轉(zhuǎn)基因技術(shù)對食品安全影響

1、關(guān)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)對食品安全的影響第一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 概述 一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)基本內(nèi)容 轉(zhuǎn)基因技術(shù)（transgenic technology）又叫DNA重組技術(shù)（DNA recombination technology ），即利用一系列實(shí)驗(yàn)技術(shù)，將一個生物體的遺傳信息（操作對象是遺傳信息的載體DNA）轉(zhuǎn)入到另一個生物體中。 第二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1）目的基因（objective gene）獲取。 提取供體（donator）生物的基因，用限制性內(nèi)切酶切割、分離出特定的基因片段 人工合成目的基因。 目的基因又叫靶基因（target gene）

2、、外源基因（foreign gene），它含有一種或幾種遺傳信息的全套密碼（code）。第三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2）載體制備并與目的基因體外重組。 制備載體（vector） DNA，如質(zhì)粒、病毒或噬菌體等。把獲得的目的基因與制備好的載體用DNA連接酶連接組成重組DNA分子，此重組DNA分子又叫重組體（recombinant）。第四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （3）將重組DNA分子轉(zhuǎn)入到受體（receptor）細(xì)胞，使之在受體細(xì)胞中復(fù)制保存。 轉(zhuǎn)化（transformation）：用質(zhì)粒做載體； 傳染（transfection） ：用未包裝蛋白質(zhì)外殼的噬

3、菌體DNA做載體； 轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）：用包裝蛋白質(zhì)外殼的噬菌體DNA做載體。 受體細(xì)胞（宿主細(xì)胞，host cell）可以是： 原核生物或真核生物； 微生物、植物或動物。 第五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞方法：顯微注射法（microinjection） 。基因槍（微彈技術(shù)）（gene bombardment） 。電激法（electroporation）。脂質(zhì)體介導(dǎo)法（lipidosome mediate）激光導(dǎo)入法（laser micropuncture）等。第六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月基因槍（微彈技術(shù)）第七張，PPT共五

4、十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （4）轉(zhuǎn)化了重組DNA的受體細(xì)胞的篩選和鑒定。 噬菌斑（negative colony）篩選法：適于病毒或噬菌體作載體形成的重組子篩選。 標(biāo)記基因（marker gene）篩選法：適于質(zhì)粒作載體形成的重組子篩選。 選擇培養(yǎng)基篩選法：適于目的基因可在受體菌表達(dá)并能彌補(bǔ)受體菌營養(yǎng)缺陷的重組子的篩選。 核酸探針（probe）篩選法： 免疫分析篩選法：等。第八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （5）對含有重組DNA的細(xì)胞進(jìn)行大量培養(yǎng)，檢測外源基因是否表達(dá)。 產(chǎn)物酶活性法 免疫吸附（immune adsorption）

5、反應(yīng)法等。 重組體鑒定：將轉(zhuǎn)化的重組體，經(jīng)過培養(yǎng)使其形成一定的菌株和品系后，再檢驗(yàn)它們在生長發(fā)育、傳種接代過程中是否保留了已獲得的外源基因。 報(bào)告基因檢測法； 目的基因分子雜交檢測法 。第十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 報(bào)告基因（report gene）檢測法。構(gòu)建目的基因時將報(bào)告基因構(gòu)建在一起，報(bào)告基因隨目的基因一并導(dǎo)入受體細(xì)胞。 報(bào)告基因要求：受體細(xì)胞本身不存在， 對受體細(xì)胞無損害，易于檢測。 目的基因分子雜交檢測法。已知目的基因片段制作探針與待測樣品的基因片段進(jìn)行核酸分子雜交，判斷兩者同源程度，以鑒定目的基因在受體細(xì)胞是否轉(zhuǎn)錄，是否表達(dá)。 第十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于

