某些人们需要的新特性，能在该生物体
8、内产生有利的期望效应（intended effects）,非期望效应 人为地把新基因的插入生物体时，该基因并非全部插入到研究者所期望的位点上，由此可能会产生某些没有预料到的效应，称为非期望效应（unintended effects）,对健康的不良影响的各种非期望效应对转基因食品的安全性评价至关重要。,2） 转基因食品的潜在安全问题,食品毒性： 导入的基因并非原来亲本动植物所有，该外源基因及其表达产物是否具有毒性,食品过敏： 导入基因的来源及或其表达的蛋白氨基酸序列与已知的致敏原是否具有同源性甚至有没有产生新的致敏原？,产生对抗生素的抗性： 由于目前在基因工程中选用的载体大多数为抗生素抗性标记。
9、抗生素抗性通过转移或遗留转入食品而进入食物链。有否可能进入人和动物体内外的微生物，从而产生耐药性的细菌或病毒？,食物的营养价值下降或造成体内营养素紊乱 ： 人为改变了蛋白质组成的食物是否能被人体有效地吸收利用？关键是外源基因的导入位点和外源蛋白德表达。因外源基因导入位点不同极可能产生基因缺失，移码等突变所表达的蛋白质产物的性状数量及部分与期望值不符。,发生转基因食品的安全性问题取决于基因转移。,1） 植物DNA中的转基因游离出来,发生基因转移的先决条件：,2） 转基因要耐受植物和人肠道中核酸酶的分解,3） 转基因和膳食中DNA竞争性吸收,4） 接纳转基因的细菌或哺乳类细胞能发生转化，转基因能耐
10、受该细菌的限制酶作用,5） 基因要能通过修复或重组的事件嵌入宿主DNA，然后稳定在宿主细胞中,具备上述条件后，转移的外源基因在接纳的哺乳类细胞中还要看能否表达，以及表达的程度。只有转移的基因表达后才有可能引起值得注意的健康问题。,三、转基因食品的安全性评价,国际上，对生物技术食品安全性评价主要应用“实质等同性原则”。这是1993年经济合作发展组织（DECD）提出的。 所谓“实质等同性”即对于应用现状生物技术生产的来自生物体的食品和食品成分及安全分析的最实际的办法，就是考虑它们与目前市售食品是否实质等同。,1）根据受体生物，基因工程操作和转基因农业生物的安全等级，确定转基因食品的安全性进行分类评
11、价,转基因食品的安全性评价原则,2）根据转基因食品的类型和用途等特性进行分类评价,3）对每一个转基因食品应用个案处理的原则,4）参照“实质等同性”原则对转基因食品的安全性进行评价,5）对照国际组织国外相应机构对同一转基因食品的评价原则和方法进行评价,1）产品分类,转基因食品评价的内容,环境适应类转基因食品,改良类转基因食品,营养改善类转基因食品,2）卫生学要求,一般卫生学要求（感官、理化、微生物）与受体生物食品卫生标准相符,转基因成分,外源核酸 检出目的基因，调控基因，标记基因，报告基因的序列，插入位点及启动子终止子，增强子）与申报相符。 外源mRNA 检出外源基因 mRNA与申报资料相符 外
12、源蛋白质 检出的外源蛋白质与申报资料相符,安全性,转基因食品的毒性 符合食用安全的要求 转基因食品的致敏性 符合食用安全的要求 致突变性 符合食用安全的要求,营养要求,抗营养因子 抗营养因子 的种类、含量和种类与原食品相同 营养效价 食物转化率营养成分吸收率及促进生长发育的影响与原食品相同 稳定性 试验确认性状成分在储存、加工等条件下发生的变化与原食品等同性,食品营养成分（主要营养素种类、含量、比例） 营养改善类转基因食品除设计改变的营养素外其它营养素的种类，含量和比例与原食品相同。,标识要求,标 记 转基因食品统一的标志 品 名 转基因食品名，如转基因大豆转基因棉籽油等,安全性评估中需要考虑
13、食品的消费者类型暴露水平,应指出：,在致敏性方面建议常见的致敏食品不要进行基因转移,建立动物实验的方法，其目的是确定某些毒性终点，预见敏感性指标，如免疫毒性，神经毒性，致癌性或生殖毒性等,四、转基因食品的风险评估,目前发达国家对转基因生物的风险评估比较重视。 我国在转基因技术商业化方面取得了不少的成果，但考虑更多的是转基因产品的近期效益，对其生态风险市场和社会风险研究还很薄弱应引起重视。,今后应在转基因产品投放前，评估该产品对人体健康、农业生产和生态的潜在危害。同时与国内外的实验数据相关信息建立相应数据库进行风险评估。,五、转基因食品的管理,如美国、加拿大等国其管理原则是管理生物技术产品而不是
14、其生物技术本身。由美国食品管理局（FDA）负责监督生物技术食品的安全性，并与USDA及EPA进行密切的配合，制定及掌握安全与法规问题。,以产品为基础的管理模式,欧洲共同体等，认为重组DNA技术本身具有潜在的危险性，因此只要与重组DNA相关的活动都应进行安全性评价并接受管理。,以技术为基础的管理模式,我国的生物技术食品安全管理近况,1993年12月国家科委发布了“基因工程安全管理办法”，为中国的基因工程安全管理建立一个明确有效的管理框架。,1996年7月农业部发布了“农业生物基因工程安全管理办法”，对转基因食品从实验研究，中间实验，环境释放到最后商品化的全过程进行安全性评价作出了规定（包括人体健
15、康和生态环境）,2001年5月，国务院颁布了“农业转基因生物安全管理条例”，其内容有：对转基因生物安全实行分级管理评价制度；转基因生物投入生产和应用前申领转基因生物安全证书的申领制度。转基因生物在经营过程中的标记制度，各级卫生执法部门对转基因食品安全监督管理等。,转基因食品属于新资源食品的管理范畴，因此可参照我国食品卫生法中有关对新资源食品规范进行转基因食品安全性评价。,随着生物技术的快速发展，转基因技术在食品中的应用也将日益完善，其优势表现越来越显著，西方国家认识到这一点。为此，注入了大量的资金。,六、转基因食品的前景,我国人多地少转基因食品的发展显得更为重要，目前我国农业部生物工程安全委员会批准了两种番茄一种甜椒，进行商业化生产。,随着转基因技术的发展，将更加清楚地了解外源基因的整合机制，从而提高转化率，提高转基因食品的食用安全性，加快转基因食品进入市场。,随着转基因食品商业化步伐的不断加快，转基因食品将成为不可抗拒的时代潮流。,谢谢各位！,