轉(zhuǎn)基因大豆發(fā)展?fàn)顩r及其安全性

題目：《轉(zhuǎn)基因大豆發(fā)展?fàn)顩r及其安全性》201230440316 12家具1班莫智輝101號(hào)摘要：世界轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展迅猛，其中轉(zhuǎn)基因大豆無論種植面積還是作物產(chǎn)量方面均占有較大比例，但其安全性受到人們極大關(guān)注。本文將從轉(zhuǎn)基因大豆發(fā)展現(xiàn)狀、轉(zhuǎn)基因方法、轉(zhuǎn)基因大豆種類及其安全性等方面對(duì)其做一簡單蛛述，并對(duì)轉(zhuǎn)基因大豆前景進(jìn)行展望。關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)基因大豆;安全性；展望;1轉(zhuǎn)基因大豆概述及現(xiàn)狀轉(zhuǎn)基因大豆可以抵抗殺草劑一一草甘膦（毒滴混劑）。草甘膦會(huì)把普通大豆植株與雜草一起殺死。這種大豆被稱為轉(zhuǎn)基因大豆。而這種轉(zhuǎn)基因技術(shù)終于走出實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)田，進(jìn)入像玉米、大豆和棉花作物的日常耕作。轉(zhuǎn)基因大豆的研制是為了配合草甘膦除草劑的使用。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，抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物是目前全球播種面積最大的轉(zhuǎn)基因作物。草甘膦殺死植物的原理在于破壞植物葉綠體或者質(zhì)體中的EPSPS（5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶）。通過轉(zhuǎn)基因的方法，讓植物產(chǎn)生更多的EPSPS酶，就能抵抗甘草膦，從而讓作物不被草甘膦除草劑殺死。有了這樣的轉(zhuǎn)基因大豆，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。當(dāng)前除了大豆之外，還有很多其他抗甘草膦的轉(zhuǎn)基因作物，包括油菜、棉花、玉米等。除了抗草甘膦作物之外，還有抗草丁膦除草劑的作物，不過草丁膦與草甘膦殺滅植物的原理并不相同，而培養(yǎng)這兩類作物所轉(zhuǎn)的基因也不同。而當(dāng)前轉(zhuǎn)基因大豆主要用來提煉大豆油。在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域，轉(zhuǎn)基因作物研究與開發(fā)在全球范圍內(nèi)取得舉世矚目進(jìn)展。目前種植轉(zhuǎn)基因作物的主要國家有美國、阿根廷、加拿大、中國、巴西和南非。2003年，美國轉(zhuǎn)基因作物種植面積為4280萬公頃，比上一年增加10%,占全球轉(zhuǎn)基因作物總種植面積的63%；阿根廷居第二占21%；加拿大占6%；巴西和中國各占4%；南非占1%。這六個(gè)國家占全球種植總面積的99%。其中轉(zhuǎn)基因大豆無論種植面積還是作物產(chǎn)量方面均占有較大比例，而且一直保持著增長趨勢［1］。營養(yǎng)學(xué)家稱21世紀(jì)是“大豆的世紀(jì)”，可見轉(zhuǎn)基因大豆在轉(zhuǎn)基因物及未來食品中占有重要地位。2轉(zhuǎn)基因大豆研究概況大豆高效遺傳轉(zhuǎn)化一直是植物基因工程領(lǐng)域的難點(diǎn)之一。其主要原因是轉(zhuǎn)化以后從轉(zhuǎn)化組織的細(xì)胞上再生植株比較困難。雖然已經(jīng)有了再生頻率相對(duì)較高的再生系統(tǒng)包括體細(xì)胞胚胎發(fā)生和器官發(fā)生再生系統(tǒng)，然而，這些再生系統(tǒng)尚不能與現(xiàn)有的植物轉(zhuǎn)化方法很好地結(jié)合,轉(zhuǎn)化效率依然沒有顯著提高。2.1大豆遺傳轉(zhuǎn)化的常用方法目前，應(yīng)用于大豆遺傳轉(zhuǎn)化的方法有根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，基因槍法，花粉管直接導(dǎo)人法,電擊介導(dǎo)法,PEG法，真空抽濾法，顯徽注射法和超聲波輔助農(nóng)桿菌法等。其中，根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法和基因槍法是應(yīng)用較為普遍的方法，前者更為常用［2］。根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法優(yōu)點(diǎn)在于其拷貝數(shù)少、整合完整、遺傳穩(wěn)定（后代分離遵循孟德爾遺傳規(guī)律）及受目的基因分子限制小等因此成為大豆遺傳轉(zhuǎn)化的首選方法。