GMO基因轉(zhuǎn)殖動(dòng)植物課件

GMO基因轉(zhuǎn)殖動(dòng)植物二生技四甲葉柏毅192H0023李昀192H0031梁雅茜192H0035林慧青192H0046游永莉192H0044GMO，是指基因轉(zhuǎn)殖生物（GeneticallyModifiedOrganism,GMO，或稱為基因改造生物），就是經(jīng)由基因改造過(guò)的農(nóng)作物，將這些基因改造的作物作為食品（GMFoods）時(shí)，這些基因改造過(guò)的產(chǎn)品將會(huì)直接進(jìn)入人體。將甲生物某個(gè)基因用現(xiàn)代基因工程技術(shù)轉(zhuǎn)移殖入到乙生物，如此乙生物便成為GMO，它獲得了甲生物基因的遺傳特性。GMO包括動(dòng)物、植物及微生物。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織（FAO/WHO）所組成之食品標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（Codex）及歐聯(lián)法規(guī)對(duì)GMO之定義基因遺傳物質(zhì)被改變的生物，其基因改變的方式係透過(guò)基因技術(shù)，而不是以自然增殖及/或自然重組的方式產(chǎn)生。

一.何謂GMO基因改造食品:以現(xiàn)代基因工程技術(shù)從GMO製造出的食品，它在市面上呈現(xiàn)的方式有以下三大類：(一)食品本身含有新基因(二)加工食品成分含有新基因

(三)純化精製的食品

，有新基因。

1970年代末期，東亞地區(qū)的稻米都遭受一種名為「草狀矮化病毒」的威脅1977年，美國(guó)加州酪梨也發(fā)生了枯萎病在西元1960年代度時(shí)，發(fā)現(xiàn)可以使用游離輻射（如紫外線、gammaray等）的處理，增進(jìn)突變的速率，再?gòu)耐蛔冎曛刑暨x我們的性狀。至於基因轉(zhuǎn)殖植物最早在西元1980年代初期發(fā)表，美國(guó)食品藥物管理局（FDA）的資料顯示在1991年卡爾京(Calgene)公司申請(qǐng)基因改造的番茄1994年，該公司的「佳味」(FLAVRSAVR)蕃茄是世界上第一種獲準(zhǔn)上市的基因改造食品。世界上種植量最大的GMO是大豆（soybean），其次是玉米、棉花、油菜（canola）等。預(yù)估2000年全球的GMP種植比1999增長(zhǎng)了11%。主要種植的是耐殺草劑和抗蟲作物。二.基因改造食品的生產(chǎn)與銷售走向:表二、全球1999年各GMO作物的生產(chǎn)面積作物種植面積(百萬(wàn)英畝)大豆53.4玉米27.4棉花9.1油菜8.4馬鈴薯0.3瓜（squash）0.3木瓜0.3耐殺草劑69.4蘇力菌抗蟲22.0蘇力菌耐蟲7.2抗病毒0.3利益?zhèn)鹘y(tǒng)的育種方法是運(yùn)用選種及交配，以獲取想要的生物體特質(zhì)及減少或去除不想要的特質(zhì)?？茖W(xué)利用現(xiàn)代基因工程技術(shù)，精確的挑選生物體某些優(yōu)良特性的基因，來(lái)轉(zhuǎn)殖到另外一個(gè)物種，使新的基因改造生物具有預(yù)期特定的特性。GMO利用基因的操作技術(shù)，可以有計(jì)劃地選擇所想要的特徵、優(yōu)點(diǎn)而改良農(nóng)作物的品質(zhì)，提高產(chǎn)量，增加營(yíng)養(yǎng)分，也可以使作物變得更耐旱、或不怕蟲害。例如把蘇力菌的基因帶進(jìn)棉花、玉米、番薯，這種菌體的基因能產(chǎn)生一種蛋白質(zhì)而能抵抗蟲害的侵犯，而不需要?dú)⑾x劑的噴灑。另外如玉米缺乏人體必須胺基酸--離胺基酸；利用基因工程可以把能製造胺基酸的基因帶進(jìn)玉米，玉米也就能含有離胺基酸。美國(guó)第一個(gè)基因改良產(chǎn)品－番茄，則是為了採(cǎi)收方便，以基因轉(zhuǎn)殖方式延緩番茄中的果膠軟化，以免番茄在採(cǎi)收遇程因碰撞而受損。

三.基因改造食品所獲得的利益與風(fēng)險(xiǎn):

