第四章--轉(zhuǎn)基因 課件

1、第四章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)食品平安性的影響【目的要求】掌握轉(zhuǎn)基因技術(shù)的概念、平安評(píng)價(jià)原那么熟悉轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)食品、環(huán)境的影響了解轉(zhuǎn)基因技術(shù)的運(yùn)用11999年，雀巢公司Nestle宣布將停止使用基因改性成份2006年，國際環(huán)保組織綠色和平在京宣布，在亨氏嬰兒營養(yǎng)米粉中發(fā)現(xiàn)未經(jīng)政府批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因稻米成分。亨氏被迫召回涉嫌轉(zhuǎn)基因米粉公眾疑問，連蟲都不吃 ，人能吃？游行、示威、燃燒種植園地、負(fù)面報(bào)道、平安？2第一節(jié) 轉(zhuǎn)基因技術(shù)概述一、根本概念基因：控制性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位A：腺嘌呤 T：胸腺嘧啶U：尿嘧啶) G：鳥嘌呤 C：胞嘧啶 3ATTGACC單股DNA雙螺旋DNA遺傳密碼RNAUGACUGA

2、密碼子蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)譯4轉(zhuǎn)基因技術(shù)：又稱為重組DNA技術(shù)或基因工程，指將某些特定的基因或DNA片斷，通過載體或其它手段送入受體細(xì)胞，使它們?cè)谑荏w細(xì)胞中增殖并表達(dá)的一種遺傳學(xué)操作5轉(zhuǎn)基因生物：為了到達(dá)特定的目的而將DNA進(jìn)行人為改造的生物。通常的做法是提取某生物具有特殊功能如抗病蟲害、增加營養(yǎng)成分基因片斷，通過基因技術(shù)參加到目標(biāo)生物當(dāng)中轉(zhuǎn)基因食品：指利用分子生物學(xué)手段，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其它生物物種上，使其出現(xiàn)原物種不具有的性狀或產(chǎn)物，以轉(zhuǎn)基因生物為原料加工生產(chǎn)的食品就是轉(zhuǎn)基因食品67二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的根本內(nèi)容提取供體生物的基因制備載體DNA，將目的基因與載體DNA連接將重組DNA轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞對(duì)

3、受體細(xì)胞進(jìn)行篩選、鑒定對(duì)含有重組DNA的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，檢測(cè)外源基因是否表達(dá)8轉(zhuǎn)基因根本過程910三、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的主要操作1、目的基因的獲得：合成、別離等2、重組DNA向受體的轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染、微注射技術(shù)、電轉(zhuǎn)化法、微彈技術(shù)、脂質(zhì)體介導(dǎo)法等3、重組體的鑒定：報(bào)告基因檢測(cè)、分子雜交11四、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的開展現(xiàn)狀1983年，世界上第一例轉(zhuǎn)基因植物一種含有抗生素藥類抗體的煙草在美國成功培植1993年，世界上第一種轉(zhuǎn)基因食品轉(zhuǎn)基因晚熟西紅柿正式投放美國市場(chǎng)2002年，全球轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積已擴(kuò)大到5870萬公頃。12種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的國家從最初6個(gè)增加到21個(gè)。按種植面積大小排序，前三名分別是美國、阿根

4、廷、巴西 迄今，全世界已有近50個(gè)國家和地區(qū)開展轉(zhuǎn)基因作物種植實(shí)驗(yàn)，有16個(gè)國家的近600萬農(nóng)民以種植轉(zhuǎn)基因作物為主隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的開展和農(nóng)產(chǎn)品自由貿(mào)易，轉(zhuǎn)基因食品正走向人們的餐桌。 13轉(zhuǎn)基因食品的種類植物性轉(zhuǎn)基因食品：小麥 、番茄 、大豆、水稻等動(dòng)物性轉(zhuǎn)基因食品：牛、豬的基因組中轉(zhuǎn)入人的生長(zhǎng)素基因等轉(zhuǎn)基因微生物食品：生產(chǎn)奶酪的凝乳酶等轉(zhuǎn)基因特殊食品：將普通的蔬菜、水果、糧食等農(nóng)作物，變成能預(yù)防疾病的神奇的“疫苗食品 目前應(yīng)用較多的是抗蟲、抗病、抗旱、抗病毒、生長(zhǎng)激素、抗衰老基因14第二節(jié) 轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品中的應(yīng)用一、改造食品微生物，改善食品生產(chǎn)工藝二、改善食品原料的品質(zhì)，提高產(chǎn)量三、改進(jìn)果