6、2022年6月第十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月BT玉米的開發(fā)第十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品生產(chǎn)和加工中應(yīng)用 1、生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因食品 利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)得到的新型生物叫轉(zhuǎn)基因生物，又叫遺傳飾變生物（genetically modified organism， GMO），即用遺傳工程的方法將一種生物的基因轉(zhuǎn)入到另一生物體內(nèi)，從而是接受外來基因的生物獲得它本身所不具有的新特性。 含有轉(zhuǎn)基因生物成分或者利用轉(zhuǎn)基因生物（植物、動物、微生物）生產(chǎn)加工的食品，稱為轉(zhuǎn)基因食品（GMF），包括食品原料及食品添加劑。第

7、十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 1983年世界首次報(bào)道轉(zhuǎn)基因煙草和馬鈴薯。1989年首例轉(zhuǎn)基因工程菌生產(chǎn)的凝乳酶獲批在奶酪工業(yè)中應(yīng)用（瑞士），1994年首批轉(zhuǎn)基因植物獲準(zhǔn)進(jìn)行商品化生產(chǎn)（美國），如延熟番茄，抗除草劑棉花等。 轉(zhuǎn)基因作物主要是大豆、玉米、棉花、油菜，其次是西紅柿、馬鈴薯、甜椒、煙草、南瓜等。 主要種植國： 美國、阿根廷、加拿大和中國。 第十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第十八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第十九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 轉(zhuǎn)基因作物優(yōu)點(diǎn)： 解決食物短缺。 增加

8、食品品種。 改進(jìn)營養(yǎng)成分。 增強(qiáng)作物抗病蟲害、抗逆性能。 延長食品貨架期等。第二十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、改造食品微生物 （1）改良微生物菌種。如面包酵母轉(zhuǎn)入有關(guān)酶基因后，其麥芽糖透性酶和麥芽糖酶含量大大提高，生產(chǎn)出面包CO2多，膨發(fā)性好，松軟可口。將大麥中-淀粉酶轉(zhuǎn)入啤酒酵母，這種酵母可直接利用淀粉進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)啤酒。 （2）生產(chǎn)酶制劑。如凝乳酶的生產(chǎn)，把小牛胃的凝乳酶基因轉(zhuǎn)移到細(xì)菌或真核生物中，再培養(yǎng)生產(chǎn)出凝乳酶。1990年美國FDA已批準(zhǔn)在干酪生產(chǎn)中使用這種凝乳酶。第二十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 3、改善食品原料的品質(zhì) 改良動物、植物食品原料品質(zhì)

9、，改善園藝產(chǎn)品采后品質(zhì)。 4、改進(jìn)食品生產(chǎn)工藝 5、生產(chǎn)食品添加劑（如氨基酸）和功能性食品。 第二十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 轉(zhuǎn)基因技術(shù)對生態(tài)環(huán)境和食品 可能造成的影響 一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)對生態(tài)環(huán)境可能造成的影響 1、基因轉(zhuǎn)移問題。 植物間傳粉也可能將基因轉(zhuǎn)移給環(huán)境中的野生近緣種，也可能將基因轉(zhuǎn)移給同一物種的其它植物。 2、雜草化問題。 轉(zhuǎn)基因植物本身可能演化為雜草。可能將一些抗病蟲害基因、抗逆基因轉(zhuǎn)移給野生近緣種或雜草，產(chǎn)生“超級雜草”。第二十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 3、生物多樣性問題。 轉(zhuǎn)基因植物

10、的新性狀不僅對目標(biāo)生物種群大小、進(jìn)化速度產(chǎn)生直接影響，也可對非目標(biāo)生物產(chǎn)生直接或間接影響。 4、抗病毒轉(zhuǎn)基因問題。 轉(zhuǎn)入的病毒基因可能與侵染該植物的其它病毒進(jìn)行重組，產(chǎn)生出新的病毒。 5、毒性和過敏問題。 大多數(shù)轉(zhuǎn)基因生物作為人類的食品或動物飼料，如轉(zhuǎn)入的外源基因增加了受體作物的毒性或其產(chǎn)物是人類的過敏源，那將引起中毒和過敏的可能性。第二十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)對食品可能造成的影響 目前還沒有足夠的證據(jù)表明轉(zhuǎn)基因食品對人類健康有害或無毒。 否定觀點(diǎn)認(rèn)為： 轉(zhuǎn)基因生物所使用的一些基因有的來自病毒和細(xì)菌，可能引發(fā)不致命的疾病，有些需很長時間才能表現(xiàn)和檢測出來。