反對(duì)者相信目前的基因技術(shù)，可能會(huì)因?yàn)橥鈦?lái)基因會(huì)影響到原主本身的表現(xiàn)，可能會(huì)產(chǎn)生一些未知的有毒或者會(huì)引起過(guò)敏的物質(zhì)?；蛘呤遣迦胫畷r(shí)傷害到原主的本身基因，例如插入到一串有效的基因中間時(shí)。早年的案例如tryptophan事件便是，這是一種人類所必需的氨基酸，使用改造的方法讓細(xì)菌大量生產(chǎn)，不過(guò)在大量累積tryptophan後，會(huì)衍生出一些毒性物質(zhì)，使得37人死亡，和一千五百人殘障，稱為：eosonophilmyalgiasyndrome（EMS）。過(guò)敏原是基因改造食品安全評(píng)估的重要審核項(xiàng)目之一。

風(fēng)險(xiǎn)一、「實(shí)質(zhì)等同」（substantialequivalence）在1990年FAO/WHO的諮詢會(huì)中曾針對(duì)生物科技食品之安全評(píng)估進(jìn)行討論。該諮詢會(huì)建議：安全評(píng)估政策應(yīng)建構(gòu)於食品的分子性、生物性、及化學(xué)行特性上。該諮詢會(huì)最後報(bào)告中建立了基因改良食品與某一可被接受的食品安全標(biāo)準(zhǔn)相互比較的觀念。

在「實(shí)質(zhì)等同」之認(rèn)定評(píng)估過(guò)程中，基因改良食品必須具有與傳統(tǒng)食品相同且相當(dāng)?shù)奶匦?。這特性相當(dāng)程度變異度之判定是取抉於下列特性：

（一）遺傳表現(xiàn)型特性：在植物方面包括：形態(tài)、生長(zhǎng)、產(chǎn)量及疾病抗性等；微生物方面，包括：分類學(xué)特性、傳染性、抗生素抗性型式等；在動(dòng)物方面，包括：形態(tài)、生長(zhǎng)、生理機(jī)能、繁殖、產(chǎn)量等。

（二）組成分比較：食品中的重要組成分之比較主要是依關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)素及毒物之認(rèn)定，關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)素為脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、礦物質(zhì)及維生素。大部分食品過(guò)敏原幾乎均為蛋白質(zhì)。然而農(nóng)作物成分中含有上萬(wàn)種不同蛋白質(zhì)中，僅有極少數(shù)蛋白質(zhì)具過(guò)敏性在對(duì)現(xiàn)代生物科技改造出來(lái)的食品進(jìn)行安全評(píng)估時(shí)，過(guò)敏誘發(fā)性即是個(gè)相當(dāng)重要的考量因子。潛在性過(guò)敏可經(jīng)測(cè)試下列各因素而得知：(1)轉(zhuǎn)殖基因物質(zhì)的來(lái)源；(2)新獲得蛋白質(zhì)的分子量；(3)與已知過(guò)敏原的氨基酸序列相同性；(4)食品的加熱和加工安定性；(5)pH值及胃酸的安定性。二、過(guò)敏原標(biāo)識(shí)基因有許多種類，包括：除草劑抗性標(biāo)識(shí)基因及抗生素抗性標(biāo)識(shí)基因。另外標(biāo)識(shí)基因是否殘留亦是安全評(píng)估之重點(diǎn)。為了減少殘留的可能性，必須改造載體以降低其轉(zhuǎn)移性，對(duì)臨床上有用抗生素會(huì)產(chǎn)生抗性的標(biāo)識(shí)基因應(yīng)被禁止使用。三、標(biāo)識(shí)基因基因改造科技的優(yōu)點(diǎn)1.對(duì)農(nóng)民而言，基改生物可能簡(jiǎn)化噴施除草劑的程序、減少差蟲劑的使用、提高作物的生產(chǎn)力、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力升高2.

對(duì)消費(fèi)者而言，若基改生物發(fā)揮效果，降低農(nóng)民的生產(chǎn)成本，抗蟲基改作物若果真減少農(nóng)藥的使用，則可能買更農(nóng)藥殘毒更少的蔬果。3.對(duì)生技公司而言，製藥用的基改生物可以比以前產(chǎn)生更便宜的疫苗或者其他醫(yī)療用化合物，增加公司利潤(rùn)。4.

