8第八講-轉(zhuǎn)基因

轉(zhuǎn)基因技術(shù)梁丹

東校區(qū)生科樓432轉(zhuǎn)基因技術(shù)是將人工分離和修飾過的基因?qū)氲缴矬w基因組中，由于導入基因的表達，引起生物體性狀的可遺傳的修飾，這一技術(shù)稱之為轉(zhuǎn)基因技術(shù)（Transgene

technology）。人們常說的“遺傳工程”、“基因工程”、“遺傳轉(zhuǎn)化”均為轉(zhuǎn)基因的同義詞。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以改變動植物性狀，培育新品種。也可以利用其它生物體培育出期望的生物制品，用于醫(yī)藥、食品等方面。經(jīng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)修飾的生物體在媒體上常被稱為“遺傳修飾過(基因改造過的)的生物體"（Genetically

modifiedorganism，簡稱GMO）。轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，包括外源基因的克隆、表達載體構(gòu)建、受體細胞選擇，以及轉(zhuǎn)基因途徑等植物轉(zhuǎn)基因方法按其是否需要通過組織培養(yǎng)、再生植株可分成兩大類，第一類需要通過組織培養(yǎng)再生植株，常用的方法有農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化法、基因槍法；另一類方法不需要通過組織培養(yǎng)，目前比較成熟的主要有花粉管通道法，花粉管通道法是我國科學家提出的。1．農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化法

農(nóng)桿菌是普遍存在于土壤中的一種革蘭氏陰性細菌，它能在自然條件下趨化性地感染大多數(shù)雙子葉植物的受傷部位，并誘導產(chǎn)生冠癭瘤或發(fā)狀根。根癌農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌中細胞中分別含有Ti質(zhì)粒和Ri質(zhì)粒，其上有一段T-DNA，農(nóng)桿菌通過侵染植物傷口進入細胞后，可將T-DNA插入到植物基因組中。因此，農(nóng)桿菌是一種天然的植物遺傳轉(zhuǎn)化體系。人們將目的基因插入到經(jīng)過改造的T-DNA區(qū)，借助農(nóng)桿菌的感染實現(xiàn)外源基因向植物細胞的轉(zhuǎn)移與整合，然后通過細胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，再生出轉(zhuǎn)基因植株。農(nóng)桿菌介導法起初只被用于雙子葉植物中，近年來，農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化在一些單子葉植物（尤其是水稻）中也得到了廣泛應(yīng)用。冠癭瘤

植物轉(zhuǎn)基因方法2．基因槍介導轉(zhuǎn)化法

利用火藥爆炸或高壓氣體加速（這一加速設(shè)備被稱為基因槍），將包裹了帶目的基因的DNA溶液的高速微彈（如蘸涂了外源DNA

的金粉或者鎢粉顆粒

）直接送入完整的植物組織和細胞中，然后通過細胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，再生出植株，選出其中轉(zhuǎn)基因陽性植株即為轉(zhuǎn)基因植株。與農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化相比，基因槍法轉(zhuǎn)化的一個主要手提式微型優(yōu)點是不受受體植物范圍的限制。而且其載體質(zhì)粒的構(gòu)建也相對簡單，因此也是目前轉(zhuǎn)基因植物研究中應(yīng)用較為廣泛的一種方法。

臺式植物轉(zhuǎn)基因方法按其是否需要通過組織培養(yǎng)、再生植株可分成兩大類，第一類需要通過組織培養(yǎng)再生植株，常用的方法有農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化法、基因槍法；另一類方法不需要通過組織培養(yǎng)，目前比較成熟的主要有花粉管通道法，花粉管通道法是我國科學家提出的。3．花粉管通道法

在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液，利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道，將外源DNA導入受精卵細胞，并進一步地被整合到受體細胞的基因組中，隨著受精卵的發(fā)育而成為帶轉(zhuǎn)基因的新個體。該方法于80年代初期由我國學者周光宇提出，我國目前推廣面積最大的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。該法的最大優(yōu)點是不依賴組織培養(yǎng)人工再生植株，技術(shù)簡單，不需要裝備精良的實驗室，常規(guī)育種工作者易于掌握。動物轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因動物是指將特定的外源基因?qū)雱游锸芫鸦蚺咛?，使之穩(wěn)定整合于動物的染色體基因組并能遺傳給后代的一類動物。

轉(zhuǎn)基因動物所有的細胞均整合有外源基因，并具有將外源基因遺傳給子代的能力。若動物只有部分組織細胞整合有外源基因，則稱為嵌合體動物，這類動物只有在整合了外源基因的“部分組織細胞”恰為生殖細胞時，才能將其攜帶的外源基因遺傳給子代。通過雜交繁育可得到真正的轉(zhuǎn)基因個體甚至是純合的轉(zhuǎn)基因個體

。嵌合體小鼠動物轉(zhuǎn)基因方法(1)核顯微注射法核顯微注射法是動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)中最常用的方法。它是在顯微鏡下將外源基因注射到受精卵細胞的雄原核內(nèi)，注射的外源基因與胚胎基因組融合，然后進行體外培養(yǎng)，最后移植到受體母畜子宮內(nèi)發(fā)育，通常，胚胎移植生育出的全部仔鼠中，約有20％～30％具有導入基因，因此要用Southern

Blot或PCR法對導入的遺傳基因進行分析。

這種方法的缺點是需要貴重精密儀器，技術(shù)操作較難，并且外源基因的整合效率低且整合位點和整合的拷貝數(shù)都無法控制，易造成宿主動物基因組的插入突變，引起相應(yīng)的性狀改變，重則致死。在大型動物中還存在著繁殖周期長，有較強的時間限制、需要大量的供體和受體動物等特點。(2)胚胎干細胞法動物轉(zhuǎn)基因方法

胚胎干細胞

胚胎干細胞（embryonic

stem

cell，簡稱ES細胞）是早期胚胎（原腸胚期之前）或原始性腺中分離出來的一類細胞，它具有體外培養(yǎng)無限增殖、自我更新和多向分化的特性。無論在體外還是體內(nèi)環(huán)境，ES細胞都能被誘導分化為機體幾乎所有的細胞類型。ES細胞發(fā)育全能性的標志是ES細胞表面表達時相專一性胚胎抗原（Stage

specific

embryonic

antigen，SSEA），而且可以檢查到OTC4基因的表達，這兩種蛋白是發(fā)育全能性的標志。自1981年Evans和Kaufman首次成功分離小鼠ES細胞。將ES細胞與胚胎細胞共培養(yǎng)或?qū)S細胞注入囊胚腔中，ES細胞就會參與多種組織的發(fā)育。胚胎干細胞研究在美國一直是一個頗具爭議的領(lǐng)域，支持者認為這項研究有助于根治很多疑難雜癥，是一種挽救生命的慈善行為，是科學進步的表現(xiàn)。而反對者則認為，進行胚胎干細胞研究就必須破壞胚胎，而胚胎是人尚未成形時在子宮的生命形式。

