轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)食品安全的影響

關(guān)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)食品安全的影響第一節(jié)概述一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)基本內(nèi)容

轉(zhuǎn)基因技術(shù)（transgenictechnology）又叫DNA重組技術(shù)（DNArecombinationtechnology），即利用一系列實(shí)驗(yàn)技術(shù)，將一個(gè)生物體的遺傳信息（操作對(duì)象是遺傳信息的載體DNA）轉(zhuǎn)入到另一個(gè)生物體中。第2頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

（1）目的基因（objectivegene）獲取。①提取供體（donator）生物的基因，用限制性?xún)?nèi)切酶切割、分離出特定的基因片段②人工合成目的基因。目的基因又叫靶基因（targetgene）、外源基因（foreigngene），它含有一種或幾種遺傳信息的全套密碼（code）。第3頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5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4頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5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。①轉(zhuǎn)化（transformation）：用質(zhì)粒做載體；②傳染（transfection）：用未包裝蛋白質(zhì)外殼的噬菌體DNA做載體；③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，hostcell）可以是：

①原核生物或真核生物；

②微生物、植物或動(dòng)物。

第5頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞方法：①顯微注射法（microinjection）。②基因槍?zhuān)ㄎ椉夹g(shù)）（genebombardment）。③電激法（electroporation）。④脂質(zhì)體介導(dǎo)法（lipidosomemediate）⑤激光導(dǎo)入法（lasermicropuncture）等。第6頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月基因槍?zhuān)ㄎ椉夹g(shù)）第7頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

（4）轉(zhuǎn)化了重組DNA的受體細(xì)胞的篩選和鑒定。①噬菌斑（negativecolony）篩選法：適于病毒或噬菌體作載體形成的重組子篩選。②標(biāo)記基因（markergene）篩選法：適于質(zhì)粒作載體形成的重組子篩選。③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(yíng)養(yǎng)缺陷的重組子的篩選。④核酸探針（probe）篩選法：⑤免疫分析篩選法：等。第8頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第9頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

（5）對(duì)含有重組DNA的細(xì)胞進(jìn)行大量培養(yǎng)，檢測(cè)外源基因是否表達(dá)。①產(chǎn)物酶活性法②免疫吸附（immuneadsorption）反應(yīng)法等。重組體鑒定：將轉(zhuǎn)化的重組體，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)使其形成一定的菌株和品系后，再檢驗(yàn)它們?cè)谏L(zhǎng)發(fā)育、傳種接代過(guò)程中是否保留了已獲得的外源基因。①報(bào)告基因檢測(cè)法；②目的基因分子雜交檢測(cè)法

。第10頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月①報(bào)告基因（reportgene）檢測(cè)法。構(gòu)建目的基因時(shí)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：①受體細(xì)胞本身不存在，②對(duì)受體細(xì)胞無(wú)損害，③易于檢測(cè)。②目的基因分子雜交檢測(cè)法。已知目的基因片段制作探針與待測(cè)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11頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第12頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第13頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月BT玉米的開(kāi)發(fā)第14頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5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（geneticallymodifiedorganism，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(lái)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(dòng)物、微生物）生產(chǎn)加工的食品，稱(chēng)為轉(zhuǎn)基因食品（GMF），包括食品原料及食品添加劑。第15頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5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(guó)），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(guó)：

美國(guó)、阿根廷、加拿大和中國(guó)。第16頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第17頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第18頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第19頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

轉(zhuǎn)基因作物優(yōu)點(diǎn)：①解決食物短缺。②增加食品品種。③改進(jìn)營(yíng)養(yǎng)成分。④增強(qiáng)作物抗病蟲(chóng)害、抗逆性能。⑤延長(zhǎng)食品貨架期等。第20頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5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α-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(guó)FDA已批準(zhǔn)在干酪生產(chǎn)中使用這種凝乳酶。第21頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月3、改善食品原料的品質(zhì)改良動(dòng)物、植物食品原料品質(zhì)，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22頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第二節(jié)轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)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(duì)生態(tài)環(huán)境可能造成的影響