對(duì)環(huán)境而言，基改技術(shù)也可能對(duì)環(huán)境具有好處。若能減少農(nóng)藥的使用與肥料的施用，可以降低農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境的污染。五.基因改造食品的優(yōu)缺點(diǎn):一、食品安全一般而言，社會(huì)大眾對(duì)於食用基因改造食品對(duì)人體健康的關(guān)切以玉米星連（StarLink）事件，與馬鈴薯的溥采（Pusztai）事件最為有名。(1)

星連事件：星連玉米是某基改玉米的商品名，該品種轉(zhuǎn)殖了蘇力菌的抗蟲基因。(2)

溥采事件：蘇格蘭的溥采博士在一九九八年試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用某基改馬鈴薯餵食老鼠，會(huì)使老鼠生長(zhǎng)遲緩，免疫系統(tǒng)失調(diào)。基因改造科技的缺點(diǎn)二、生態(tài)環(huán)境安全(1)

危害非目標(biāo)生物：廣泛的種植抗除草劑基改作物，會(huì)因除草劑的積極使用而降低野草多樣性，導(dǎo)致有益昆蟲所要吃的植物不見，無(wú)法覓食而死亡。昆蟲種類、數(shù)目減少，更可能影響到整個(gè)生態(tài)系。(2)

轉(zhuǎn)殖生物的強(qiáng)勢(shì)化：抗旱基改作物本身若野草化，或許也可能成為新的耐旱型雜草，而危害到其他植物族群。(3)

產(chǎn)生新的有害生物：基改作物花粉傳到同類屬的雜草型植株上，可能使得該雜草成為強(qiáng)勢(shì)雜草，而危害到其他植物族群。(4)

農(nóng)產(chǎn)品受到混雜：基改作物在生長(zhǎng)期間花粉可能傳授到鄰近一般品種身上，而將轉(zhuǎn)殖基因帶入一般品種。由於生物科技是近年來(lái)才應(yīng)用在食物生產(chǎn)方面，為了安全起見，所有基因改造食品均須接受嚴(yán)格的安全評(píng)估，才可在市面出售。以生產(chǎn)最多基因改造農(nóng)作物的美國(guó)為例，基因改造食品是由食品藥物管理署（FDA）、環(huán)境保護(hù)署（EPA）及農(nóng)業(yè)部（USDA）三個(gè)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)管理評(píng)估。我國(guó)則由國(guó)科會(huì)、農(nóng)委會(huì)和衛(wèi)生署分別在上、中、下游，就所管實(shí)驗(yàn)室研究、田間試驗(yàn)和食品衛(wèi)生等方面，做安全評(píng)估的層層把關(guān)?；蚋脑焓称讽毻耆嫌嘘P(guān)的安全評(píng)估，方可在市面出售。依食品衛(wèi)生管理法第十四條，經(jīng)中央主管機(jī)關(guān)公告指定之食品(譬如基因改造食品)應(yīng)經(jīng)中央主管機(jī)關(guān)查驗(yàn)登記並發(fā)給許可證始得製造或輸入。衛(wèi)生署邀請(qǐng)學(xué)者專家組成委員會(huì)，依據(jù)公告之「基因改造食品之安全評(píng)估方法」對(duì)基因改造食品的製程及產(chǎn)品本身均分別進(jìn)行安全性評(píng)估，其評(píng)估之重點(diǎn)包括產(chǎn)品的毒性、過(guò)敏誘發(fā)性、營(yíng)養(yǎng)成分及抗生素標(biāo)識(shí)基因等相關(guān)資料。世界各國(guó)正致力訂定一套基因改造食品標(biāo)示制度。（一）美國(guó)：認(rèn)為如果基因改造的食品在組成份與營(yíng)養(yǎng)等與原來(lái)的食品實(shí)質(zhì)上不等同，就必須標(biāo)示，若實(shí)質(zhì)等同可以自願(yuàn)標(biāo)示，惟須遵守2001年1月17日公告之規(guī)範(fàn)。（二）歐洲：歐盟自1998年起即規(guī)定所有基因改造食品均須加以標(biāo)示。其後，歐盟又補(bǔ)充規(guī)定自2000年4月起，食品內(nèi)含超過(guò)1%基因改造成分的加工食品需加以標(biāo)示。（三）澳洲及紐西蘭：2000年12月7日公告強(qiáng)制標(biāo)示規(guī)範(fàn)，一年後實(shí)施，採(cǎi)取1%的容許量。（四）日本：規(guī)定自2001年4月1日起，採(cǎi)取5%的容許量，30類指定的食品中若含有基因改造成分，就須標(biāo)示。不過(guò)，對(duì)於檢驗(yàn)科技無(wú)法檢測(cè)出新基因或蛋白質(zhì)成分的精製加工食品（油及醬油），則不在管制之列。（五）南韓：農(nóng)林部也宣布自2001年3月起，基因改造的玉米、大豆及豆芽均須加以標(biāo)示。