11、對人類健康、生存環(huán)境造成威脅，還可能引起倫理、宗教、文化等方面不良后果。第二十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 肯定觀點(diǎn)認(rèn)為： 轉(zhuǎn)基因生物如同自然界物種進(jìn)化的變異體，對其食品安全性評價可采用現(xiàn)今被認(rèn)可的“實(shí)質(zhì)等同性”原則。轉(zhuǎn)基因作物有許多優(yōu)點(diǎn)： 解決食物短缺。 增加食品品種。 改進(jìn)營養(yǎng)成分。 增強(qiáng)作物抗病蟲害、抗逆性能。 延長食品貨架期等。第二十九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 1、轉(zhuǎn)基因食品外源基因的食用安全性 外源基因含兩大類： 目的基因：人們期望宿主生物獲得的某一或

12、某些性狀的遺傳信息載體。 標(biāo)記基因：在遺傳轉(zhuǎn)化過程中，篩選和鑒定轉(zhuǎn)化細(xì)胞、組織時，需要一些起幫助作用的基因，這類外源基因叫標(biāo)記基因。 有時標(biāo)記基因本身也就是目的基因，如除草劑抗性基因。第三十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 選擇標(biāo)記基因：如抗生素抗性基因，除草劑抗性基因等。 報(bào)告基因：如黃類素酶、氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶，綠色熒光蛋白酶等。 轉(zhuǎn)基因食品外源基因食用安全性： 有無直接毒性； 是否會水平轉(zhuǎn)移。 （1）有無直接毒性 目前轉(zhuǎn)基因食品所用外源基其組成與普通DNA并無差異； 轉(zhuǎn)基因食品中外源基因的含量很少。 目前未發(fā)現(xiàn)外源基因的食用有直接毒性。第三十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022

13、年6月 （2）基因水平轉(zhuǎn)移的可能性。 外源基因是否會水平轉(zhuǎn)移至腸道、微生物或上皮細(xì)胞，并成功結(jié)合和表達(dá)，影響到人和動物安全？目前結(jié)論可能性很小。 植物DNA在進(jìn)入人腸道微生物存在的小腸下段、盲腸、結(jié)腸前已被降解。 即使有DNA存在，其轉(zhuǎn)移整合受體并進(jìn)行表達(dá)也是一個非常復(fù)雜的過程，需要有合適的調(diào)控系統(tǒng)。 腸上皮細(xì)胞半衰期很短，被不斷取代。 目前尚未發(fā)現(xiàn)有植物DNA轉(zhuǎn)移至腸微生物和腸上皮細(xì)胞的現(xiàn)象。第三十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、未預(yù)料的基因多效性（gene polypheny） 由于外來基因的插入，宿主原遺傳信息被打亂，可能發(fā)生一些意外效應(yīng)。但目前尚無這方面的報(bào)道。 （1

14、）位置效應(yīng)。外源基因插入位置，宿主某些基因可能被破壞，可能誘發(fā)某些沉默基因（silent gene）的表達(dá)。 （2）干擾代謝作用。插入基因的產(chǎn)物可能與宿主代謝途徑中的一些酶相互作用，干擾代謝途徑，使某些代謝物在宿主體內(nèi)積累或消失。 （3）改變食品營養(yǎng)品質(zhì)。增加或降低。 （4）潛在毒性。外源基因可能提高天然植物毒素基因的表達(dá)，如土豆茄堿、豆類蛋白酶抑制劑基因等第三十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 3、轉(zhuǎn)基因食品中外源基因編碼蛋白的安全性 外源基因編碼蛋白有無直接毒性、過敏性和抗藥性。 （1）外源基因編碼蛋白有無直接毒性。 據(jù)外源基因編碼蛋白的化學(xué)組成，將其與已知毒性蛋白的化學(xué)組成進(jìn)