5、蔬采后品質(zhì)，增加儲(chǔ)藏保鮮性能四、生產(chǎn)食品添加劑及功能性食品15一、改造食品微生物，改善食品生產(chǎn)工藝改造微生物菌種：面包酵母、啤酒酵母等生產(chǎn)酶制劑：凝乳酶等16二、改善食品原料的品質(zhì)，提高產(chǎn)量改造動(dòng)物食品性狀：生長(zhǎng)激素基因改造植物性原料：賴氨酸基因、抗蟲、抗旱、抗病基因等17三、改進(jìn)果蔬采后品質(zhì)，增加儲(chǔ)藏保鮮性能改善采后品質(zhì)：抗衰老基因等18四、生產(chǎn)食品添加劑及功能性食品色氨酸乳鐵蛋白凝乳酶疫苗食品19轉(zhuǎn)基因食品的優(yōu)勢(shì)增加產(chǎn)量控制成熟期增加營養(yǎng)具有保健功能20第三節(jié) 轉(zhuǎn)基因生物對(duì)生態(tài)環(huán)境和食品可能造成的影響21轉(zhuǎn)基因作物的平安性爭(zhēng)論事件1、Pusztai事件： 1998年秋天， Pusztai聲

6、稱大鼠食用了轉(zhuǎn)雪花蓮凝集素基因土豆后，體重和器官重量減輕，免疫系統(tǒng)受到了破壞2、美國帝王蝶事件： 1999年月，康奈爾大學(xué)一個(gè)研究組在?Nature?雜志上發(fā)表文章，聲稱轉(zhuǎn)基因抗蟲(Bt)玉米的花粉飄到一種名叫“馬利筋的雜草上，用馬利筋飼喂美國大斑蝶，導(dǎo)致44幼蟲死亡223、加拿大“超級(jí)雜草事件：由于基因漂流，在加拿大的油菜地里發(fā)現(xiàn)了個(gè)別油菜植株可以抗一種、兩種或三種除草劑，因而有人稱此為“超級(jí)雜草4、墨西哥玉米事件： 2001年11月，美國加州大學(xué)伯克萊分校兩位研究人員在?Nature?上發(fā)表文章，聲稱在墨西哥南部采集的個(gè)玉米地方品種樣本中，發(fā)現(xiàn)有a MV 35啟動(dòng)子及ovartisBt11

7、抗蟲玉米中的adh1基因相似序列23轉(zhuǎn)基因作物可能的危害環(huán)境平安性食品平安性雜草化問題誘導(dǎo)細(xì)菌、病毒、昆蟲抗性的產(chǎn)生和加速其變異 影響生物多樣性，破壞生態(tài)平衡 過敏原問題對(duì)食品營養(yǎng)品質(zhì)的改變抗生素抗性基因多效性潛在的毒性 外源基因有無直接毒性24一、雜草化問題抗除草劑基因轉(zhuǎn)基因作物與近緣野生種發(fā)生雜交，導(dǎo)致抗除草劑基因漂流轉(zhuǎn)基因作物本身就是一種“超級(jí)雜草 25二、誘導(dǎo)細(xì)菌、病毒、昆蟲抗性的產(chǎn)生和加速其變異 抗菌抗蟲基因大面積種植含Bt基因的抗蟲棉，降低了Bt農(nóng)藥制劑的防蟲效果 含有抗性基因的細(xì)菌、病毒可能將抗性基因轉(zhuǎn)移給人的致病微生物 ？26三、影響生物多樣性，破壞生態(tài)平衡 轉(zhuǎn)基因作物的外源基

8、因可能擴(kuò)散到親緣野生型，造成“基因污染 “基因污染破壞了生物的多樣性，可能造成個(gè)別物種的滅絕 造成“基因污染的概率極低27四、外源基因有無直接毒性目的基因和標(biāo)記基因DNA在化學(xué)本質(zhì)上沒有什么差異，均由四種堿基組成，進(jìn)入消化道的DNA會(huì)被降解 轉(zhuǎn)基因食品中的外源基因的含量本身很少 28五、過敏原問題29過敏原問題巴西堅(jiān)果過敏的人對(duì)轉(zhuǎn)入巴西堅(jiān)果基因后的大豆產(chǎn)生了過敏反響？ 外源蛋白對(duì)某些高敏感人群存在一定的致敏性 插入新的外源性基因可能激活或抑制宿主基因，使其特定蛋白質(zhì)過度表達(dá)或過低表達(dá)。使已存在的過敏反響加劇 30六、對(duì)食品營養(yǎng)品質(zhì)的改變插入基因的效應(yīng)無法完全預(yù)測(cè)，外源基因?qū)κ称返臓I養(yǎng)價(jià)值的改變

9、也難以完全預(yù)料 ，超過了科學(xué)家對(duì)營養(yǎng)變化的預(yù)測(cè)能力目前，還未見轉(zhuǎn)基因食品對(duì)營養(yǎng)品質(zhì)改變的負(fù)面報(bào)道 31七、抗生素抗性抗生素抗性基因的作用標(biāo)記基因水平轉(zhuǎn)移給腸道微生物并表達(dá)的可能性極小 ？不使用抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因 32八、基因多效性潛在的毒性遺傳修飾在翻開一種目的基因的同時(shí)，也可能提高食品中天然毒素，如馬鈴薯的茄堿、木薯的氰化物、豆科的蛋白酶制劑等 可能使原先關(guān)閉的基因被翻開，產(chǎn)生一種新的毒素 33小結(jié)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因食品要考慮兩方面：環(huán)境和人評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因?qū)θ撕铜h(huán)境的影響具有不確定性。目前的科學(xué)水平還不能確切地答復(fù)它對(duì)人類健康和環(huán)境生態(tài)產(chǎn)生怎樣的不良影響，只是存在平安隱患，并且出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的概率極低