首先，基因改造食品之原料須於上市前通過(guò)審核，目前依國(guó)內(nèi)民生大宗食品及國(guó)際間流通之品項(xiàng)，選定以大豆及玉米為優(yōu)先管理項(xiàng)目。

其次，產(chǎn)品之標(biāo)示，係採(cǎi)取強(qiáng)制及自願(yuàn)標(biāo)示並行之制度，凡超過(guò)5%非刻意混雜容許量之基因改造食品必須依照「基因改造食品標(biāo)示辦法」予以明顯標(biāo)示，惟以漸進(jìn)方式施行，即自2001年起，依產(chǎn)品加工程度，分三階段2年到4年逐步實(shí)施。非基因改造食品不須標(biāo)示，若自願(yuàn)標(biāo)示，仍應(yīng)遵行真實(shí)且不誤導(dǎo)之基本標(biāo)示規(guī)範(fàn)。衛(wèi)生署管理基因改造食品標(biāo)示

在GMO的製作中使用到的因改造技術(shù)可包括：（1）載體系統(tǒng)重組核酸技術(shù)；（2）轉(zhuǎn)殖技術(shù)﹔（3）細(xì)胞融合或雜交技術(shù)而能克服自然生理學(xué)上、生殖上或重組上的障礙。七.基因改造食品的原理及技術(shù):

細(xì)胞融合或雜交的技術(shù)基本上不屬於重組基因的技術(shù)，例如將血緣接近或相同的生物的細(xì)胞融合，讓他再分裂，因而把兩個(gè)細(xì)胞的特性融合在一起，桃莉羊或者一般的複製技術(shù)都僅是融合不同的細(xì)胞而激起分裂而已。不過(guò)在融合前如果細(xì)胞經(jīng)過(guò)基因改造，則屬於遺傳工程（重組基因的技術(shù)）。（3）細(xì)胞融合或雜交技術(shù)八.基因改造產(chǎn)品有那些:年份公司產(chǎn)品改造原理加拿大改良油菜（Canola）1995MonsantoCo.耐GlyphosateCanola從細(xì)菌Agrobacteriumsp.轉(zhuǎn)殖Enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase基因CalgeneInc.月桂油菜LaurateCanola從加州月桂樹轉(zhuǎn)殖12:0acylcarrierproteinthiosesterase基因Agrevo,Inc.耐GlufosinateCanola從鏈黴菌Streptomycesviridochromogenes轉(zhuǎn)殖Phosphinothricinacetyltransferase基因玉米（Corn）1995Ciba-GeigyCorp.抗蟲玉米

從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉(zhuǎn)殖cryIA基因

AgrevoInc.耐Glufosinate玉米

從鏈黴菌Streptomycesviridochromogenes轉(zhuǎn)殖Phosphinothricinacetyltransferase基因1996

PlantGeneticSystems雄性不育玉米從細(xì)菌Bacillusamyloliquefaciens轉(zhuǎn)殖barnase基因NorthrupKing抗蟲玉米從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉(zhuǎn)殖cryIA基因

MonsatoCo抗蟲玉米/耐Glyphosate玉米

從細(xì)菌Agrobacteriumsp.轉(zhuǎn)殖Enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase基因，從Ochrobactrumanthropi耐受glyphoste品系中轉(zhuǎn)殖glyphosateoxidoreductase基因，從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉(zhuǎn)殖cryIA基因

MonsatoCo抗蟲玉米從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉(zhuǎn)殖cryIA基因

DekalbGeneticsCorp耐Glufosinate玉米

從鏈黴菌Streptomyceshygroscopicus轉(zhuǎn)殖Phosphinothricinacetyltransferase基因1997DekalbGeneticsCorp.抗蟲玉米從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉(zhuǎn)殖cryIA基因

1998MonsantoCo.耐Glyphosate玉米

從細(xì)菌Agrobacteriumsp.轉(zhuǎn)殖Enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase基因AgrevoInc.耐Glufosinate玉米