王連錚等（1984）首次報(bào)道根癌農(nóng)桿菌的個(gè)菌系對(duì)大豆的致瘤作用，證明Ti質(zhì)粒可以作為載體把胭脂堿基因轉(zhuǎn)移到野生大豆、半野生大豆和栽培大豆的基因組中，并能穩(wěn)定遺傳。Hinchee等（1988）首次報(bào)道農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化成功獲得大豆轉(zhuǎn)基因植株。Ko等（2003）報(bào)道農(nóng)桿菌菌株和外植體的接種朝向是影響農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化大豆未成熟胚來源的胚性愈傷組織的重要因素［3］。Ko等采用農(nóng)桿菌菌株輔以輔助質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大豆未成熟胚來源的胚性愈傷組織被認(rèn)為是目前應(yīng)用前景最好的農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，轉(zhuǎn)基因胚性愈傷組織的頻率可達(dá)55%（PCR檢測結(jié)果）。基因槍法也叫微彈轟擊法，是借用火藥爆炸、高壓氣體或高壓放電為動(dòng)力，用徽粒對(duì)植物進(jìn)行轟擊而將其上的外源基因帶人到植物細(xì)胞核內(nèi)。與根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法相比，基因槍法可以不受基因型和轟擊靶組織的限制，且操作簡便，可控度高。但是,其不足也是顯而易見的，如目的基因一般不易太大（＜10kb）,拷貝數(shù)高易引起基因沉默等［4］。McCabe等（1988）幻首次以大豆芽分生組織為靶組織，經(jīng)基因槍轟擊獲得轉(zhuǎn)基因大豆，這是基因槍法轉(zhuǎn)化大豆的首例報(bào)道，雖然獲得了轉(zhuǎn)基因植株,但都為嵌合體。Aragao（2000）利用基因槍法轉(zhuǎn)化大豆成熟種子浸泡24小時(shí)后的莖尖獲得轉(zhuǎn)化植株是目前應(yīng)用于大豆基因槍轉(zhuǎn)化的最好系統(tǒng)?；ǚ酃苤苯訉?dǎo)入法是目前國內(nèi)大豆轉(zhuǎn)基因常用的方法之一。主要是利用花粉粒及花粉管通道，利用子房、幼穗及種胚注射等生物媒介導(dǎo)人外源基因。劉德璞等（2002）通過該方法育成抗蚜蟲轉(zhuǎn)基因大豆品種吉科豆1號(hào)。由于此方法的分子機(jī)理研究的還不是很清楚，因此在應(yīng)用上還存在爭議［5］。2.2轉(zhuǎn)基因大豆種類耐除草劑基因大豆（簡稱RR大豆）RR大豆對(duì)非選擇性除草劑農(nóng)達(dá)有高度耐受性，是目前世界上種植最多轉(zhuǎn)基因大豆。RoundupReady是一種可生物降解的廣譜（即可殺死多種植物）除草劑，它對(duì)動(dòng)物和人體毒性不大［6］。其殺草機(jī)理是抑制植物必需氨基酸合成途徑中EPSPS合成酶活性，從而使雜草致死。種植抗草昔麟大豆使農(nóng)業(yè)耕作管理容易，節(jié)約勞力減少除草劑用量，降低成本除草效果更加明顯，在殺滅雜草后可使大豆增產(chǎn)。因此，在美國、阿根廷等國對(duì)RR大豆進(jìn)行大面積推廣。改變脂肪酸組份大豆利用基因工程培育出高油酸含量，同時(shí)降低多不飽和脂肪酸含量，且不存在反式脂肪酸,因此是一種理想植物油。通過轉(zhuǎn)基因方法可改良大豆脂肪酸組成，提高大豆油營養(yǎng)價(jià)值、氧化穩(wěn)定性和功能特性，有助于提高油脂產(chǎn)品附加值。在美國，利用基因工程方法用反義的油酸脫飽和酶基因轉(zhuǎn)入大豆，已培育出油酸含量達(dá)70%以上大豆品種，此外，低亞麻酸大豆、低棕?cái)R酸大豆、高硬脂酸大豆、高棕?cái)R酸大豆等轉(zhuǎn)基因品種也已培育成功。?杭蟲害轉(zhuǎn)基因大豆由于大豆食心蟲危害，抗蟲害轉(zhuǎn)基因大豆研究在國內(nèi)外廣泛開展，研究者多采用蘇云金芽抱干菌(Bt)伴抱晶體蛋白基因提高大豆抗蟲性。目前，在國際上還未見有抗蟲害轉(zhuǎn)基因大豆被批準(zhǔn)商品化報(bào)道［7］。轉(zhuǎn)基因大豆及其制品安全性應(yīng)用轉(zhuǎn)基因作物具有極大的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，包括對(duì)環(huán)境、食品的安全性、抗性基因的穩(wěn)定性及抗性雜草發(fā)生影響等。大豆是人類可食用的最重要的植物蛋白質(zhì)之一。由于轉(zhuǎn)基因大豆安全性存在不可預(yù)見性，因此，必須要對(duì)其進(jìn)行長期監(jiān)控。