馬里奧·卡佩奇

馬丁·埃文斯

奧利弗·史密斯

2007年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎“在涉及胚胎干細胞和哺乳動物DNA重

組方面的一系列突破性發(fā)現(xiàn)”(2)胚胎干細胞法胚胎干細胞(ES細胞)是指從囊胚期的內(nèi)細胞團中分離出來的尚未分化的胚胎細胞，具有發(fā)育全能性，能進行體外培養(yǎng)擴增、轉(zhuǎn)化和制作遺傳突變型等遺傳操作。本法以整合有外源基因的ES細胞作為供體細胞，通過基因打靶技術(shù)，將外源基因經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄病毒感染、電脈沖法等方法導入ES細胞，體外培養(yǎng)和篩選有外源基因表達者，通過顯微操作將ES細胞注入到囊胚期胚胎的腔內(nèi)，使之與內(nèi)細胞團緊靠在一起，成為嵌合體。

將注射過的胚胎，移植到交配第3天的假孕受體動物子宮內(nèi)，培育出嵌合體轉(zhuǎn)基因動物。本法外源基因整合率高，植入囊胚前篩選合適的轉(zhuǎn)化ES細胞，克服了以前只能在子代選擇的缺點，并能充分利用分子生物學發(fā)展起來的各種先進方法，是很有前途的技術(shù)。缺點是不易建立ES細胞系。并且由于通過嵌合體途徑，所以實驗周期長。動物轉(zhuǎn)基因方法

誘導的多能干細胞

2006年日本京都大學山中伸彌領(lǐng)導的實驗室在世界著名學術(shù)雜志《細胞》上率先報道了誘導多能干細胞（Induced

Pluripotent

Stem

cells，iPS）的研究。他們把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4這4種轉(zhuǎn)錄因子引入小鼠胚胎或皮膚纖維母細胞，發(fā)現(xiàn)可誘導其發(fā)生轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的iPS細胞在形態(tài)、基因和蛋白表達、表觀遺傳修飾狀態(tài)、細胞倍增能力、類胚體和畸形瘤生成能力、分化能力等都與胚胎干細胞極為相似。隨后，他們進一步通過改進篩選技術(shù)得到了更接近于胚胎干細胞的多能干細胞，把這些細胞注入小鼠囊胚中再植入體內(nèi)后可孕育出活的遺傳混雜型（Chimera）仔鼠，甚至產(chǎn)出完全由iPS細胞發(fā)育而成的仔鼠。此后iPS的研究熱潮持續(xù)高漲，并取得了多項令人矚目的進展，是最近干細胞研究所取得的最為突出的成果。與經(jīng)典的胚胎干細胞技術(shù)和體細胞核移植技術(shù)不同，iPS技術(shù)不使用胚胎細胞或卵細胞，因此沒有倫理學的問題。利用iPS技術(shù)可以用病人自己的體細胞制備專用的干細胞，所以不會有免疫排斥的問題。然而，iPS的研究還只是剛剛起步，有許多技術(shù)難題還有待解決。

從骨科醫(yī)生到諾貝爾獎

31497.shtml(3)核移植轉(zhuǎn)基因法先在體外培養(yǎng)的體細胞中進行基因?qū)?，篩選獲得帶轉(zhuǎn)基因的細胞

，然后將供體細胞細胞核移植到受體細胞——去核卵母細胞，構(gòu)成重建胚，再把其移植到假孕母體，待其妊娠、分娩，便可得到轉(zhuǎn)基因的克隆動物。動物轉(zhuǎn)基因方法精確的基因組編輯方法

限制性核酸內(nèi)切酶

II型限制酶已分離出幾百種，每種酶都有自己獨特

的堿基識別序列

---------剪刀

連接酶

--------

針線X

不再適用精確的基因組編輯方法TALEN

（2011

nature

methods）TAL的核酸識別單元為間隔32個恒定氨基酸序列的雙連氨基酸。雙連氨基酸與A、G、C、T有恒定的對應(yīng)關(guān)系，即NI識別A，NG識別T，HD識別C，NN識別G，非常簡單明確。因此，欲使TALEN特異識別某一核酸序列（靶點），只須按照靶點序列將相應(yīng)TAL單元串聯(lián)克隆即可。目前，TALEN系統(tǒng)利用FokI的內(nèi)切酶活性打斷目標基因。因FokI需形成2聚體方能發(fā)揮活性，在實際操作中需在目標基因中選擇兩處相鄰（間隔17堿基）的靶序列（一般十幾個堿基）分別進行TAL識別模塊構(gòu)建。兩個TALEN融合蛋白中的FokI功能域形成二聚體，發(fā)揮非特異性內(nèi)切酶活性，于兩個靶位點之間打斷目標基因。誘發(fā)DNA損傷修復機制。精確的基因組編輯方法CRISPR-Cas系統(tǒng)-----Cas9蛋白和引導RNA

（2012

Science、Nature

Biotechnology）轉(zhuǎn)基因技術(shù)與雜交技術(shù)?

雜交

多發(fā)生在同種、同屬物種之間，親緣關(guān)系很近，如袁隆平的雜交稻是野生稻與水稻雜交，但都是稻屬這個植物。雜交在自然界可自然發(fā)生，通過不同的基因型的個體之間的交配而取得某些雙親基因重新組合的個體的方法。雜交所出現(xiàn)的所有性狀都是這個物種自身的性狀。?

轉(zhuǎn)基因

是不同生物類群之間的基因轉(zhuǎn)移。在自然界是零概率事件

。轉(zhuǎn)基因所表達的性狀是這個物種沒有的性狀。轉(zhuǎn)什么基因？基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)入自然突變或人為修飾的基因，研究導入的異常基因的表型效應(yīng)，可以了解基因結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系（敲除、過表達、突變、“拯救”等）轉(zhuǎn)入調(diào)控順序加報告基因，以研究該調(diào)控順序的作用，如指導組織特異性表達等建立動物模型：遺傳病模型

將顯性疾病基因或一個、甚至多個外源基因人為地導入動物體內(nèi)，就可制備遺傳性疾病的轉(zhuǎn)基因動物模型，研究和治療人類遺傳性疾病。例如將亨廷頓(Hungtington)

舞蹈病基因?qū)胄∈?，建立了舞蹈病動物模型，將正常小鼠的MBP(髓磷脂堿性蛋白)基因?qū)胝痤澬∈?，小鼠的震顫癥狀消失。

腫瘤模型

建立帶有腫瘤基因的轉(zhuǎn)基因動物可了解哪些組織對腫瘤基因轉(zhuǎn)化活性敏感、腫瘤形成與基因的關(guān)系、基因?qū)δ[瘤生長分化影響等等。轉(zhuǎn)什么基因？應(yīng)用研究品種改良生物工廠基礎(chǔ)研究

轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向植物抗蟲基因工程

---創(chuàng)造本身就對蟲害有抵抗力的植物?

