轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)安全性

1、 環(huán)境生物學(xué)課程論文題目 轉(zhuǎn)基因生物的生態(tài)安全性問題 姓名 學(xué)號(hào)院、系 生命科學(xué)學(xué)院 專業(yè) 植物學(xué) 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(fēng)險(xiǎn)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(rèn)為轉(zhuǎn)基因植物本身可能會(huì)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(jí)病毒，轉(zhuǎn)基因植物對(duì)非靶標(biāo)有益生物、土壤生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性會(huì)有直接或間接的影響。建議抱著理性認(rèn)識(shí)和客觀對(duì)待的科學(xué)態(tài)度來對(duì)待轉(zhuǎn)基因食品。關(guān)鍵詞: 轉(zhuǎn)基因植物、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、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(yùn)涵著巨大的市場(chǎng)和商機(jī)，世界很多國(guó)家紛紛將這一現(xiàn)代生物技術(shù)列為國(guó)家

5、優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。然而由于基因工程技術(shù)應(yīng)用的基因遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)育種專家應(yīng)用常規(guī)有性雜交基因庫(kù)的范圍，人們很難預(yù)測(cè)基因進(jìn)入一個(gè)新的遺傳背景后會(huì)產(chǎn)生怎樣的后果。所以，各國(guó)科學(xué)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(shí)，也一直關(guān)注轉(zhuǎn)基因植物潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和可能給人類帶來的環(huán)境及健康問題。 到20世紀(jì)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(zhēng)論，如何客觀認(rèn)識(shí)和對(duì)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?xì)胞或組織并在其中進(jìn)行

6、表達(dá)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(wú)限擴(kuò)大，為植物遺傳改良開辟了一條新的途徑。自1983年報(bào)道獲得第一例完整轉(zhuǎn)基因植株轉(zhuǎn)基因煙草以來，國(guó)內(nèi)外科學(xué)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(shí)，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(shí)。轉(zhuǎn)基因植物是解決世界人口增長(zhǎng)與糧食匱乏這一日益尖銳矛盾的有效途徑。據(jù)推測(cè)到2025年全球人口將達(dá)到80億，其中大部分新增加的人口集中在發(fā)展中國(guó)家，在全球城

7、市面積快速擴(kuò)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(zhǎng)對(duì)糧食進(jìn)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(gè)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(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)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(gè)轉(zhuǎn)基因品種被批準(zhǔn)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，推廣面積從1996 年的17O 萬(wàn)hm²增長(zhǎng)到2OO4年的81OO萬(wàn)

8、hm²，有14個(gè)國(guó)家種植的轉(zhuǎn)基因作物的面積超過5萬(wàn)hm²比20O3年增加了4個(gè)，這14個(gè)國(guó)家是: 美國(guó)、阿根廷、加拿大、巴西、中國(guó)、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(guó)家依次為美國(guó)、阿根廷、加拿大、巴西、中國(guó)(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(jì)到2OO5年將達(dá)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(yíng)養(yǎng)學(xué)家Arpad Pusztai博士研究報(bào)道幼鼠在食

9、用轉(zhuǎn)基因土豆后,會(huì)使內(nèi)臟和免疫系統(tǒng)受損。這是對(duì)轉(zhuǎn)基因植物提出的最早的、有科學(xué)依據(jù)的質(zhì)疑。這在英國(guó)乃及全世界范圍內(nèi)引發(fā)了一場(chǎng)有關(guān)轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)安全性問題的爭(zhēng)論，這個(gè)問題至今依然是世界各國(guó)政府和科學(xué)家爭(zhēng)論的熱點(diǎn)目前人們對(duì)轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)安全性的擔(dān)憂可概括為以下兩個(gè)方面: 一是轉(zhuǎn)基因植物對(duì)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(duì)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(zhēng)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(zhēng)論似乎只是一場(chǎng)學(xué)術(shù)性的爭(zhēng)論，然而它卻有著更深層次的原因，那就是經(jīng)濟(jì)利益的沖突。世界各國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因植物的安全性態(tài)度各異，但均出臺(tái)了相應(yīng)的管理辦法。美國(guó)、阿根廷、加拿

