轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)安全性

1、 環(huán)境生物學課程論文題目 轉(zhuǎn)基因生物的生態(tài)安全性問題 姓名 學號院、系 生命科學學院 專業(yè) 植物學 指導(dǎo)教師 蔡金紅 轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)安全性摘要：在闡述轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生的必然性和應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)風險及可能帶來的環(huán)境問題和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題。認為轉(zhuǎn)基因植物本身可能會變?yōu)殡s草或使其近緣物種變?yōu)殡s草，轉(zhuǎn)基因植物可能產(chǎn)生新的病毒或超級病毒，轉(zhuǎn)基因植物對非靶標有益生物、土壤生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性會有直接或間接的影響。建議抱著理性認識和客觀對待的科學態(tài)度來對待轉(zhuǎn)基因食品。關(guān)鍵詞: 轉(zhuǎn)基因植物、生態(tài)風險、安全性Abstract: Based on elabor

2、ating the necessity of transgenic plants emergence and the applied present situation of ones, this article analyses the ecological risk and the possible environments problem of transgenic plants and the safety problem of transgenic foods considers that transgenic plants maybe change into weeds, by t

3、hemselves or make their close relative species become weeds transgenic plantsprobably produce new virus or supervirus ,and transgenic plants can affect non-target profitable organisms,soil ecological system and biological diversity directly or indirectly. At present, people still dispute over the sa

4、fety of transgenic foods. We must approach transgenic foods by using scientific attitude of rational knowledge and objective treatment.Key words: transgenic plants 、ecological risk、 safety隨著生物技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因技術(shù)日趨成熟，越來越多的轉(zhuǎn)基因植物品種投入環(huán)境釋放和商業(yè)化生產(chǎn)，以植物轉(zhuǎn)基因工程為核心的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)已經(jīng)形成。由于其蘊涵著巨大的市場和商機，世界很多國家紛紛將這一現(xiàn)代生物技術(shù)列為國家

5、優(yōu)先發(fā)展的重點領(lǐng)域。然而由于基因工程技術(shù)應(yīng)用的基因遠遠超出了傳統(tǒng)育種專家應(yīng)用常規(guī)有性雜交基因庫的范圍，人們很難預(yù)測基因進入一個新的遺傳背景后會產(chǎn)生怎樣的后果。所以，各國科學家在注重轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境釋放及其商業(yè)化生產(chǎn)帶來巨大效益的同時，也一直關(guān)注轉(zhuǎn)基因植物潛在的生態(tài)風險和可能給人類帶來的環(huán)境及健康問題。 到20世紀末，轉(zhuǎn)基因植物及其產(chǎn)品轉(zhuǎn)基因食品的安全性在全球范圍內(nèi)引起了激烈爭論，如何客觀認識和對待轉(zhuǎn)基因植物是值得我們深思和重視的問題。1 轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生的必然性和應(yīng)用現(xiàn)狀1.1 轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生的必然性 轉(zhuǎn)基因植物是指利用現(xiàn)代生物技術(shù)將優(yōu)良的經(jīng)過人工切割和修飾的目的基因?qū)胫参锛毎蚪M織并在其中進行

6、表達從而使植物獲得新的性狀。這一技術(shù)克服了植物有性雜交的限制，基因交流的范圍無限擴大，為植物遺傳改良開辟了一條新的途徑。自1983年報道獲得第一例完整轉(zhuǎn)基因植株轉(zhuǎn)基因煙草以來，國內(nèi)外科學家利用生物技術(shù)使植物在抗蟲性、抗病性、 抗逆性、和品質(zhì)等方面都有明顯的改善。同時，轉(zhuǎn)基因植物的種植大大減少農(nóng)藥和化肥的施用，不僅能降低農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)等產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)成本，還可緩解因農(nóng)藥、化肥使用過度造成的農(nóng)業(yè)生態(tài)污染，從而使真正意義上的“綠色農(nóng)業(yè)” 成為現(xiàn)實。轉(zhuǎn)基因植物是解決世界人口增長與糧食匱乏這一日益尖銳矛盾的有效途徑。據(jù)推測到2025年全球人口將達到80億，其中大部分新增加的人口集中在發(fā)展中國家，在全球城