抗蟲棉花長期以來，棉鈴蟲是我國棉花重大害蟲之一，而棉鈴蟲的防治主要以化學防治為主。上世紀九十年代，由于氣候條件適宜、棉鈴蟲抗藥性增強等原因，棉鈴蟲連續(xù)暴發(fā)為害，每年給國家造成幾十億甚至上百億元的經(jīng)濟損失。因此，棉農(nóng)不得不高頻次、高濃度地施用殺蟲劑，每年防治棉鈴蟲20余次，不僅增加了棉花的生產(chǎn)成本和棉農(nóng)的勞動強度，也破壞了生態(tài)環(huán)境，同時還嚴重損害了棉農(nóng)的身心健康。

早在1938年，蘇云金芽孢桿菌（即Bt）作為一種生物殺蟲劑就用于防治地中海粉螟。它的主要活性成分是一種或數(shù)種殺蟲晶體蛋白，對鱗翅目、鞘翅目、雙翅目、膜翅目、同翅目等昆蟲，以及動植物線蟲、蜱螨等節(jié)肢動物都有特異性的毒殺活性。1981年，科學家首次成功克隆了第一個編碼Bt殺蟲晶體蛋白基因。

1991年我國家“863”計劃啟動抗蟲棉研制工作后，我國科學家于1992年底研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)的GFM

Cry1A

融合Bt殺蟲基因，并利用農(nóng)桿菌介導法和花粉管通道法將其導入棉花，創(chuàng)造出單價轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，這使我國成為繼美國之后第二個能夠獨立研制抗蟲棉的國家。

1995年，利用GFM

Cry1A

Bt殺蟲基因和豇豆胰蛋白酶抑制劑(CpTI)基因，構(gòu)建了雙價抗蟲(Bt+CpTI)基因。1996年研制成功雙價抗蟲棉，標志著我國第二代抗蟲棉的研究達到了國際領(lǐng)先水平。

2002年由中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所建成“棉花規(guī)?；D(zhuǎn)基因技術(shù)體系平臺”，將農(nóng)桿菌介導法轉(zhuǎn)化方法大大改進，培養(yǎng)周期由原來的12個月縮短到6個月，轉(zhuǎn)基因試管苗移栽成活率提高到90%以上；可以同時利用農(nóng)桿菌介導法、花粉管通道法和基因槍轟擊法3種方法進行外源基因的遺傳轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了流水線操作，年產(chǎn)轉(zhuǎn)基因植株8000株以上，真正做到了棉花轉(zhuǎn)基因規(guī)?；凸S化。

轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向植物抗除草劑工程

除草劑有選擇性的和非選擇性的，草甘膦是一種非選擇性的除草劑，可以殺滅多種植物，包括作物，這樣，雖然這種除草劑的效果很好，但是卻難以投入使用。

草甘膦殺死植物的原理在于破壞植物中的EPSPS合成酶。通過轉(zhuǎn)基因的方法，讓植物產(chǎn)生更多的EPSPS酶，就能抵抗草甘膦，從而讓作物不被草甘膦除草劑殺死。有了這樣的轉(zhuǎn)基因作物，農(nóng)民就不必像過去那樣使用多種除草劑，而可以只需要草甘膦一種除草劑就能殺死各種雜草。

孟山都公司有“抗草甘膦除草劑基因改造”技術(shù)，農(nóng)民如果向孟山都購買基因改造的種子，也要購買它的除草劑。用除草劑處理的抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻(中)和非轉(zhuǎn)基因水稻對照(兩側(cè))轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向植物品質(zhì)改良工程---改進作物的營養(yǎng)成分?

在1992年，聯(lián)合國兒童基金會（UNICEF）估計，全球大約有1.24億名兒童嚴重缺乏維生素A。這導致每年大約有50萬名兒童眼盲，其中有許多甚至因為缺乏維生素而死亡。由于稻米不含維生素A，所以這些缺乏癥患者集中在世界上以稻米為主食的地區(qū)。于是主要有洛克菲勒基金會資助的一項國際計劃大力發(fā)展“黃金稻米”。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)育成稻米胚乳中含有前體β-胡蘿卜素的“黃金稻”，呈現(xiàn)淡橘黃色。植物抗逆工程?

我國科學家先后克隆了脯氨酸合成酶（proA），山菠菜堿脫氫酶（BADH），磷酸甘露醇脫氫酶（mtl）及磷酸山梨醇脫氫酶（gutD）等與耐鹽相關(guān)基因。中國科學院遺傳所將BADH基因?qū)胨?，獲得的轉(zhuǎn)基因水稻有較高的耐鹽性，并能在鹽田中結(jié)實。轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向轉(zhuǎn)基因植物?

番茄在成熟時會自然變軟，這是因為多聚半乳糖醛酸酶（PG）會分解細胞壁，讓果實變軟。由于軟番茄在運輸時容易受損，因此番茄通常在還是綠色堅硬的果實時就摘下，再用催熟劑使它們變紅。研究人員發(fā)現(xiàn)拿掉PG基因可以使番茄的堅實狀態(tài)保持更久。他們插入PG基因的反向復本，由于互補堿基對的親和力，由PG基因轉(zhuǎn)錄的mRNA和由反向基因制造的RNA互相結(jié)合，導致前者無法進一步翻譯成有用的蛋白即多聚半乳糖醛酸酶。由此可以把更新鮮和成熟的番茄運到超市。這種轉(zhuǎn)基因番茄，貯存時間可延長1-2個月，有的可達80多天。

“藍色妖姬”最早來自荷蘭是一種加工花卉．它是用一種對人體無害的染色劑和助染劑調(diào)合成著色劑，等白玫瑰快到成熟期時，將其切下來放進盛有著色劑的容色里，讓花像吸水一樣，將色劑吸入進行染色?，F(xiàn)在市場上出售的“藍色妖姬”都是人工染色后的產(chǎn)物。比較正規(guī)的“藍色妖姬”是在花卉的成長期開始染色，顏色能均勻地附著在花瓣上，看上去比較自然；部分商販直接將普通的白玫瑰花采摘后染成藍色，顏色不自然，也容易掉色。人工染料導致鮮花表層細胞死亡，花期短，且花開不大。轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向轉(zhuǎn)基因花卉

藍色的玫瑰

世界上不存在自然生長的藍色玫瑰花，因為玫瑰花基因沒有生成藍色翠雀花素所需的“黃

酮類化合物3’5’-氫氧化酶”，而英語blue

rose(藍色玫瑰)有“不可能”之意。人們夢想開發(fā)出藍玫瑰，但都失敗了?？蒲腥藛T利用不同品種雜交，通過抑制紅色素培養(yǎng)接近藍色的玫瑰花，但其中并不含藍色素，所以還不能稱是真正的藍玫瑰。傳統(tǒng)雜交技術(shù)培育出的藍玫瑰，顏色偏紫色或灰色，其顏色來自于紅或橙色素。日本三得利公司耗資30億日元，耗時約15年，于2005年通過采用RNA干擾技術(shù)，抑制內(nèi)源DFR基因的表達，將三色堇的F3’5’H基因和鳶尾的DFR基因?qū)?，獲得了藍玫瑰。這株玫瑰的花瓣中所含的色素為藍色，純度接近100%。世界首個轉(zhuǎn)基因藍玫瑰，并不如想象中的那樣妖艷華麗，它的藍色接近藕荷色，更顯清純嬌媚。應(yīng)用研究品種改良生物工廠轉(zhuǎn)什么基因？