15、行同源性比較，判斷其毒性。 采用動物實(shí)驗(yàn)方法，評判外源基因編碼蛋白的毒性情況。第三十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2）外源基因編碼蛋白有無過敏性。 過敏蛋白特點(diǎn)：具有T細(xì)胞和B細(xì)胞的識別區(qū)?？僧a(chǎn)生專一的免疫球蛋白（IgE）抗體。 從以下幾方面判斷外源基因編碼蛋白有無過敏性： 外源基因是否編碼過敏蛋白。 兩類蛋白（外源基因編碼蛋白、過敏蛋白）的氨基酸序列是否有免疫學(xué)上的明顯內(nèi)源性。 外源基因編碼蛋白屬某類蛋白成員，此類蛋白家庭的某些成員是否過敏蛋白。第三十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （3）外源基因編碼蛋白有無抗藥性。 目前轉(zhuǎn)基因植物食品中常用的標(biāo)記基因是抗生素

16、抗性基因，因此食用這些含抗生素抗性基因的轉(zhuǎn)基因食品是否會產(chǎn)生抗藥性是轉(zhuǎn)基因食品安全性評價的又一方面。第三十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 轉(zhuǎn)基因食品的安全性評價和法規(guī)管理 一、轉(zhuǎn)基因食品的安全性評價 安全性評價是安全管理的核心和基礎(chǔ)之一。 1、轉(zhuǎn)基因食品安全性評價目的 保障人類健康和環(huán)境安全。 回答公眾疑問。 促進(jìn)國際貿(mào)易，維護(hù)國家權(quán)益。 促進(jìn)生物技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。 提供科學(xué)決策的依據(jù)。 第三十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、轉(zhuǎn)基因食品安全性評價的原則 （1）實(shí)質(zhì)等同性（substantial equivalence）原則 （2）預(yù)先防范（precauti

17、on）原則 （3）個案評估（case by case）原則 （4）逐步評估（step by step）原則 實(shí)驗(yàn)室研究中間試驗(yàn)環(huán)境釋放生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)商業(yè)化生產(chǎn) （5）風(fēng)險效益平衡（balance of benefits and risks）原則 （6）熟悉性（familiarity）原則第三十八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 3、轉(zhuǎn)基因食品安全性評價內(nèi)容 遺傳工程體的特性分析，實(shí)質(zhì)等同性分析。 （1）遺傳工程體（GMO）的特性分析。這有助于判斷某種新食品與已有食品是否有顯著差異。 供體：來源、分類、學(xué)名、食用歷史、關(guān)鍵營養(yǎng)成分、是否有毒性史、過敏性、傳染性、抗?fàn)I養(yǎng)因子、生理活性物質(zhì)、與

18、其它物種關(guān)系等。 被修飾基因及插入的外源DNA：來源、結(jié)構(gòu)、功能、用途、轉(zhuǎn)移方法、介導(dǎo)物的名稱、來源、特性及安全性。 受體：與供體相比的表型特性和穩(wěn)定性、外源基因拷貝量、引入基因的功能與特性、引入基因移動的可能性等。第三十九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2）實(shí)質(zhì)等同性分析 1993年經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織（OCED）在綠皮書現(xiàn)代生物技術(shù)食品的安全性評價：概念與原則中，提出對現(xiàn)代生物技術(shù)食品采用實(shí)質(zhì)等同性（substantial equivalence）的評價原則。 實(shí)質(zhì)等同性比較內(nèi)容： 生物學(xué)特性比較： 主要營養(yǎng)成分比較： 天然有毒物質(zhì)比較： 抗?fàn)I養(yǎng)因子比較： 過敏原比較：第四十張，

