生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院.ppt

第四節(jié)轉(zhuǎn)基因食品與安全,一、轉(zhuǎn)基因食品概述二、轉(zhuǎn)基因食品安全性三、轉(zhuǎn)基因食品的安全性評價四、轉(zhuǎn)基因食品的風(fēng)險評估五、轉(zhuǎn)基因食品的管理六、轉(zhuǎn)基因食品的前景,全球人口的迅猛增長，耕地面積的不斷減少，糧食問題成為世界許多國家面臨的一個棘手問題。要滿足人們的食品供應(yīng)，提高食品質(zhì)量，必須依靠科學(xué)技術(shù)。由于基因技術(shù)，特別是轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用并取得了明顯的成效，因此轉(zhuǎn)基因食品也已悄然走上人們的餐桌上。,一、轉(zhuǎn)基因食品概述,利用分子生物學(xué)技術(shù)，將某些生物（動物，植物，微生物）或改變的基因轉(zhuǎn)移到其它物種中去，改造其生物的遺傳物質(zhì)使其性狀：營養(yǎng)物質(zhì)，消費品質(zhì)，向人們所需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。以轉(zhuǎn)基因生物為食品或以其為原料加工生產(chǎn)的食品稱為轉(zhuǎn)基因食品。,轉(zhuǎn)基因食品,轉(zhuǎn)基因大米示意圖,轉(zhuǎn)基因食品大體上可分為三類：,轉(zhuǎn)基因食品的分類,1轉(zhuǎn)基因植物食品（如轉(zhuǎn)基因玉米、大豆、土豆、西紅柿、香蕉、蘋果、菠菜等）,這一類種類較多，由這一類轉(zhuǎn)基因植物加工而成的食品稱轉(zhuǎn)基因食品。這一類轉(zhuǎn)基因食品主要目的：提高產(chǎn)品質(zhì)量，抗病蟲害，提高農(nóng)業(yè)效益。,2轉(zhuǎn)基因動物食品（如轉(zhuǎn)基因魚、肉類等）,通過轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)耐庠椿蚧驅(qū)ψ陨淼幕蚣右孕揎椀姆椒▉斫档徒Y(jié)締組織的交聯(lián)度，而使動物肉質(zhì)得到改善。其目的是獲得風(fēng)味和營養(yǎng)價值符合消費者需要的食品。,3轉(zhuǎn)基因微生物食品（如轉(zhuǎn)基因發(fā)酵而得到的葡萄酒、啤酒、醬油等）,此類食品是利用轉(zhuǎn)基因微生物（如和酶的作用產(chǎn)生出來的食品）。轉(zhuǎn)基因酵母。,以上三類包括了以轉(zhuǎn)基因物種為原料生產(chǎn)的食品和食品添加劑。,世界上最早的轉(zhuǎn)基作物誕生于1983年，是一種含有抗生素類抗體的煙草。,轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展?fàn)顩r,1993年第一種市場化的轉(zhuǎn)基因食品在美國出現(xiàn)，是一種可以延遲成熟的西紅柿，具有長時間保存而不軟化、不腐爛，且保持鮮艷紅色等特點。,1996年由其制造的番茄醬才得以充許在超市出售。,轉(zhuǎn)基因作物載培面積從1996年的2000萬公頃，猛升到1999年的40000萬公頃，約占全球作物載培面積的2%3%。,其發(fā)展之迅速，超出人們的預(yù)料，據(jù)統(tǒng)計：,全球轉(zhuǎn)基因作物的銷售額由1995年0.75億美元，1996年達(dá)2.35億美元，1997年達(dá)6.7億美元，1998年猛增到16億美元，4年間增加了20倍。,2000年全世界的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品市場約30億美元，2010年將達(dá)到250億美元。轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品可達(dá)到75億美元。,美國最早進(jìn)行轉(zhuǎn)基因食品研究,轉(zhuǎn)基因技術(shù)采用最多的國家：,19831997年已生產(chǎn)34中轉(zhuǎn)基因作物（如土豆、玉米、番茄、木瓜、大豆等）,阿根廷第二個采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)的國家,1997年轉(zhuǎn)基因作物播種面積140萬公頃1998年轉(zhuǎn)基因作物播種面積增加到550萬公頃（其中75%的土豆播種面積采用了經(jīng)過改變基因的豆種）,加拿大轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展迅速,轉(zhuǎn)基因作物播種面積1997年130萬公頃2000年280萬公頃2001年51%大豆和玉米采用經(jīng)過改變基因的種子,此外，還有澳大利亞、墨西哥、西班牙、法國和南非等國。