基礎(chǔ)研究

?主要目的是培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病毒、抗蟲、

抗寒、抗旱、抗?jié)场⒖果}堿、抗除草劑等的作物新品種，改善食品質(zhì)量，提高農(nóng)作物對蟲害及病原體的抵抗力。轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向該研究表明由轉(zhuǎn)基因水稻種子生產(chǎn)的重組人血清白蛋白(OsrHSA)在生理生化性質(zhì)、物理結(jié)構(gòu)，生物學功能、免疫原性與血漿來源的人血清白蛋白一致；并建立了大規(guī)模生產(chǎn)重組人血清白蛋白的生產(chǎn)工藝，獲得了高純度和高產(chǎn)量重組人血清白蛋白產(chǎn)品。利用大量數(shù)據(jù)證明了轉(zhuǎn)基因水稻種子可取代現(xiàn)有基于發(fā)酵的表達技術(shù)來生產(chǎn)重組蛋白質(zhì)，并且是經(jīng)濟有效的。植物“生產(chǎn)工廠”轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向生產(chǎn)植物疫苗用植物生產(chǎn)出的能使機體獲得特異抗病能力的疫苗。可行性和優(yōu)越性：2.

植物具有完整的真核表達系統(tǒng)及與動物相似的真核加工修飾系統(tǒng),

可對重組蛋白進行糖基化、磷酸化、酰胺化及亞基正確裝配等,可保持自然狀態(tài)下的免疫原性，植物細胞具有全能性,

容易再生,

是最經(jīng)濟的蛋白質(zhì)表達系統(tǒng)。1.

可以直接口服,

并能有效誘導黏膜和系統(tǒng)免疫。植物細胞壁作為天然的生物膠囊，可使細胞內(nèi)的疫苗抵抗消化道的酸性環(huán)境和各種酶類降解，使表達的疫苗在小腸內(nèi)釋放，引起消化道的黏膜免疫反應(yīng)，刺激黏膜下B、T

淋巴細胞產(chǎn)生的抗菌素到消化道、血液、呼吸道中，發(fā)揮對機體的全面保護作用。3.

利用轉(zhuǎn)基因植物表達亞單位疫苗,

不含有潛在的動物病毒等病原污染,

對人畜安全,

對于閉花授粉的植物還具有環(huán)境安全性。4.

疫苗活性物質(zhì)儲存在植物組織、種子或果實中,

無需冷凍設(shè)備進行儲藏和運輸,

甚至在常溫下可保存18

個月以上。5.

便于生產(chǎn)多價疫苗。利用基因重組可同時將多個外源基因和植物基因組重組生產(chǎn)多聯(lián)疫苗。轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向存在的問題和前景

轉(zhuǎn)基因植物疫苗尚在起步階段，離臨床應(yīng)用還很遠,

還存在很多限制因素,

直接通過食用接種的植物尚屬有限,

組織提取物注射接種存在穩(wěn)定性和安全性問題,

而且外源基因在植物中的表達量偏低,

免疫效果較差,

口服免疫可能引起口服免疫耐受等。

因此,

選擇轉(zhuǎn)化效率高、適宜生食、耐儲藏的植物載體作為轉(zhuǎn)基因受體系統(tǒng),

且通過對外源基因的基因修飾或?qū)Ρ磉_蛋白的保護以防止口服疫苗產(chǎn)生抗體反應(yīng)前被胃腸消化,

研發(fā)具有廣譜免疫特性的可食性復合疫苗將成為未來口服疫苗的研究熱點。未來可食性植物疫苗的發(fā)展更有賴于外源基因的表達量和轉(zhuǎn)基因植物的生產(chǎn)量

。這種怪異綠光的作用既是測試引入基因是否可行，還是一個顯示宿主是否接受其他基因的標記。如果這些所謂的轉(zhuǎn)基因動物的后代也發(fā)光，那研究人員就會知道新的基因已經(jīng)傳給下一代。

轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向

轉(zhuǎn)基因動物?

研究轉(zhuǎn)基因動物的主要目的是育成生長周期短，產(chǎn)仔、生蛋多、泌乳量高、抗病強的家畜，使生產(chǎn)的肉類、皮毛品質(zhì)與加工性能好。

斑馬魚是一種常見的觀賞魚，身上

有黑白相間的條紋。熒光斑馬魚被

分別轉(zhuǎn)入了水母綠色熒光蛋白或者珊瑚蟲紅色熒光蛋白的基因，在紫外線的照射下，能夠發(fā)出綠光或紅光。熒光魚作為觀賞魚在市場上銷售，是第一種上市的轉(zhuǎn)基因動物。轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向在自然光狀態(tài)下的生絲轉(zhuǎn)基因動物

轉(zhuǎn)基因蠶系統(tǒng)

發(fā)出熒光的生絲2009年2月，日本研究人員公開發(fā)布三種轉(zhuǎn)基因蠶系統(tǒng)。第一種為發(fā)出綠色、紅色和橘色熒光繭絲的系統(tǒng)。這是在蠶卵中加入促進發(fā)熒光蛋白質(zhì)生成的基因，綠色使用水母，紅色和橘色使用從珊瑚中提取的基因。研究人員還開發(fā)了采用低溫堿泡蠶繭的新辦法，避免傳統(tǒng)的一邊用熱水將蠶繭燙開一邊抽絲方法破壞熒光蛋白質(zhì)。發(fā)出熒光的絲綢具有極高的時尚性，將來作為高級衣料大有市場。第二種是排出極細蠶絲的轉(zhuǎn)基因蠶系統(tǒng)。他們在原有可以抽出較細絲的“白銀(Hakugin)”蠶中加入了能夠使蠶絲變得更細的基因，開發(fā)出能抽出比“白銀(Hakugin)”更細蠶絲的系統(tǒng)。從這一系統(tǒng)中制出的絲織品具有前所未有的手感和質(zhì)地感，與熒光絲綢一樣，可期待在時裝方面大派用場。第三種是具有很高的細胞粘連性的轉(zhuǎn)基因蠶系統(tǒng)。這種系統(tǒng)被期待用于醫(yī)療方面，如嘗試著利用這一系統(tǒng)的蠶絲材料制作人工血管。此外，在這種蠶絲制成的薄膜上讓細胞增殖，并用其制作人工角膜、人工軟骨等。轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向轉(zhuǎn)基因動物這種超級老鼠可以不知疲倦地奔跑數(shù)小時、壽命更長、擁有更強繁殖能力、吃得更多而不增加體重……美國科學家培育出的這種轉(zhuǎn)基因老鼠震撼了世界，第一只超級老鼠誕生于大約4年前。如今，科學家已經(jīng)培育出500只超級老鼠。研究者將高度活躍的磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK-C)基因注入老鼠胚胎?；蜣D(zhuǎn)化的老鼠在運動時有效利用身體脂肪產(chǎn)生能量，同時避免產(chǎn)生大量乳酸。乳酸可導致肌肉痙攣，即使耐力最強的運動員也會發(fā)生肌肉痙攣。科學家漢森教授說，超級老鼠主要利用脂肪轉(zhuǎn)化能量，體內(nèi)只產(chǎn)生非常微量的乳酸，它們不吃不喝也能跑4到5個小時。這種老鼠最多能以每分鐘20米的速度奔跑6公里，也就是說，它能連續(xù)不間斷奔跑5個小時甚至更多。科學家說，這相當于一個人不間斷地高速騎自行車翻越阿爾卑斯山，只有人類頂級運動員可以做到。轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向轉(zhuǎn)基因動物?