每一種新研制的轉(zhuǎn)基因大豆都必須通過個(gè)案處理，評(píng)估其可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，以確保進(jìn)行環(huán)境釋放和市場釋放時(shí)轉(zhuǎn)基因作物及其加工的食品具有高度的安全性。同時(shí)，中國擁有豐富的野生大豆資源，幾乎有大豆種植的地方就有野生大豆分布。由于栽培大豆和野生大豆間沒有生殖隔離現(xiàn)象，一旦轉(zhuǎn)基因逃逸到野生大豆群體中，野生大豆原始性狀將受到破壞，其抗除草劑特性也可使其變?yōu)殡s草，其攀生芡延將給大豆生產(chǎn)造成不可估童的損失，并造成遺傳多樣性的喪失。因此，對(duì)我國來說，轉(zhuǎn)基因大豆的安全管理尤為重要。3.1轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)生物多樣性影響抗除草劑轉(zhuǎn)基因大豆最大風(fēng)險(xiǎn)之一“雜草化”［8］?！半s草化”包括抗性作物自身“雜草化”，抗性基因“漂移”到雜草上，導(dǎo)致抗性雜草產(chǎn)生。此外還存在對(duì)環(huán)境影響、食品安全性、抗性基因穩(wěn)定性、加速抗性雜草發(fā)生等問題。據(jù)研究轉(zhuǎn)基因大豆更易感染疾病和受害蟲侵襲。轉(zhuǎn)基因大豆大量種植可能引起耐除草劑雜草蔓延及疾病傳播，除草劑使用量較種植傳統(tǒng)大豆多11.4%，從而加速抗性雜草發(fā)展。草甘麟大量使用限制大豆根部生長和固氮功能，特別是在缺水情況下。由于盲目種植轉(zhuǎn)基因油菜，在加拿大農(nóng)田里發(fā)現(xiàn)擁有抗多種抗除草劑特性野草化油菜植株，即超級(jí)雜草，同時(shí)也導(dǎo)致種質(zhì)污染且被傳播到北美其它地方。不同用途轉(zhuǎn)基因作物之間交叉污染。近年來，轉(zhuǎn)基因作物交叉污染不斷出現(xiàn)。在ProdiGene有限責(zé)任公司在愛荷華州和內(nèi)布拉斯加州種植大豆地中發(fā)現(xiàn)有藥物轉(zhuǎn)基因玉米。墨西哥偏僻奧克斯喀等山村，農(nóng)民玉米品種被轉(zhuǎn)基因玉米污染。美國政府清楚知道基因污染風(fēng)險(xiǎn)，因此不容許在本土有棉花野生親緣種地區(qū)(夏威夷、南佛羅里達(dá)等)商業(yè)種植抗蟲(Bt)基因棉花［9］?？梢姡煌猛巨D(zhuǎn)基因作物之間交叉污染對(duì)生物安全的影響不容低估。進(jìn)口轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)我國大豆資源可能影響。美國研究者發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因大豆不能和美國大陸上近緣野生種進(jìn)行雜交，因大豆不是美國本土生物。但已有研究表明，轉(zhuǎn)基因大豆能和原產(chǎn)中國野生大豆品種Gsoja和P.soja雜交［10］。大豆原產(chǎn)于中國，中國擁有豐富野生大豆資源，有6000多種野生大豆品種。由于栽培大豆和野生大豆間沒有生殖隔離現(xiàn)象相互雜交結(jié)實(shí)已屬正常，一旦轉(zhuǎn)基因逃逸到野生大豆群體中，野生大豆原始性狀將受到破壞，將對(duì)物種多樣性產(chǎn)生毀滅性災(zāi)難。3.2轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)人體健康性可能影響轉(zhuǎn)基因大豆含有一種類似雌性激素化學(xué)物質(zhì)，人類食用后會(huì)對(duì)人體荷爾蒙有一定影響,導(dǎo)致生殖器官異常，免疫系統(tǒng)發(fā)生障礙。轉(zhuǎn)基因大豆中使用抗生素標(biāo)記基因如果進(jìn)入人體,有可能轉(zhuǎn)移到有害致病菌中，使它們產(chǎn)生耐抗生素能力，從而降低抗生素臨床有效性，也可能是人體對(duì)很多抗生素產(chǎn)生抗性轉(zhuǎn)基因大豆作為食品與非霍奇淋巴瘤(一種癌癥)發(fā)病率增高有相關(guān)性［11］。原國家科委于1993年12月發(fā)布了《基因工程安全管理辦法》，國務(wù)院在2001年5月頒布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》，同年，農(nóng)業(yè)部發(fā)布《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)管理辦法》、《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)口安全管理辦法》和《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識(shí)管理辦法》，并設(shè)立農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會(huì)，負(fù)責(zé)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的安全評(píng)價(jià)工作[12]。