19、PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 生物學(xué)特性比較：比較形態(tài)、生長、產(chǎn)量、抗病性、繁殖性、生理特性等。 主要營養(yǎng)成分比較：比較蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素等。 天然有毒物質(zhì)比較：如番茄中的-番茄素，馬鈴薯中茄堿，葫蘆科作物的葫蘆素等。 抗?fàn)I養(yǎng)因子比較：抗?fàn)I養(yǎng)因子是指能夠影響人對食品中營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和對食物消化的物質(zhì)，如豆科作物的蛋白酶抑制劑、脂肪氧化酶及植酸等。 過敏原比較：過敏原（allergen）是指能夠造成某些人群食用后產(chǎn)生過敏反應(yīng)的物質(zhì)。過敏蛋白質(zhì)在加工過程及消化過程中不易被降解，不易被糖基化。第四十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 應(yīng)用實(shí)質(zhì)等同性原則評價轉(zhuǎn)

20、基因食品時，應(yīng)根據(jù)不同國家地區(qū)、不同文化背景、不同宗教習(xí)俗差異進(jìn)行評價。1996年，F(xiàn)AO/WHO將轉(zhuǎn)基因植物、動物、微生物產(chǎn)生的食品分為三類： 與現(xiàn)有傳統(tǒng)食品具有實(shí)質(zhì)等同性。 除某些特定差異性外，與傳統(tǒng)食品具有實(shí)質(zhì)等同性。 與傳統(tǒng)食品無實(shí)質(zhì)等同性。第四十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 如完全實(shí)質(zhì)等同，則不考慮毒理和營養(yǎng)方面安全，兩者同等對待。 如存在某些特定差異（如引入的遺傳物質(zhì)是否改變內(nèi)源成分、是否產(chǎn)生新的化合物等），這時評價主要考慮外源基因的產(chǎn)物和功能，針對一些可能存在的差異和主要營養(yǎng)成分進(jìn)行比較分析。 如無實(shí)質(zhì)等同性，并不意味著一定不安全，但必須進(jìn)行新食品的安全性和營養(yǎng)成

21、分評價。第四十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 4、轉(zhuǎn)基因食品安全評價方法 實(shí)質(zhì)等同性比較法； 等同性與相似性比較法； Fangan改良法； 樹狀決策法。 （1）實(shí)質(zhì)等同性比較法。遵循實(shí)質(zhì)等同性原則，將兩類生物進(jìn)行比較。 美國FDA兩步評價法： 對目的基因及相應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行評價。 對宿主接受外源基因后出現(xiàn)的意外性狀進(jìn)行評價。第四十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2）等同性與相似性結(jié)合比較法。 國際生命科學(xué)學(xué)會（International Life Science Institute， ILSI）歐洲分會于1996年提出“

22、等同性”與“相似性”相結(jié)合比較法（Safety assessment of food by equivalence and similarity targeting，SAFEST） 。 將轉(zhuǎn)基因食品分為3個等級： 實(shí)質(zhì)等同或極為相似。 十分等同或非常相似。 既不等同也不相似。 第四十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （3）Fangan改良法。 Fangan J B于1996年提出 對已知毒素、過敏原、營養(yǎng)成分的檢測，查明寄生植物原有的過敏原、毒素是否存在、營養(yǎng)成分是否變化。 對未知毒素、過敏原鑒定，通過動物實(shí)驗(yàn)和人體經(jīng)驗(yàn)，明確是否有不良反應(yīng)。 此外還要進(jìn)行市場信息反饋和社會調(diào)查，驗(yàn)證其安全性。第四十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 （4）樹狀決策法。1998年國際生物技術(shù)委員會和國際生命科學(xué)研究院提出，常用于潛在過敏性評價。 5、食品安全評價中幾個主要問題 （1）過敏原問題。 （2）