轉(zhuǎn)基因動物還可以作為生物工廠（Biofactories）

將在醫(yī)學領(lǐng)域中有價值的生物活性蛋白基因?qū)思倚蠡蚣仪莸氖芫?，在發(fā)育成的轉(zhuǎn)基因動物體液或血液、乳、尿、腹水中收獲基因產(chǎn)物，便可獲得大量有價值的生物活性蛋白，通常將此動物稱為“動物生物反應(yīng)器”。哺乳動物乳腺生物反應(yīng)器和禽類輸卵管生物反應(yīng)器成為轉(zhuǎn)基因動物的重要方向。目前，凝血因子Ⅳ和α1-抗胰蛋白酶在轉(zhuǎn)基因羊中得到了表達。其他如乙型肝炎病毒抗原、卵泡刺激素、促黃體生成素等也都能按需要利用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)，為醫(yī)藥、食品及畜牧業(yè)的發(fā)展開辟了極為廣闊的天地。采用蛋清蛋白質(zhì)基因的側(cè)翼特異表達調(diào)控序列、啟動子和多肽分泌信號序列，構(gòu)建在禽類輸卵管細胞特異性表達外源貴重蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)基因生物反應(yīng)器，蛋清蛋白質(zhì)在輸卵管細胞表達、含量比較高、蛋白質(zhì)修飾質(zhì)量好?！耙郎澈謿さ半u”，其DNA中含有

人為加入的人類基因，當母雞生

下蛋后，科學家就能從雞蛋的蛋白中提取用來制造藥物的蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)什么基因---研究與產(chǎn)業(yè)方向轉(zhuǎn)基因動物如何形成穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因品系？?

克隆?

嘗試從受體動物細胞中分離出線粒體，以外源基因?qū)ζ溥M行離體轉(zhuǎn)化，再將轉(zhuǎn)基因線粒體導入受精卵，所發(fā)育成的轉(zhuǎn)基因動物雌性個體外培養(yǎng)的卵細胞與任一雄性個體交配或體外人工授精，由于線粒體的細胞質(zhì)遺傳，其有性后代可能全都是轉(zhuǎn)基因個體。政府決策轉(zhuǎn)基因技術(shù)

公眾參與產(chǎn)業(yè)實踐

基礎(chǔ)研究科學領(lǐng)域

應(yīng)用研究目前，轉(zhuǎn)基因的整只動物仍在實驗或試用階段，而轉(zhuǎn)基因植物則向前邁多很多步，部分已商品化。轉(zhuǎn)基因---從實驗室走向田間風險評估：有意將轉(zhuǎn)基因生物引入開放環(huán)境的行為，包括將其施用于田間、牧場、森林、礦床和水域等人工或自然生態(tài)系統(tǒng)，監(jiān)測其在環(huán)境釋放過程中對生物多樣性、人體健康和生態(tài)環(huán)境造成危害的事件，及該事件所產(chǎn)生的有害影響的效應(yīng)，評估有害事件發(fā)生的概率。至2006年，我國已受理稻、麥、棉、豆、玉米、油菜、牧草等轉(zhuǎn)基因生物安全評價申請1525項，共批準中間試驗456項、環(huán)境釋放211項、生產(chǎn)性試驗181項、安全證書424項。轉(zhuǎn)基因---從田間走向市場

1983年世界首例轉(zhuǎn)基因煙草培育成功（Calgene公司），標志著人類利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良農(nóng)作物的開始；1986年5種轉(zhuǎn)基因植物進入田間試驗；1994年美國批準耐儲藏轉(zhuǎn)基因番茄進入市場；現(xiàn)已有許多轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品被批準在生產(chǎn)上使用。

2007年：美國（5770萬hm2，53%）、阿根廷、巴西、加拿大、印度、中國（390萬hm2）、巴拉圭、南非、烏拉圭、菲律賓、澳大利亞、羅馬尼亞、墨西哥、西班牙、哥倫比亞、法國、伊朗、洪都拉斯、捷克共和國、葡萄牙、德國、斯洛伐克等22個國家近

1030萬農(nóng)戶種植了轉(zhuǎn)基因植物。美國、阿根廷、巴西、

加拿大4國的轉(zhuǎn)基因種植面積占全球的90%以上。

2006年種植面積超過400萬公頃的作物有：大豆（5860萬hm2，約占全世界轉(zhuǎn)基因作物的57%，均為抗除草劑大豆）、玉米（2520萬hm2，約25%）、棉花（1340萬hm2，約13%

）、油菜（480萬hm2，約5%

）?；ㄉ?、向日葵、亞麻、甘藍、煙草、馬鈴薯、番茄、甜菜、南瓜、小麥、亞麻、木瓜、羅馬甜瓜、菊苣、匍匐剪股穎和苜蓿等轉(zhuǎn)基因作物已實現(xiàn)商品化。涉及轉(zhuǎn)基因性狀：

抗除草劑：主要為轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、棉花、油菜，5860萬hm2，約占全世界轉(zhuǎn)基因作物的72%；抗蟲：主要為轉(zhuǎn)基因玉米、棉花，1560萬hm2，占19%；抗除草劑抗蟲：主要為轉(zhuǎn)基因玉米、棉花，680萬hm2，占9%

；其它：抗病毒、抗細菌、抗真菌、抗逆境、品質(zhì)改良以及生長發(fā)育的調(diào)控、提高產(chǎn)量等。轉(zhuǎn)基因---從田間走向市場美國農(nóng)產(chǎn)品的年產(chǎn)量中55%的大豆、45%棉花和40%的玉米已為基因工程作物。目前，大約有20多種轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的種子已經(jīng)獲準在美國播種，包括玉米、大豆、油菜、土豆、和棉花。據(jù)估計，從1999年到2004年，美國基因工程農(nóng)產(chǎn)品和食品的市場規(guī)模從40億美元擴大到200億美元，到2019年將達到750億美元。