2005年，農(nóng)業(yè)部明確規(guī)定，所有轉(zhuǎn)基因作物必須不含抗生素標(biāo)記基因。在面臨近期實(shí)施轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)示管理之際，若無精確與經(jīng)濟(jì)可行的國家檢測方法，仍將難以真正貫徹執(zhí)行標(biāo)示管理。這些政策和法規(guī)的出臺(tái)必將對(duì)轉(zhuǎn)基因大豆的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。轉(zhuǎn)基因大豆未來展望隨著世界轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)不斷成熟和完善及人們對(duì)轉(zhuǎn)基因植物安全性認(rèn)識(shí)不斷提高，將會(huì)有更多國家和地區(qū)重視抗除草劑轉(zhuǎn)基因大豆，并決定其取舍。目前，轉(zhuǎn)基因大豆主體是抗除草劑品種，今后，抗蟲、改善營養(yǎng)成分(如脂肪酸)組成將是轉(zhuǎn)基因大豆重點(diǎn)。美國杜邦公司已育成抗?fàn)I養(yǎng)因子(如寡糖、水蘇糖、棉子糖和半乳糖等)水平較低大豆新品系在大豆油品質(zhì)改良方面也取得若干新進(jìn)展。為適應(yīng)現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展要求增強(qiáng)大豆抗逆特性，根據(jù)大豆生理適應(yīng)性培育抗旱、抗病害、高油、高蛋白等各種專用大豆品種將是大豆育種發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)：曹陽，丁偉，李新海，等.轉(zhuǎn)DREB3基因抗旱大豆對(duì)土壤微生物群落及有益微生物的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011,42(1):17—20.桂恒，張培培，華小梅，等.富含硫氨基酸轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響[J].中國油料作物學(xué)報(bào),2012,34(2):181-187.KennedyIR,ChoudhuryATMA,Kecske'sML.Nonsymbioticbacterialdiazotrophsincrop-farmingsystems：Cantheirpotentialforplantgrowthpromotionbebetterexploited[J].SoilBiologyandBiochemistry,2004,36：1229-1244.[4]EL—ShemyHA，KhalafallaMM，F(xiàn)ujitak，etal.ImprovementofproteinqualityintransgenicsoybeanplantQ].BiolPlant，2007,51(2):277—284.鄒雨坤，張楊.不同利用方式下羊草草原土壤生態(tài)系統(tǒng)微生物群落結(jié)構(gòu)的PLFA分析[J].草葉學(xué)報(bào)，2011，20(4):6.夏友富，田仁禮，朱玉，等.中國大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[M].2003.108張磊，戴匝和轉(zhuǎn)基因大豆安全性評(píng)價(jià)與發(fā)展趨勢[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2003(9):54—55ChengX.Y.etal.Agrobacterium-transformedriceplantsexpressingsyntheticcryl(A)bandcryl(A)cgenesarehighlytoxictostripedstemborerandyellowstemborer[J].Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1997,95:2767-2772.PeacockAD，MullenMD，RingelbergDB，etal.Soilmicrobialcommunityresponsestodairymanureorammoniumnitrateapplications[J]SoilBiolBiochem，2001,33(7—8):1011—1019.王連錚，尹光初，羅教芬等.大豆致啟及基因轉(zhuǎn)移研究J〕中國科學(xué)(B)，1984,2:137-141BEN—DavidEA，HoldenPJ，StoneDJM，etal.The