7、市面積快速擴展，耕地面積因沙化、荒漠化和石漠化急劇減少的今天，為了養(yǎng)活如此之多的人口，通過利用生物技術(shù)改良和選育出高產(chǎn)量、高品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物(農(nóng)作物)將是滿足世界人口快速增長對糧食進一步需求的有效途徑之一。1.2 轉(zhuǎn)基因植物的應(yīng)用現(xiàn)狀迄2OOO年為止,全球已有35個科12O多種轉(zhuǎn)基因植物的開發(fā)應(yīng)用獲得成功,從1986 年首批轉(zhuǎn)基因棉花被批準進入田間試驗以來,至今已有百余種轉(zhuǎn)基因植物問世。水稻、玉米、棉花、油菜、大豆、煙草、甜菜、亞麻、馬鈴薯、番茄、西葫蘆、番木瓜等1O 余種作物的上百個轉(zhuǎn)基因品種被批準進行商業(yè)化生產(chǎn)，推廣面積從1996 年的17O 萬hm²增長到2OO4年的81OO萬

8、hm²，有14個國家種植的轉(zhuǎn)基因作物的面積超過5萬hm²比20O3年增加了4個，這14個國家是: 美國、阿根廷、加拿大、巴西、中國、巴拉圭、印度、南非、烏拉圭、澳大利亞、羅馬尼亞、墨西哥、西班牙和菲律賓。其中種植面積最大的國家依次為美國、阿根廷、加拿大、巴西、中國(分別占全球總量的59%、20%、6%、6%、5%),主要種植的轉(zhuǎn)基因作物有玉米、 番茄、大豆、馬鈴薯、棉花、油菜等2OO4年轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)的交易額為47億美元 預(yù)計到2OO5年將達到5O億美元。2 轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)安全性1998年蘇格蘭Rowett研究所的資深營養(yǎng)學家Arpad Pusztai博士研究報道幼鼠在食

9、用轉(zhuǎn)基因土豆后,會使內(nèi)臟和免疫系統(tǒng)受損。這是對轉(zhuǎn)基因植物提出的最早的、有科學依據(jù)的質(zhì)疑。這在英國乃及全世界范圍內(nèi)引發(fā)了一場有關(guān)轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)安全性問題的爭論，這個問題至今依然是世界各國政府和科學家爭論的熱點目前人們對轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)安全性的擔憂可概括為以下兩個方面: 一是轉(zhuǎn)基因植物對自然生態(tài)環(huán)境的安全性問題；二是轉(zhuǎn)基因植物的產(chǎn)品轉(zhuǎn)基因食品對人類健康的安全性問題。2.1 轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)安全性爭論的原因從表面上看，關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)安全性的爭論似乎只是一場學術(shù)性的爭論，然而它卻有著更深層次的原因，那就是經(jīng)濟利益的沖突。世界各國對轉(zhuǎn)基因植物的安全性態(tài)度各異，但均出臺了相應(yīng)的管理辦法。美國、阿根廷、加拿

10、大等發(fā)達國家對轉(zhuǎn)基因植物持一種相對積極、寬松、樂觀和公開支持的態(tài)度，他們認為轉(zhuǎn)基因植物是安全的，因為他們是世界上轉(zhuǎn)基因植物種植面積最大的國家，出口轉(zhuǎn)基因作物或食品可以獲得巨大的經(jīng)濟效益，所以他們極力主張推廣轉(zhuǎn)基因植物。而歐盟、日本及許多第三世界國家以及環(huán)保組織則極力抵制轉(zhuǎn)基因作物的進口，因為這樣會造成本國的貿(mào)易逆差，影響國家經(jīng)濟的發(fā)展，但同時這些國家并未放松對轉(zhuǎn)基因植物的研究，因為轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化帶來的巨大利益是顯而易見的。2.2 轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)風險及其可能帶來的環(huán)境問題2.2.1 轉(zhuǎn)基因植物本身可能變?yōu)殡s草一部分栽培植物，如一些高粱屬的種，在一定環(huán)境條件下本身就是雜草，而在某些條件下又可作