很可能美國的每一種食品中都含有一定量基因工程的成分。我國真正進行大規(guī)模商業(yè)化的品種并不很多。真正規(guī)模種植的只有抗病毒甜椒和延遲成熟西紅柿、抗病毒煙草、抗蟲棉等6個品種。有專家認為，我國同樣也存在著大量的轉(zhuǎn)基因食品，市場調(diào)查顯示，在我國市場上70%的含有大豆成分的食物中都有轉(zhuǎn)基因成分，像豆油、磷脂、醬油、膨化食品等等，所以很多公眾其實是在不知不覺中和轉(zhuǎn)基因食品有了聯(lián)系。另外一些進口食品中含有轉(zhuǎn)基因成分?？茖W領(lǐng)域政府決策轉(zhuǎn)基因技術(shù)

公眾參與產(chǎn)業(yè)實踐轉(zhuǎn)基因食品離我們遠嗎？轉(zhuǎn)基因食品---吃還是不吃？以轉(zhuǎn)基因生物為直接食品或為原料加工生產(chǎn)的食品就是轉(zhuǎn)基因食品。上世紀90年代初，市場上第一個轉(zhuǎn)基因食品出現(xiàn)在美國，是一種保鮮番茄，這項研究成果本是在英國研究成功的，但英國人沒敢將其商業(yè)化，美國人便成了第一個吃螃蟹的人。此后，轉(zhuǎn)基因食品一發(fā)不可收。據(jù)統(tǒng)計，美國食品和藥物管理局確定的轉(zhuǎn)基因品種已有43種。美國是轉(zhuǎn)基因食品最多的國家，60％以上的加工食品含有轉(zhuǎn)基因成分，90％以上的大豆、50％以上的玉米、小麥是轉(zhuǎn)基因的。轉(zhuǎn)基因食品有轉(zhuǎn)基因植物，如：西紅柿、土豆、玉米等，還有轉(zhuǎn)基因動物，如：魚、牛、羊等。雖然轉(zhuǎn)基因食品與普通食品在口感上沒有多大差別，但轉(zhuǎn)基因的植物、動物有明顯的優(yōu)勢：優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、抗蟲、抗病毒、抗除草劑、改良品質(zhì)、抗逆境生存等。轉(zhuǎn)基因食品安全性?

國際權(quán)威機構(gòu)都一致認定，目前被批準上市的轉(zhuǎn)基因食品是安全的。

聯(lián)合國就非洲南部一些國家的政府就轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題發(fā)表聲明說：“根據(jù)來自各國的信息來源和現(xiàn)有的科學知識，聯(lián)合國糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織和世界糧食計劃組織的觀點是，食用那些在非洲南部作為食品援助提供的含轉(zhuǎn)基因成分的食物，不太可能對人體健康有風險。因此這些食物可以吃。這些組織確認，至今還沒有發(fā)現(xiàn)有科學文獻表明食用這些食物對人體健康產(chǎn)生負面作用?！痹谟嘘P(guān)轉(zhuǎn)基因食品的問答中，世界衛(wèi)生組織指出：“當前在國際市場上可獲得的轉(zhuǎn)基因食品已通過了風險評估，不太可能對人體健康會有風險。而且，在它們被批準的國家的普通人群中，還沒有發(fā)現(xiàn)食用這些食物會影響人體健康。”轉(zhuǎn)基因食品安全性?

種植抗蟲害轉(zhuǎn)基因作物能不用或少用農(nóng)藥，因而減少或消除農(nóng)藥對食品的污染，而農(nóng)藥殘余過高一直是現(xiàn)在食品安全的大問題?？共『D(zhuǎn)基因作物能抵抗病菌的感染，從而減少了食物中病菌毒素的含量。化學農(nóng)藥的過度使用，是當前破壞環(huán)境的主要因素。推廣抗蟲害轉(zhuǎn)基因作物，可以大大減少甚至避免化學農(nóng)藥的使用，既減輕了農(nóng)藥對環(huán)境的污染，又減少了用于生產(chǎn)、運輸、噴灑農(nóng)藥所耗費的原料、能源和排出的廢料。2005年4月29日，《科學》雜志發(fā)表中美科學家合作完成的論文

《轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻對中國水稻生產(chǎn)和農(nóng)民健康的影響》指出，轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻比非轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)量高出6%，農(nóng)藥施用量減少80%，節(jié)省了相當大的開支，同時還降低了農(nóng)藥對農(nóng)民健康的不良影響。中國每年有大約5萬農(nóng)民因為使用農(nóng)藥而中毒，其中大約有500人死亡。

當前已大規(guī)模種植的轉(zhuǎn)基因作物主要是抗除草劑和抗蟲害品種，它們能減少農(nóng)藥的使用，降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)量，是對農(nóng)民、環(huán)境有益。轉(zhuǎn)基因

vs

農(nóng)藥轉(zhuǎn)基因食品安全性?

轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)基因作物中的那段外源基因在被食用后會跑進體內(nèi)，把人體基因也給轉(zhuǎn)了？

所有生物的所有基因的化學成分都是一樣的，都是由核酸組成的。不管轉(zhuǎn)的是什么基因，是從什么生物身上來的，它的化學成分也和別的基因沒有什么兩樣，都是由核酸組成的。這個基因同樣要被消化、降解成小分子，才能被人體細胞吸收。所以這個外源基因是不會被人體細胞直接吸收、利用的。米飯也能調(diào)控你的基因？南京大學張辰宇教授課題組展示了一項非常令人驚奇的發(fā)現(xiàn)——植物的微小核糖核酸（microRNA）可以通過日常食物攝取的方式進入人體血液和組織器官。并且，一旦進入體內(nèi)，它們將通過調(diào)控人體內(nèi)靶基因表達的方式影響人體的生理功能，進而發(fā)揮生物學作用。

在本項研究中，該課題組發(fā)現(xiàn)：外源性的植物微小核糖核酸可以在多種動物的血清和組織內(nèi)檢測到，并且它們主要是通過進食的方式攝入體內(nèi)的。其中編號為168a的植物微小核糖核酸（MIR168a）是一種稻米中富含的同時也是中國人血清中含量最為豐富的一種植物微小核糖核酸。體內(nèi)和體外的功能性研究表明植物MIR168a可以結(jié)合人和小鼠的低密度脂蛋白受體銜接蛋白1（low

density

lipoprotein

receptoradapter

protein

1）的mRNA，從而抑制其在肝臟的表達，進而減緩低密度脂蛋白從血漿中的清除。這些發(fā)現(xiàn)證明食物中的外源性植物微小核糖核酸可以通過調(diào)控哺乳動物體內(nèi)靶基因表達的方式影響攝食者的生理功能。轉(zhuǎn)基因食品安全性?