1、基因轉(zhuǎn)移問(wèn)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(wèn)題。轉(zhuǎn)基因植物本身可能演化為雜草。可能將一些抗病蟲(chóng)害基因、抗逆基因轉(zhuǎn)移給野生近緣種或雜草，產(chǎn)生“超級(jí)雜草”。第23頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第24頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月3、生物多樣性問(wèn)題。轉(zhuǎn)基因植物的新性狀不僅對(duì)目標(biāo)生物種群大小、進(jìn)化速度產(chǎn)生直接影響，也可對(duì)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(wèn)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(guò)敏問(wèn)題。大多數(shù)轉(zhuǎn)基因生物作為人類(lèi)的食品或動(dòng)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(lèi)的過(guò)敏源，那將引起中毒和過(guò)敏的可能性。第25頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)食品可能造成的影響目前還沒(méi)有足夠的證據(jù)表明轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人類(lèi)健康有害或無(wú)毒。①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(lái)自病毒和細(xì)菌，可能引發(fā)不致命的疾病，有些需很長(zhǎng)時(shí)間才能表現(xiàn)和檢測(cè)出來(lái)。對(duì)人類(lèi)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26頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第27頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第28頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月②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(duì)其食品安全性評(píng)價(jià)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)：①解決食物短缺。②增加食品品種。③改進(jìn)營(yíng)養(yǎng)成分。④增強(qiáng)作物抗病蟲(chóng)害、抗逆性能。⑤延長(zhǎng)食品貨架期等。第29頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5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(lèi)：①目的基因：人們期望宿主生物獲得的某一或某些性狀的遺傳信息載體。②標(biāo)記基因：在遺傳轉(zhuǎn)化過(guò)程中，篩選和鑒定轉(zhuǎn)化細(xì)胞、組織時(shí)，需要一些起幫助作用的基因，這類(lèi)外源基因叫標(biāo)記基因。

有時(shí)標(biāo)記基因本身也就是目的基因，如除草劑抗性基因。第30頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5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(lèi)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：①有無(wú)直接毒性；②是否會(huì)水平轉(zhuǎn)移。（1）有無(wú)直接毒性

①目前轉(zhuǎn)基因食品所用外源基其組成與普通DNA并無(wú)差異；②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31頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

（2）基因水平轉(zhuǎn)移的可能性。外源基因是否會(huì)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(dòng)物安全？目前結(jié)論可能性很小。①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。②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(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，需要有合適的調(diào)控系統(tǒng)。③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32頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月2、未預(yù)料的基因多效性（genepolypheny）由于外來(lái)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(wú)這方面的報(bào)道。（1）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（silentgene）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(yíng)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(lèi)蛋白酶抑制劑基因等第33頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5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(wú)直接毒性、過(guò)敏性和抗藥性。（1）外源基因編碼蛋白有無(wú)直接毒性。①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)行同源性比較，判斷其毒性。②采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法，評(píng)判外源基因編碼蛋白的毒性情況。第34頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

（2）外源基因編碼蛋白有無(wú)過(guò)敏性。

過(guò)敏蛋白特點(diǎn)：①具有T細(xì)胞和B細(xì)胞的識(shí)別區(qū)。②可產(chǎn)生專(zhuān)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(wú)過(guò)敏性：①外源基因是否編碼過(guò)敏蛋白。②兩類(lèi)蛋白（外源基因編碼蛋白、過(guò)敏蛋白）的氨基酸序列是否有免疫學(xué)上的明顯內(nèi)源性。③外源基因編碼蛋白屬某類(lèi)蛋白成員，此類(lèi)蛋白家庭的某些成員是否過(guò)敏蛋白。第35頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