10、不能以個(gè)別不利的研究結(jié)果來否認(rèn)整個(gè)轉(zhuǎn)基因食品，也不能對(duì)轉(zhuǎn)基因食品存在的平安隱患視而不見 34第四節(jié) 轉(zhuǎn)基因食品的平安性評(píng)價(jià)35轉(zhuǎn)基因食品平安性評(píng)價(jià)的目的1、提供科學(xué)決策的依據(jù)2、保障人類和環(huán)境平安3、答復(fù)公眾疑問4、促進(jìn)國際貿(mào)易，維護(hù)國家權(quán)益5、促進(jìn)生物技術(shù)的可持續(xù)開展36轉(zhuǎn)基因食品平安性評(píng)價(jià)的原那么科學(xué)性原那么實(shí)質(zhì)等同性原那么個(gè)案分析原那么逐步原那么37實(shí)質(zhì)等同性原那么1993年經(jīng)濟(jì)合作開展組織提出的通過檢測(cè)證明轉(zhuǎn)基因作物加工的食品及食品成分與目前市場(chǎng)上銷售食品的成分相同，那么原那么認(rèn)為它們沒有差異，無需進(jìn)一步檢測(cè)。如果個(gè)別成分不同，那么只需要對(duì)這些個(gè)別成分進(jìn)行單獨(dú)的平安性檢測(cè)。 38實(shí)質(zhì)等

11、同性原那么實(shí)質(zhì)等同性分為三種與傳統(tǒng)食品和食品成分具有實(shí)質(zhì)等同性除了特定的差異，與傳統(tǒng)食品和具有實(shí)質(zhì)等同性與傳統(tǒng)食品和食品成分不具有實(shí)質(zhì)等同性39轉(zhuǎn)基因食品平安性評(píng)價(jià)的內(nèi)容基因供體：毒性、過敏性、抗?fàn)I養(yǎng)作用、致病性受體：平安食用史、繁殖史、基因操作：修飾基因的穩(wěn)定性、對(duì)宿主其他基因的影響轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品：基因表達(dá)產(chǎn)物的毒性、致敏性、營養(yǎng)的改變、標(biāo)記基因的耐藥性等40轉(zhuǎn)基因食品平安性評(píng)價(jià)的方法實(shí)質(zhì)等同性比較等同性與相似性比較Fagan改進(jìn)法樹狀決策法41食品毒理學(xué)評(píng)價(jià)的方法一、參照標(biāo)準(zhǔn)：?食品平安性毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序和方法二、分四階段試驗(yàn)：第一階段：急性毒性試驗(yàn)第二階段：遺傳毒性試驗(yàn)、短期喂養(yǎng)試驗(yàn)和致

12、畸試驗(yàn)第三階段：亞慢性毒性試驗(yàn)和代謝試驗(yàn)第四階段：慢性毒性包括致癌試驗(yàn)42平安評(píng)價(jià)注意問題(一)過敏原的評(píng)價(jià)方法43過敏原的評(píng)價(jià)方法第一步：目標(biāo)蛋白的免疫反響第二步：轉(zhuǎn)基因食品含有過敏原基因，一定要做皮膚穿刺試驗(yàn)第三步：對(duì)過敏病人做雙盲實(shí)驗(yàn)44未知含有過敏原的生物與過敏原數(shù)據(jù)庫的同源性分析血清篩選試驗(yàn)消化液抗性試驗(yàn)動(dòng)物模型試驗(yàn)45二毒性物質(zhì)的評(píng)價(jià)方法外源基因轉(zhuǎn)入可能導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的變化，因此插入新的基因可能導(dǎo)致毒素含量的變化或產(chǎn)生新的毒素mRNA分析和細(xì)胞毒性分析參考?食品平安性毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序和方法?46三抗生素抗性標(biāo)記基因的評(píng)價(jià)FDA評(píng)價(jià)抗生素抗性標(biāo)記基因考慮的問題：使用的抗生素是否人類治療疾病的重要抗生素是否經(jīng)常使用是否口服是否不可代替在細(xì)菌菌群中所呈現(xiàn)的抗性水平在選擇壓力存在時(shí)是否發(fā)生轉(zhuǎn)化47抗生素抗性標(biāo)記基因的評(píng)價(jià)具體考慮的問題編碼蛋白對(duì)人體是否產(chǎn)生直接毒性抗生素抗性標(biāo)記基因轉(zhuǎn)入腸道微生物的可能性抗生素抗性標(biāo)記基因轉(zhuǎn)入環(huán)境微生物的可能性未預(yù)料的基因多效性48四營養(yǎng)成分和抗?fàn)I養(yǎng)因子的評(píng)價(jià)營養(yǎng)成分和抗?fàn)I養(yǎng)因子水平的測(cè)定不同人群的攝入水平生物利用率分析代謝物的評(píng)價(jià)49小結(jié)實(shí)質(zhì)等同性是構(gòu)建新食品相對(duì)于其傳統(tǒng)對(duì)應(yīng)食品的平安性評(píng)