潛在健康風險

轉(zhuǎn)基因技術(shù)就像所有的技術(shù)，同樣有可能帶來風險。經(jīng)常被提及的比較可能發(fā)生健康方面的的風險主要是：轉(zhuǎn)基因作物往往是過量地制造某種外源的蛋白質(zhì)，如果該蛋白質(zhì)是對人體有害的，當然不宜食用。如果它是過敏原，也可能讓某些特定的人群出現(xiàn)過敏。但是風險并不等于實際的危險。轉(zhuǎn)基因作物的風險是可以控制的。為了避免健康方面的風險，對人體有害的蛋白質(zhì)和已知的過敏原不會被用于制造轉(zhuǎn)基因作物。如西非人的飲食經(jīng)常缺乏甲硫氨酸，但巴西堅果制造的一種蛋白質(zhì)剛好富含這種氨基酸，把制造這種蛋白質(zhì)的基因插入西非的大豆里似乎是很合理的解決方法。后來有人想起有一種對巴西堅果常見的過敏反應(yīng)有可能導致嚴重后果，這個計劃就此遭到擱置。

在轉(zhuǎn)基因食品上市之前，都按要求做過試驗檢測其安全性。一般是先做生化試驗檢測，看看轉(zhuǎn)基因作物與同類作物相比，在成分方面出現(xiàn)了什么變化，這些變化是否有可能對人體產(chǎn)生危害，然后做動物試驗，看看轉(zhuǎn)基因食品是否會對動物的健康產(chǎn)生不利的影響。非預(yù)期變化

目前的技術(shù)基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)基因?qū)＜也荒艽_定外源基因會插在宿主基因組的什么位點，而基因往往會與其他基因一起協(xié)同作用，因此外來基因的插入會產(chǎn)生無法預(yù)料的變化。同時被插入外來基因的DNA由于斷裂而損傷，使原來的基因表達出現(xiàn)異常。通過最先進的芯片技術(shù)進行監(jiān)視，科學家發(fā)現(xiàn)，DNA被一個外來基因插入前后，基因的改變量也許不到0.1%，但是所生產(chǎn)的蛋白質(zhì)竟然會有5%發(fā)生變化，這種變化不僅較大，而且這種變化還會因為復雜的相互作用而被放大。至今為止，科學家們雖然能測定DNA序列，了解一些基因表達的性狀功能等，但并不能完全掌握基因間的相互作用和在宿主生命各階段中表達或沉默的準確遺傳信息，這就對GMF提出了不同于一般雜交育種等作物的安全性審核和監(jiān)測要求。

澳大利亞研究人員把一種豆角中常見的基因插入豌豆DNA組對抗豌豆象甲，然后用這種GM豌豆喂養(yǎng)老鼠4

周。豌豆引發(fā)老鼠嚴重的過敏反應(yīng)：肺部組織感染。老鼠對諸如蛋白等其他物質(zhì)變得十分敏感，但是喂養(yǎng)非轉(zhuǎn)基因豌豆的老鼠并沒有這樣的現(xiàn)象。即使轉(zhuǎn)基因豌豆在烹飪煮熟之后作為飼料，老鼠仍然出現(xiàn)過敏反應(yīng)。進一步研究發(fā)現(xiàn)盡管轉(zhuǎn)基因豌豆中的蛋白的氨基酸序列與豆角中的相同，但是差異出現(xiàn)在連接的糖基不一樣（由于糖基化）?？茖W家認為“植物中轉(zhuǎn)基因的表達可能導致蛋白結(jié)構(gòu)變異，引起免疫系統(tǒng)的變化”。換句話說在原物體中無毒的蛋白在植入轉(zhuǎn)基因植物并表達后不能認為還是無毒的!

GM雖然貌似與自然作物相同，其實很可能已經(jīng)不是同樣的植物了！吃還是不吃？公眾要有知情權(quán)和選擇權(quán)科學上還有很多不確定性轉(zhuǎn)基因食品如何檢測核酸水平當外源基因插入到靶向受體中時,

一般要構(gòu)建啟動子、終止子、選擇標記基因和報告基因等。核酸水平檢測轉(zhuǎn)基因食品主要是指檢測遺傳物質(zhì)中是否含有插入的外源基因,

包括基因片斷的整合位點、多態(tài)性、含量分析以及啟動子、終止子、選擇標記基因和報告基因的核酸序列。核酸水平檢測轉(zhuǎn)基因食物主要應(yīng)用到的方法有PCR法和基因芯片技術(shù)。基因芯片又稱為DNA微探針陣列。在轉(zhuǎn)基因食品的檢測中,

基因芯片技術(shù)可以將一般通用的報告基因、抗性基因、啟動子和終止子的特異片段制成檢測芯片與待測樣品雜交,

從而判定樣品中的轉(zhuǎn)基因成分。DNA芯片檢測因為一次可以定性篩選大量不同種類的基因修飾物，并已經(jīng)在大豆、玉米和棉花等農(nóng)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)基因檢測中廣泛應(yīng)用。微型化、自動化但成本高。蛋白水平常用的方法為免疫學方法即利用抗原抗體的高度特異性，如酶聯(lián)免疫檢測法(

ELISA)、Western

印跡法等。ELISA成本較低,

在食品安全檢測中被廣泛應(yīng)用。利用ELISA法可以成功檢測出傳統(tǒng)加工產(chǎn)品中混有的2%

Round

Ready大豆中CP42EPSP蛋白質(zhì)。問題：首先要保證抗原抗體反應(yīng)的專一性。其次,

很多檢測食品是加工產(chǎn)品,

其中的蛋白質(zhì)的抗原性很容易被破壞。組學分析轉(zhuǎn)錄組學和蛋白質(zhì)組差異分析技術(shù)可以用來檢測轉(zhuǎn)基因植物中外源基因非預(yù)期效應(yīng)，即找出轉(zhuǎn)基因植物和非轉(zhuǎn)基因植物的基因表達網(wǎng)絡(luò)差異。轉(zhuǎn)基因食品的前景存在巨大社會需求：?

減少饑餓與貧困?

減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響?

提高生產(chǎn)率降低成本?

提高耕地生產(chǎn)率從而可以少砍伐林地?

可以獲得持續(xù)的經(jīng)濟效益雖然對于轉(zhuǎn)基因食品還存在這樣那樣的爭論，但對它的應(yīng)用前景目前還是比較樂觀。西方發(fā)達國家已充分認識到轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展前景，并注入大量資金。盡管大多數(shù)英國人反對轉(zhuǎn)基因食品，但該國超過7000種的嬰兒食品、巧克力、面包、香腸等日用品，可能含有經(jīng)過基因改造的大豆副產(chǎn)品。轉(zhuǎn)基因作物的潛在生態(tài)風險?

抗除草劑“超級雜草”：事實上，雜草并不會按照人類的意愿自愿消失，而是采取更強有力的對策產(chǎn)生進化。更有意思的，雜草會將人類轉(zhuǎn)入作物中的抗草甘膦基因“俘獲”武裝自己，成為人類難以去除的“超級雜草”。除草劑的用量將增多，相應(yīng)的土壤和水體中除草劑含量也將增多，最終會影響土壤、水生生態(tài)系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)，當草甘膦溶入土壤進入到地下水，若水溫升高，pH值超過7.5時，會對水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生毒害作用。除草劑殺光雜草后

，土壤中沒有了“雜草”植物的根系，涵水能力大大下降，最后會導致耕地退化。轉(zhuǎn)基因作物的潛在生態(tài)風險?