,中國90年代初進(jìn)入商業(yè)型轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的第一個發(fā)展中國家。,我國從事農(nóng)業(yè)生物基因工程研究工作的科研、教學(xué)單位80多家涉及的受體生物種類92種進(jìn)入田間試驗的轉(zhuǎn)基因植物14種。部分領(lǐng)域已接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平,目前轉(zhuǎn)基因主要產(chǎn)品：大豆、玉米、棉花、油菜、馬鈴薯轉(zhuǎn)基因主要性狀：轉(zhuǎn)抗除草劑基因作物；轉(zhuǎn)抗蟲劑基因作物；轉(zhuǎn)抗除草劑和抗蟲劑雙價基因作物；抗病、抗不良環(huán)境因素和提高產(chǎn)量等,目前轉(zhuǎn)基因生物農(nóng)藥約有20余種，其主要作用為抗蟲、殺菌、防腐、抗病毒及增加植物某些營養(yǎng)成分。,總之轉(zhuǎn)基因食品第二次綠色革命。代表了當(dāng)今新農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向，它是緩和,三大矛盾的良藥,二、轉(zhuǎn)基因食品安全性,1）篩選優(yōu)良品種快而準(zhǔn),轉(zhuǎn)基因食品的利與弊,2）物種間的優(yōu)化組合植物與植物，動物與動物，動物與植物等,3）轉(zhuǎn)基因技術(shù)可培育高產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)，抗病毒，抗蟲，抗寒，抗旱，抗?jié)?，抗鹽堿，抗除草等,新品種減少對農(nóng)藥化肥的依賴降低農(nóng)業(yè)成本提高食品質(zhì)量和產(chǎn)量,4）利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)有利于健康和抗疾病的食品.,5)轉(zhuǎn)基因食品可以擺脫季節(jié)氣候的影響，讓人們一年四季都可以吃到新鮮的瓜菜。,6）轉(zhuǎn)基因食品技術(shù)可以培育出生長周期短、產(chǎn)仔多、生蛋多、泌乳量高、生產(chǎn)的肉類、皮毛品質(zhì)和加工性能好并具有抗病性的動物。,任何一項新的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用都有兩面性:,7）轉(zhuǎn)基因生物，產(chǎn)品可能含有有毒物質(zhì)和過敏源，嚴(yán)重的甚至可以致癌或?qū)е率卟四承┻z傳疾病，對人體健康產(chǎn)生不利影響。,8）轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入自然界后造成基因污染，該種污染對環(huán)境的污染難以消除。,9）抗蟲轉(zhuǎn)基因作物對目標(biāo)生物起作用的同時也對非目標(biāo)生物起作用，即殺死了環(huán)境中有益的昆蟲和真菌，沒有識別益蟲和害蟲的能力，對生態(tài)環(huán)境造成不利影響。,轉(zhuǎn)基因食品與對應(yīng)的原有食品不一樣，對人類營養(yǎng)和健康效應(yīng)以及生態(tài)的遠(yuǎn)期影響問題還不清楚，引起世界范圍的爭論也不足為奇。對廣大消費者來講應(yīng)有知情權(quán)，以防止轉(zhuǎn)基因食品引起的健康損害。,轉(zhuǎn)基因食品的安全性,1）轉(zhuǎn)基因食品的生物學(xué)效應(yīng),期望效應(yīng)由于新基因的插入使轉(zhuǎn)基因生物具有了某些人們需要的新特性，能在該生物體內(nèi)產(chǎn)生有利的期望效應(yīng)（intendedeffects）,非期望效應(yīng)人為地把新基因的插入生物體時，該基因并非全部插入到研究者所期望的位點上，由此可能會產(chǎn)生某些沒有預(yù)料到的效應(yīng)，稱為非期望效應(yīng)（unintendedeffects）,對健康的不良影響的各種非期望效應(yīng)對轉(zhuǎn)基因食品的安全性評價至關(guān)重要。,2）轉(zhuǎn)基因食品的潛在安全問題,食品毒性：導(dǎo)入的基因并非原來親本動植物所有，該外源基因及其表達(dá)產(chǎn)物是否具有毒性,食品過敏：導(dǎo)入基因的來源及或其表達(dá)的蛋白氨基酸序列與已知的致敏原是否具有同源性甚至有沒有產(chǎn)生新的致敏原？,產(chǎn)生對抗生素的抗性：由于目前在基因工程中選用的載體大多數(shù)為抗生素抗性標(biāo)記。