11、為作物，這類植物導(dǎo)入新的基因會使它比起親本植物或野生種具有更強的生存能力 使其本身變?yōu)殡s草Z s 這種新的雜草可能入侵并占據(jù)其它物種的棲息地破壞自然種群平衡，影響生物多樣性，造成嚴重的經(jīng)濟和生態(tài)問題。如在我國已造成巨大的生態(tài)和經(jīng)濟損失的有鳳眼蓮和紫莖澤蘭等。2.2.2 轉(zhuǎn)基因植物通過基因漂移可能使其近緣物種變?yōu)殡s草轉(zhuǎn)基因植物的目的基因通過基因漂移(花粉受精雜交等途徑)向近緣非轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)移，使得近緣植物有獲得選擇優(yōu)勢的潛在可能性，從而使這些植物含有抗病、抗蟲或抗除草劑的基因而成為“超級雜草”這樣會促使化學農(nóng)藥的再次應(yīng)用，造成更嚴重的環(huán)境危害。另一方面，隨著轉(zhuǎn)基因植物的不斷釋放，大量目的基因漂移

12、進入野生基因庫并擴散開來，這可能破壞天然基因庫的遺傳結(jié)構(gòu)，對生物多樣性造成影響。有研究表明，轉(zhuǎn)基因油菜在自然條件下其目的基因可通過花粉或種子傳入幾個近緣野生種中，如野生蘿卜、白芥等。2.2.3 轉(zhuǎn)基因植物對非靶標有益生物有直接或間接的影響由于不同類型的殺蟲或殺真菌基因工程具有一定的廣譜性，如Bt殺蟲蛋白等。因此，插入到植物中的殺蟲或殺真菌的基因也可能對非目標生物起作用從而殺死有益的昆蟲或真菌。另外，在田間環(huán)境下有許多天敵生物它們以有害生物為食或作為寄主，大規(guī)模種植轉(zhuǎn)基因植物殺死了這些有益天敵生物的食物或寄主，這將影響農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中有益天敵生物的種類和種群數(shù)量。2.2.4 轉(zhuǎn)基因植物對土壤生態(tài)系

13、統(tǒng)的影響研究表明，轉(zhuǎn)基因植物可能會對土壤中的微生物、昆蟲、軟體動物等產(chǎn)生負面效應(yīng)，進而對土壤環(huán)境的生態(tài)平衡產(chǎn)生長遠的影響。這有可能降低植物的分解率，影響土壤肥力，以及土壤內(nèi)和地面上的物種多樣性。如帶有幾丁質(zhì)酶的抗真菌的轉(zhuǎn)基因植物在其遺傳分解時幾丁質(zhì)酶可以消化掉帶有幾丁質(zhì)的菌根的細胞壁，使其個體死亡，從而減少土壤中菌根的種群，造成土壤凋落物不能被分解，營養(yǎng)流被阻斷整個生態(tài)系統(tǒng)的功能被阻滯。2.2.5 轉(zhuǎn)基因植物可能產(chǎn)生新的病毒或超級病毒一些轉(zhuǎn)外殼蛋白(CP)基因的抗病毒植物，當有其它病毒入侵時，入侵蛋白的核酸有可能被轉(zhuǎn)基因植物的外殼蛋白所包裝，產(chǎn)生新的病毒或“超級病毒”從而改變病毒的寄主范圍。這

14、些新產(chǎn)生的病毒可能對人類和自然界中的植物產(chǎn)生危害。2.2.6 轉(zhuǎn)基因植物對生物多樣性的影響隨著轉(zhuǎn)基因植物的大面積推廣對自然生態(tài)系統(tǒng)特別是自然界的生物多樣性可能產(chǎn)生有害作用，因為轉(zhuǎn)基因植物比自然植物更強調(diào)單一種植，這在客觀上淘汰了大量具有一定優(yōu)良遺傳性狀的自然品種及其它遺傳資源，造成不可挽回的遺傳多樣性的損失，事實已經(jīng)證明單一性種植可能引起毀滅性的病蟲害發(fā)生，導(dǎo)致植物生態(tài)群落結(jié)構(gòu)簡單，生物群落貧乏、自然基因庫縮小、真正的遺傳多樣性消失的嚴重后果。2.3 轉(zhuǎn)基因植物的產(chǎn)品轉(zhuǎn)基因食品對人類健康的安全性問題有的人認為，食用了轉(zhuǎn)基因食品可能會產(chǎn)生毒性、過敏性和病原體藥物抗性 從而影響人類身體健康，許多人