抗蟲害刺激害蟲進化，這就加大了害蟲控制的難度。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉在第一、第二代時，對棉鈴蟲有很好的抵抗作用，但在第三代、第四代后，棉鈴蟲就對轉(zhuǎn)基因棉產(chǎn)生了抗性。和農(nóng)藥使用相似，所以不會讓人一勞永逸。

當主要害蟲被控制后，次要害蟲也可能成為主要害蟲而爆發(fā)。2010年5月14日，美國著名刊物《科學》發(fā)表文章稱，在中國北方一項長達十年的研究中發(fā)現(xiàn)，種植轉(zhuǎn)基因棉花來殺死它的主要害蟲棉鈴蟲，但卻導致其它昆蟲的大量爆發(fā)。盲蝽是盲蝽科一些昆蟲的統(tǒng)稱，以前在中國北方只是一種數(shù)量較少、危害并不嚴重的害蟲。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)自從1997年以來它們的數(shù)量增加了12倍。它們的數(shù)量大量增加與大規(guī)模種植Bt轉(zhuǎn)基因棉花有很大的關(guān)系。盲蝽對Bt毒素并不敏感，因此農(nóng)民還需要借助農(nóng)藥控制害蟲，用藥量不減反增了?！稗D(zhuǎn)基因農(nóng)作物并不是控制農(nóng)業(yè)害蟲百發(fā)百中的神奇子彈，它們只能作為一個整體害蟲管理系統(tǒng)的一部分，才能保證長期的經(jīng)濟效益?！?/p>

“轉(zhuǎn)基因作物的影響必須在環(huán)境水平上進行評估，考慮到不同生物物種的生態(tài)環(huán)境上的投入，這是確保它們的可持續(xù)性應(yīng)用的唯一方法。”轉(zhuǎn)基因作物的潛在生態(tài)風險影響作物的生態(tài)多樣性，野生種被轉(zhuǎn)基因材料污染1864年，愛爾蘭土豆枯死病，造成了100多萬人死亡，幾百萬人流離失所，原因就是當?shù)厝酥环N植兩個土豆品種，而這兩個品種又特別脆弱，發(fā)生意外后無法挽救。與此相反，1970年在斯里蘭卡、巴西和中美洲地區(qū)，咖啡作物爆發(fā)了咖啡銹，而在咖啡故鄉(xiāng)埃塞俄比亞卻發(fā)現(xiàn)了一種具有抵抗性的品種，從而挽救了全球咖啡農(nóng)業(yè)全軍覆沒的命運。而由于轉(zhuǎn)基因作物的入侵性和污染性，大面積推廣轉(zhuǎn)基因作物將導致生物多樣性尤其是食物種植品種多樣性降低，從而加大食物安全隱患。保護種子發(fā)源中心，即野生種。?

影響生態(tài)多樣性影響自然生態(tài)系統(tǒng)一些鹽堿地、沼澤地、熱帶雨林以及某寄生蟲分布的區(qū)域，以前原本不適合農(nóng)業(yè)種植，但由于轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)，科學家向作物中轉(zhuǎn)入了耐鹽堿、耐高溫、耐高濕、抗病蟲害的基因，在這些地區(qū)種植轉(zhuǎn)基因作物，就使原本生活在這里的生物棲息地喪失，從而造成物種減少、退化乃至滅絕，使原有的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能遭受破壞。轉(zhuǎn)基因作物的潛在生態(tài)風險對非目標生物的傷害?

影響生態(tài)多樣性1999年，有一個后來很有名的研究顯示，帝王蝶的毛蟲所吃的葉子如果沾到許多蘇云金桿菌玉米的花粉，毛蟲很容易死亡。人們質(zhì)疑，帝王蝶會不會無意間遭到基因改造技術(shù)的傷害？然而，經(jīng)檢視后發(fā)現(xiàn)，對這些毛蟲進行實驗的條件非常極端（蘇云金桿菌玉米花粉的含量非常高），因此根本無法就大自然中毛蟲種群的可能死亡率，提供任何有價值的數(shù)據(jù)。事實上，進一步的研究反而顯示，蘇云金桿菌植物對帝王蝶的影響微乎其微。轉(zhuǎn)基因技術(shù)科學領(lǐng)域政府決策產(chǎn)業(yè)實踐

商業(yè)競爭公眾參與轉(zhuǎn)基因公司孟山都（Monsanto）創(chuàng)建于1901年。與創(chuàng)立之初的孟山都相比，今天的孟山都公司更專注于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，是著名的經(jīng)濟海盜。當前世界上絕大多數(shù)的轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)的相關(guān)技術(shù)都已經(jīng)被孟山都等少數(shù)公司所控制，而且這些生物巨頭已經(jīng)通過專利技術(shù)和國際公約，攻陷了一些國家的糧食控制權(quán)?，F(xiàn)在阿根廷國內(nèi)種植的大豆99%以上都已經(jīng)是孟山都公司的轉(zhuǎn)基因大豆，阿根廷的農(nóng)民不僅要為這些轉(zhuǎn)基因大豆付出額外的費用（基因使用費），而且從此陷入了法律訴訟的泥沼。孟山都公司已經(jīng)實際上壟斷了阿根廷的大豆市場和大豆種子的銷售，從中獲取了巨額利潤。孟山都公司有“抗草甘膦除草劑基因改造”技術(shù)，農(nóng)民如果向孟山都購買基因改造的種子，也要購買它的除草劑。先鋒國際良種公司是杜邦集團下的子公司，是全球領(lǐng)先的優(yōu)質(zhì)種子資源供應(yīng)商，世界上最大的玉米種業(yè)公司，業(yè)務(wù)遍及全球70個國家和地區(qū)。

通過推銷雜種玉米使農(nóng)民必須每年向其購買新的高收成雜種種子。北京北大未名生物工程集團有限公司是北京大學三大產(chǎn)業(yè)集團之一，主要從事生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和生物經(jīng)濟體系的建立，重點投資生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)和生物服務(wù)三大領(lǐng)域。研制成功三個國家批準商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因植物：轉(zhuǎn)基因矮牽牛（1999年）、轉(zhuǎn)基因甜椒（1999年）、轉(zhuǎn)基因番茄（1999年）（迄今中國共批準了5個商品化的轉(zhuǎn)基因植物），其中，轉(zhuǎn)基因矮牽牛是我國第一個，也是唯一獲農(nóng)業(yè)部商品化生產(chǎn)許可的轉(zhuǎn)基因花卉；另外還研制成功了我國第一株極具市場價值的轉(zhuǎn)基因花卉——轉(zhuǎn)基因雙色非洲菊。（1999年-現(xiàn)在）轉(zhuǎn)基因—商業(yè)大戰(zhàn)發(fā)達國家對重要基因資源進行掠奪性、壟斷性開發(fā)，并激烈爭奪我國轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物