從鏈黴菌Streptomycesviridochromogenes轉(zhuǎn)殖Phosphinothricinacetyltransferase基因棉花（Cotton）1996CalegeneInc.耐Bromoxynil棉花

從Klebsiellaozaenae細(xì)菌轉(zhuǎn)殖nitrilase基因MonsantoCo.抗蟲棉花從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉(zhuǎn)殖cryIA基因

1996MonsantoCo.耐Glyphosate棉花

從細(xì)菌Agrobacteriumsp.轉(zhuǎn)殖Enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase基因Dupont耐Sulfonylurea棉花從菸草轉(zhuǎn)殖Acetolactatesynthase基因1998CalgeneCo.抗蟲/耐Bromoxynil棉花從Klebsiellapneumoniae細(xì)菌轉(zhuǎn)殖Nitrilase基因，從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉(zhuǎn)殖cryIA基因

亞麻（Flax）1998

UniversityofSaskatchewan耐Sulfonylurea亞麻從Arabidopsis轉(zhuǎn)殖Acetolactatesynthase基因木瓜（Papaya）1997UniversityofHawaii和CornellUniversity抗病毒木瓜將木瓜輪班病毒ringspotvirus的外套蛋白基因轉(zhuǎn)殖至木瓜馬鈴薯（Potato）1994

MonsantoCo.抗蟲馬鈴薯從蘇力菌Bacillusthuringiensis轉(zhuǎn)殖cryIIIA基因1996

MonsantoCo.抗蟲馬鈴薯從蘇力菌Bacillusthuringiensis轉(zhuǎn)殖cryIIIA基因1998

MonsantoCo.抗蟲馬鈴薯從蘇力菌Bacillusthuringiensis轉(zhuǎn)殖cryIIIA基因/轉(zhuǎn)殖馬鈴薯捲葉病毒的replicase基因紅萵苣（RadicchioRosso）1997BejoZadenBV雄性不育從細(xì)菌Bacillusamyloliquefaciens轉(zhuǎn)殖barnase基因油菜（Rapeseed）1997PlantGeneticSystems雄性不育/生育恢復(fù)品種從細(xì)菌Bacillusamyloliquefaciens轉(zhuǎn)殖barnase基因/生育恢復(fù)品種轉(zhuǎn)殖Bacillusamyloliquefaciens的barstar基因大豆（Soybean）1994MonsantoCo.耐Glyphosate大豆

從細(xì)菌Agrobacteriumsp.轉(zhuǎn)殖Enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase基因1997Dupont高OleicAcid大豆壓抑GmFad2-1gene的表現(xiàn)，該基因產(chǎn)生

delta-12desaturase酵素瓜類（Squash）1994AsgrowSeedCo.抗病毒瓜含西瓜鑲堪病毒和zucchini黃鑲堪病毒的外套蛋白基因1997SeminisVegetableSeeds抗病毒瓜含西瓜鑲堪病毒、zucchini黃鑲堪病毒和胡瓜鑲堪病毒的外套蛋白基因番茄（Tomato）1994ZenecaPlantScience延遲軟化番茄含有部份番茄的polygalacturonase基因MonsantoCo.改良成熟番茄從細(xì)菌Pseudomonaschloraphis轉(zhuǎn)殖Aminocyclopropanecarboxylicaciddeaminase基因DNAPlantTechnology改良成熟番茄從番茄轉(zhuǎn)殖Aminocyclopropanecarboxylicaciddeaminase基因CalgeneInc.

FLAVRSAVRTomato轉(zhuǎn)殖番茄的Antisensepolygalacturonase基因，可延遲軟化1996AgritopeInc.改良成熟番茄從大腸桿菌噬菌體轉(zhuǎn)殖Eadenosylmethioninehydrolase基因1998CalgeneCo.抗蟲番茄從蘇力菌Bacillusthuringiensis轉(zhuǎn)殖cryIIIA基因康乃馨（Carnation）1998FlorigenePtyLtd.延長(zhǎng)保存期/抗殺草劑轉(zhuǎn)殖截切aminocyclopropanecyclase(ACC)synthase基因，降低ethylene累積;耐受殺草劑Sulfonylureaherbicidetolerance,特別是triasulfuronandmetsulfuron-methyl.透過(guò)Agrobacteriumtumefaciens進(jìn)行植物轉(zhuǎn)殖FlorigenePtyLtd.修改顏色/抗殺草劑轉(zhuǎn)殖花青素基因、耐受殺草劑sulfonylurea，轉(zhuǎn)殖菸草之chlorsulfurontolerant