10、大等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)轉(zhuǎn)基因植物持一種相對(duì)積極、寬松、樂觀和公開支持的態(tài)度，他們認(rèn)為轉(zhuǎn)基因植物是安全的，因?yàn)樗麄兪鞘澜缟限D(zhuǎn)基因植物種植面積最大的國(guó)家，出口轉(zhuǎn)基因作物或食品可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)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(guó)家以及環(huán)保組織則極力抵制轉(zhuǎn)基因作物的進(jìn)口，因?yàn)檫@樣會(huì)造成本國(guó)的貿(mào)易逆差，影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但同時(shí)這些國(guó)家并未放松對(duì)轉(zhuǎn)基因植物的研究，因?yàn)檗D(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(fēng)險(xiǎn)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(huì)使它比起親本植物或野生種具有更強(qiáng)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(yán)重的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)問題。如在我國(guó)已造成巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)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(shì)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(jí)雜草”這樣會(huì)促使化學(xué)農(nóng)藥的再次應(yīng)用，造成更嚴(yán)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(jìn)入野生基因庫(kù)并擴(kuò)散開來，這可能破壞天然基因庫(kù)的遺傳結(jié)構(gòu)，對(duì)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(gè)近緣野生種中，如野生蘿卜、白芥等。2.2.3 轉(zhuǎn)基因植物對(duì)非靶標(biāo)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(duì)非目標(biāo)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(duì)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(huì)對(duì)土壤中的微生物、昆蟲、軟體動(dòng)物等產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，進(jìn)而對(duì)土壤環(huán)境的生態(tài)平衡產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)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(shí)幾丁質(zhì)酶可以消化掉帶有幾丁質(zhì)的菌根的細(xì)胞壁，使其個(gè)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(yíng)養(yǎng)流被阻斷整個(gè)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(jí)病毒一些轉(zhuǎn)外殼蛋白(CP)基因的抗病毒植物，當(dāng)有其它病毒入侵時(shí)，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(jí)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(duì)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(duì)生物多樣性的影響隨著轉(zhuǎn)基因植物的大面積推廣對(duì)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?yàn)檗D(zhuǎn)基因植物比自然植物更強(qiáng)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(shí)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(jiǎn)單，生物群落貧乏、自然基因庫(kù)縮小、真正的遺傳多樣性消失的嚴(yán)重后果。2.3 轉(zhuǎn)基因植物的產(chǎn)品轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人類健康的安全性問題有的人認(rèn)為，食用了轉(zhuǎn)基因食品可能會(huì)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?yàn)檫@個(gè)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(biāo)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(huì)對(duì)人類健康有害是人們關(guān)注的問題?，F(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn)，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(biāo)記。近年來關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品安全性的試驗(yàn)很多，大多數(shù)試驗(yàn)研究結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因食品并不是像一部分人認(rèn)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(yuǎn)緣有性雜交中的高度隨機(jī)過程相比，其轉(zhuǎn)基因后果應(yīng)當(dāng)可以更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，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(zhēng)議，在短期內(nèi)不會(huì)有一致的結(jié)果，這方面的研究也在不斷開展，但客觀對(duì)待與科學(xué)利用是大多數(shù)科學(xué)家的基本態(tài)度。3 轉(zhuǎn)基因植物的安全保障對(duì)于任何新生的事物，都不能作出“絕對(duì)安全”的評(píng)價(jià)，我們應(yīng)在現(xiàn)有知識(shí)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(fēng)險(xiǎn)，對(duì)每一種新研制的轉(zhuǎn)基因植物都應(yīng)通過鑒定、評(píng)估其可能存在的風(fēng)險(xiǎn)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(duì)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(guó)家都制定了相應(yīng)的政策與法規(guī)，并進(jìn)行嚴(yán)格的管理與有效的控制。在美國(guó)、日本、俄羅斯和歐盟一些國(guó)家都實(shí)行了基因工程食品的標(biāo)簽政策，美國(guó)是轉(zhuǎn)基因植物研

17、制開發(fā)最早、種植面積最大的國(guó)家，它也具有健全的從事食品安全檢測(cè)與環(huán)境檢測(cè)的管理機(jī)構(gòu)及嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)環(huán)保局(EPA) 藥物與食品管理局(FDA)和動(dòng)植物衛(wèi)生檢驗(yàn)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(guó)政府也非常重視轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)安全性問題，國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)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(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，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(shí)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(huì)。 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?xiàng)l例。4 結(jié)束語(yǔ)轉(zhuǎn)基因植物

18、既存在減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)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(shì)，同時(shí)又有可能對(duì)自然生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)。 人類對(duì)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(rèn)識(shí)是逐步深入的， 從一開始的恐懼和極其嚴(yán)格的限制，逐步發(fā)展到通過科學(xué)的檢測(cè)、評(píng)價(jià)和管理、 控制轉(zhuǎn)基因植物給自然生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)面影響。我們必須理性認(rèn)識(shí)和客觀對(duì)待轉(zhuǎn)基因植物，努力摸索出能夠快速準(zhǔn)確檢測(cè)轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的新方法和新技術(shù)，建立轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)安全性評(píng)價(jià)的技術(shù)體系。相信隨著科學(xué)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(xiàn):1 錢迎倩，魏偉. 再論生物安全J. 廣西科學(xué) 2003 10154 Guangxi ScienceS Vol. 12 No. 2 May 2005( 2) : 126-128 134.2 王關(guān)林，方