抗生素抗性通過轉(zhuǎn)移或遺留轉(zhuǎn)入食品而進(jìn)入食物鏈。有否可能進(jìn)入人和動物體內(nèi)外的微生物，從而產(chǎn)生耐藥性的細(xì)菌或病毒？,食物的營養(yǎng)價值下降或造成體內(nèi)營養(yǎng)素紊亂：人為改變了蛋白質(zhì)組成的食物是否能被人體有效地吸收利用？關(guān)鍵是外源基因的導(dǎo)入位點和外源蛋白德表達(dá)。因外源基因?qū)胛稽c不同極可能產(chǎn)生基因缺失，移碼等突變所表達(dá)的蛋白質(zhì)產(chǎn)物的性狀數(shù)量及部分與期望值不符。,發(fā)生轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題取決于基因轉(zhuǎn)移。,1）植物DNA中的轉(zhuǎn)基因游離出來,發(fā)生基因轉(zhuǎn)移的先決條件：,2）轉(zhuǎn)基因要耐受植物和人腸道中核酸酶的分解,3）轉(zhuǎn)基因和膳食中DNA競爭性吸收,4）接納轉(zhuǎn)基因的細(xì)菌或哺乳類細(xì)胞能發(fā)生轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)基因能耐受該細(xì)菌的限制酶作用,5）基因要能通過修復(fù)或重組的事件嵌入宿主DNA，然后穩(wěn)定在宿主細(xì)胞中,具備上述條件后，轉(zhuǎn)移的外源基因在接納的哺乳類細(xì)胞中還要看能否表達(dá)，以及表達(dá)的程度。只有轉(zhuǎn)移的基因表達(dá)后才有可能引起值得注意的健康問題。,三、轉(zhuǎn)基因食品的安全性評價,國際上，對生物技術(shù)食品安全性評價主要應(yīng)用“實質(zhì)等同性原則”。這是1993年經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織（DECD）提出的。所謂“實質(zhì)等同性”即對于應(yīng)用現(xiàn)狀生物技術(shù)生產(chǎn)的來自生物體的食品和食品成分及安全分析的最實際的辦法，就是考慮它們與目前市售食品是否實質(zhì)等同。,1）根據(jù)受體生物，基因工程操作和轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)生物的安全等級，確定轉(zhuǎn)基因食品的安全性進(jìn)行分類評價,轉(zhuǎn)基因食品的安全性評價原則,2）根據(jù)轉(zhuǎn)基因食品的類型和用途等特性進(jìn)行分類評價,3）對每一個轉(zhuǎn)基因食品應(yīng)用個案處理的原則,4）參照“實質(zhì)等同性”原則對轉(zhuǎn)基因食品的安全性進(jìn)行評價,5）對照國際組織國外相應(yīng)機(jī)構(gòu)對同一轉(zhuǎn)基因食品的評價原則和方法進(jìn)行評價,1）產(chǎn)品分類,轉(zhuǎn)基因食品評價的內(nèi)容,環(huán)境適應(yīng)類轉(zhuǎn)基因食品,改良類轉(zhuǎn)基因食品,營養(yǎng)改善類轉(zhuǎn)基因食品,2）衛(wèi)生學(xué)要求,一般衛(wèi)生學(xué)要求（感官、理化、微生物）與受體生物食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)相符,轉(zhuǎn)基因成分,外源核酸檢出目的基因，調(diào)控基因，標(biāo)記基因，報告基因的序列，插入位點及啟動子終止子，增強子）與申報相符。外源mRNA檢出外源基因mRNA與申報資料相符外源蛋白質(zhì)檢出的外源蛋白質(zhì)與申報資料相符,安全性,轉(zhuǎn)基因食品的毒性符合食用安全的要求轉(zhuǎn)基因食品的致敏性符合食用安全的要求致突變性符合食用安全的要求,標(biāo)識要求,標(biāo)記轉(zhuǎn)基因食品統(tǒng)一的標(biāo)志品名轉(zhuǎn)基因食品名，如轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)基因棉籽油等,營養(yǎng)要求,抗?fàn)I養(yǎng)因子抗?fàn)I養(yǎng)因子的種類、含量和種類與原食品相同營養(yǎng)效價食物轉(zhuǎn)化率營養(yǎng)成分吸收率及促進(jìn)生長發(fā)育的影響與原食品相同穩(wěn)定性試驗確認(rèn)性狀成分在儲存、加工等條件下發(fā)生的變化與原食品等同性,食品營養(yǎng)成分（主要營養(yǎng)素種類、含量、比例）營養(yǎng)改善類轉(zhuǎn)基因食品除設(shè)計改變的營養(yǎng)素外其它營養(yǎng)素的種類，含量和比例與原食品相同。