（3）外源基因編碼蛋白有無(wú)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(huì)產(chǎn)生抗藥性是轉(zhuǎn)基因食品安全性評(píng)價(jià)的又一方面。第36頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第三節(jié)轉(zhuǎn)基因食品的安全性評(píng)價(jià)和法規(guī)管理一、轉(zhuǎn)基因食品的安全性評(píng)價(jià)安全性評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)目的①保障人類(lèi)健康和環(huán)境安全。②回答公眾疑問(wèn)。③促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易，維護(hù)國(guó)家權(quán)益。④促進(jìn)生物技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。⑤提供科學(xué)決策的依據(jù)。第37頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月2、轉(zhuǎn)基因食品安全性評(píng)價(jià)的原則（1）實(shí)質(zhì)等同性（substantialequivalence）原則（2）預(yù)先防范（precaution）原則（3）個(gè)案評(píng)估（casebycase）原則（4）逐步評(píng)估（stepbystep）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(xiǎn)效益平衡（balanceofbenefitsandrisks）原則（6）熟悉性（familiarity）原則第38頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月3、轉(zhuǎn)基因食品安全性評(píng)價(jià)內(nèi)容①遺傳工程體的特性分析，②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。①供體：來(lái)源、分類(lèi)、學(xué)名、食用歷史、關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)成分、是否有毒性史、過(guò)敏性、傳染性、抗?fàn)I養(yǎng)因子、生理活性物質(zhì)、與其它物種關(guān)系等。②被修飾基因及插入的外源DNA：來(lái)源、結(jié)構(gòu)、功能、用途、轉(zhuǎn)移方法、介導(dǎo)物的名稱(chēng)、來(lái)源、特性及安全性。③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(dòng)的可能性等。第39頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5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(shū)《現(xiàn)代生物技術(shù)食品的安全性評(píng)價(jià)：概念與原則》中，提出對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)食品采用實(shí)質(zhì)等同性（substantialequivalence）的評(píng)價(jià)原則。實(shí)質(zhì)等同性比較內(nèi)容：①生物學(xué)特性比較：②主要營(yíng)養(yǎng)成分比較：③天然有毒物質(zhì)比較：④抗?fàn)I養(yǎng)因子比較：⑤過(guò)敏原比較：第40頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月①生物學(xué)特性比較：比較形態(tài)、生長(zhǎng)、產(chǎn)量、抗病性、繁殖性、生理特性等。②主要營(yíng)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。③天然有毒物質(zhì)比較：如番茄中的α-番茄素，馬鈴薯中茄堿，葫蘆科作物的葫蘆素等。④抗?fàn)I養(yǎng)因子比較：抗?fàn)I養(yǎng)因子是指能夠影響人對(duì)食品中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和對(duì)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。⑤過(guò)敏原比較：過(guò)敏原（allergen）是指能夠造成某些人群食用后產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)的物質(zhì)。過(guò)敏蛋白質(zhì)在加工過(guò)程及消化過(guò)程中不易被降解，不易被糖基化。第41頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

應(yīng)用實(shí)質(zhì)等同性原則評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因食品時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同國(guó)家地區(qū)、不同文化背景、不同宗教習(xí)俗差異進(jìn)行評(píng)價(jià)。1996年，F(xiàn)AO/WHO將轉(zhuǎn)基因植物、動(dòng)物、微生物產(chǎn)生的食品分為三類(lèi)：①與現(xiàn)有傳統(tǒng)食品具有實(shí)質(zhì)等同性。②除某些特定差異性外，與傳統(tǒng)食品具有實(shí)質(zhì)等同性。③與傳統(tǒng)食品無(wú)實(shí)質(zhì)等同性。第42頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月①如完全實(shí)質(zhì)等同，則不考慮毒理和營(yíng)養(yǎng)方面安全，兩者同等對(duì)待。②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(shí)評(píng)價(jià)主要考慮外源基因的產(chǎn)物和功能，針對(duì)一些可能存在的差異和主要營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行比較分析。③如無(wú)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(yíng)養(yǎng)成分評(píng)價(jià)。第43頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月4、轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)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(shù)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(lèi)生物進(jìn)行比較。美國(guó)FDA兩步評(píng)價(jià)法：①對(duì)目的基因及相應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行評(píng)價(jià)。②對(duì)宿主接受外源基因后出現(xiàn)的意外性狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。第44頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月第45頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

（2）等同性與相似性結(jié)合比較法。國(guó)際生命科學(xué)學(xué)會(huì)（InternationalLifeScienceInstitute，ILSI）歐洲分會(huì)于1996年提出“等同性”與“相似性”相結(jié)合比較法（Safetyassessmentoffoodbyequivalenceandsimilaritytargeting，SAFEST）

。將轉(zhuǎn)基因食品分為3個(gè)等級(jí)：①實(shí)質(zhì)等同或極為相似。②十分等同或非常相似。③既不等同也不相似。第46頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

（3）Fangan改良法。

FanganJB于1996年提出①對(duì)已知毒素、過(guò)敏原、營(yíng)養(yǎng)成分的檢測(cè)，查明寄生植物原有的過(guò)敏原、毒素是否存在、營(yíng)養(yǎng)成分是否變化。②對(duì)未知毒素、過(guò)敏原鑒定，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體經(jīng)驗(yàn)，明確是否有不良反應(yīng)。③此外還要進(jìn)行市場(chǎng)信息反饋和社會(huì)調(diào)查，驗(yàn)證其安全性。第47頁(yè),共55頁(yè)，星期六，2024年，5月

（4）樹(shù)狀決策法。1998年國(guó)際生物技術(shù)委員會(huì)和國(guó)際生命科學(xué)研究院提出，常用于潛在過(guò)敏性評(píng)價(jià)。

5、食品安全評(píng)價(jià)中幾個(gè)主要問(wèn)題（1）過(guò)敏原問(wèn)題。（2）毒性物質(zhì)問(wèn)題。（