15、懷疑轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性主要是涉及轉(zhuǎn)基因載體 ，因為這個載體的組件通常不是植物體內(nèi)的內(nèi)源基因，而是通過人為構(gòu)建形成的，特別是很多選擇標記都是抗生素，這就有可能在植物體內(nèi)產(chǎn)生一些新的抗生素，而這些抗生素是否會對人類健康有害是人們關(guān)注的問題?，F(xiàn)在科學家已經(jīng)意識到這一點，并開始選擇一些生化產(chǎn)物基因取代過去的抗生素基因作為選擇標記。近年來關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品安全性的試驗很多，大多數(shù)試驗研究結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因食品并不是像一部分人認為的那樣完全不安和令人恐慌，從理論上講，轉(zhuǎn)基因植物所用的外源基因是已知的有明確功能的基因，它與遠緣有性雜交中的高度隨機過程相比，其轉(zhuǎn)基因后果應(yīng)當可以更準確的預(yù)測，在應(yīng)用上也應(yīng)更加安全。關(guān)于

16、轉(zhuǎn)基因食品安全性的爭議，在短期內(nèi)不會有一致的結(jié)果，這方面的研究也在不斷開展，但客觀對待與科學利用是大多數(shù)科學家的基本態(tài)度。3 轉(zhuǎn)基因植物的安全保障對于任何新生的事物，都不能作出“絕對安全”的評價，我們應(yīng)在現(xiàn)有知識和技術(shù)的基礎(chǔ)上，盡可能考慮轉(zhuǎn)基因植物可能存在的生態(tài)風險，對每一種新研制的轉(zhuǎn)基因植物都應(yīng)通過鑒定、評估其可能存在的風險包括其可能帶來的生態(tài)安全性問題，轉(zhuǎn)基因食品則更應(yīng)注重其對人類健康的影響，以確保其具有高度的安全性。目前，從事轉(zhuǎn)基因植物研制開發(fā)的國家都制定了相應(yīng)的政策與法規(guī)，并進行嚴格的管理與有效的控制。在美國、日本、俄羅斯和歐盟一些國家都實行了基因工程食品的標簽政策，美國是轉(zhuǎn)基因植物研

17、制開發(fā)最早、種植面積最大的國家，它也具有健全的從事食品安全檢測與環(huán)境檢測的管理機構(gòu)及嚴格的安全標準，美國環(huán)保局(EPA) 藥物與食品管理局(FDA)和動植物衛(wèi)生檢驗局(APHIS)制定了一系列法規(guī),用以控制轉(zhuǎn)基因植物及其食品的安全性。我國政府也非常重視轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)安全性問題，國家科學技術(shù)委員會于1995年12月頒布了基因工程安全管理辦法，要求轉(zhuǎn)基因生物在釋放之前必須進行安全性評價，據(jù)此農(nóng)業(yè)部于1997年7月頒布了農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法，并成立了農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理辦公室和農(nóng)業(yè)生物基因工程安全委員會。 2001年5月23日農(nóng)業(yè)部頒布了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物管理條例。4 結(jié)束語轉(zhuǎn)基因植物

18、既存在減少化學農(nóng)藥對環(huán)境的影響、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)等多方面潛在的優(yōu)勢，同時又有可能對自然生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生潛在危險。 人類對轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)安全性及其可能帶來的環(huán)境問題的認識是逐步深入的， 從一開始的恐懼和極其嚴格的限制，逐步發(fā)展到通過科學的檢測、評價和管理、 控制轉(zhuǎn)基因植物給自然生態(tài)環(huán)境帶來的負面影響。我們必須理性認識和客觀對待轉(zhuǎn)基因植物，努力摸索出能夠快速準確檢測轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)風險的新方法和新技術(shù)，建立轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)安全性評價的技術(shù)體系。相信隨著科學技術(shù)的發(fā)展和完善，人類一定可以解決轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)安全性問題。參考文獻:1 錢迎倩，魏偉. 再論生物安全J. 廣西科學 2003 10154 Guangxi ScienceS Vol. 12 No. 2 May 2005( 2) : 126-128 134.2 王關(guān)林，方