,安全性評估中需要考慮食品的消費者類型暴露水平,應(yīng)指出：,在致敏性方面建議常見的致敏食品不要進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移,建立動物實驗的方法，其目的是確定某些毒性終點，預(yù)見敏感性指標(biāo)，如免疫毒性，神經(jīng)毒性，致癌性或生殖毒性等,四、轉(zhuǎn)基因食品的風(fēng)險評估,目前發(fā)達(dá)國家對轉(zhuǎn)基因生物的風(fēng)險評估比較重視。我國在轉(zhuǎn)基因技術(shù)商業(yè)化方面取得了不少的成果，但考慮更多的是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的近期效益，對其生態(tài)風(fēng)險市和社會風(fēng)險研究還很薄弱應(yīng)引起重視。,今后應(yīng)在轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品投放前，評估該產(chǎn)品對人體健康、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)的潛在危害。同時與國內(nèi)外的實驗數(shù)據(jù)相關(guān)信息建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行風(fēng)險評估。,五、轉(zhuǎn)基因食品的管理,如美國、加拿大等國其管理原則是管理生物技術(shù)產(chǎn)品而不是其生物技術(shù)本身。由美國食品管理局（FDA）負(fù)責(zé)監(jiān)督生物技術(shù)食品的安全性，并與USDA及EPA進(jìn)行密切的配合，制定及掌握安全與法規(guī)問題。,以產(chǎn)品為基礎(chǔ)的管理模式,歐洲共同體等，認(rèn)為重組DNA技術(shù)本身具有潛在的危險性，因此只要與重組DNA相關(guān)的活動都應(yīng)進(jìn)行安全性評價并接受管理。,以技術(shù)為基礎(chǔ)的管理模式,我國的生物技術(shù)食品安全管理近況,1993年12月國家科委發(fā)布了“基因工程安全管理辦法”，為中國的基因工程安全管理建立一個明確有效的管理框架。,1996年7月農(nóng)業(yè)部發(fā)布了“農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理辦法”，對轉(zhuǎn)基因食品從實驗研究，中間實驗，環(huán)境釋放到最后商品化的全過程進(jìn)行安全性評價作出了規(guī)定（包括人體健康和生態(tài)環(huán)境）,2001年5月，國務(wù)院頒布了“農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例”，其內(nèi)容有：對轉(zhuǎn)基因生物安全實行分級管理評價制度；轉(zhuǎn)基因生物投入生產(chǎn)和應(yīng)用前申領(lǐng)轉(zhuǎn)基因生物安全證書的申領(lǐng)制度。轉(zhuǎn)基因生物在經(jīng)營過程中的標(biāo)記制度，各級衛(wèi)生執(zhí)法部門對轉(zhuǎn)基因食品安全監(jiān)督管理等。,轉(zhuǎn)基因食品屬于新資源食品的管理范疇，因此可參照我國食品衛(wèi)生法中有關(guān)對新資源食品規(guī)范進(jìn)行轉(zhuǎn)基因食品安全性評價。,隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品中的應(yīng)用也將日益完善，其優(yōu)勢表現(xiàn)越來越顯著，西方國家認(rèn)識到這一點。為此，注入了大量的資金。,六、轉(zhuǎn)基因食品的前景,我國人多地少轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展顯得更為重要，目前我國農(nóng)業(yè)部生物工程安全委員會批準(zhǔn)了兩種番茄一種甜椒，進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。,隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，將更加清楚地了解外源基因的整合機(jī)制，從而提高轉(zhuǎn)化率，提高轉(zhuǎn)基因食品的食用安全性，加快轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)入市場。,隨著轉(zhuǎn)基因食品商業(yè)化步伐的不斷加快，轉(zhuǎn)基因食品將成為不可抗拒的時代潮流。,謝謝各位！,