环境污染化学课件

转基因作物生态环境影响分析,主讲人：,目录一 转基因作物二 转基因作物的发展三 转基因作物的环境影响分析 四 转基因作物环境影响分析的意义 五 对策与建议,转基因作物是指利用重组DNA技术克隆的优良目的基因导入作物细胞或组织，并在其中进行表达，从而使作物获得新的性状。通常转基因作物，可增加作物的产量、改善品质、提高抗旱、抗寒及其它特性。,一 转基因作物,转基因作物（Genetically Modified Foods，GMF）因有抗寒、抗旱、抗虫等能力而为粮食缺少的国家所推崇。但反对者表示：目前对转基因食物进行的安全性研究都是短期的，无法有效评估人类进食转基因食物几十年后或者更久以后的风险；而且反对者担心转基因生物不是自然界原有的品种，对于地球生态系统来说是“外来生物”,更担心这种外来品种的基因通过自我繁殖及与近亲品种杂交，传播到传统生物中，并导致传统生物的基因污染。,二 转基因作物的发展,总体情况世界上第一种基因移植作物是一种含有抗生素药类抗体的烟草。它在1983年培植出来，直到10年以后，第一种市场化的基因食物才在美国出现，那是一种可以延迟成熟的西红柿。1996年，由这种西红柿制造的西红柿饼才得以允许在超市出售。 转基因牛羊、鱼虾、粮食、蔬菜和水果在国内外均已培育成功并已投入食品市场。全球的转基因作物在问世后的7年中整整增加了40倍，转基因生物以植物、动物和微生物为多，其中植物是最普遍的。从1983年研究成功后，转基因作物从1996年的170万公顷直接增长至2003年的6770万公顷，有5大洲18个国家的700万户农户种植，其中转基因大豆已占全部大豆种植的55%，玉米占11%，棉花占21%，油菜占16%，这些作物的国际贸易出口额也在增加。,国外情况美国是转基因技术采用最多的国家。自20世纪90年代初将基因改制技术实际投入农业生产领域以来，目前美国农产品的年产量中55%的大豆、45%棉花和40%的玉米已逐步转化为通过基因改制方式生产。目前，大约有20多种转基因农作物的种子已经获准在美国播种，包括玉米、大豆、油菜、土豆和棉花。据估计，从1999年到2004年，美国基因工程农产品和食品的市场规模将从40亿美元扩大到200亿美元，到2019年将达到750亿美元。有专家预计：21世纪初，很可能美国的每一种食品中都含有一定量基因工程的成分。不过不管如何支持基因改造作物开发，美国政府始终有个底线：严防基因改造作物侵入现有的天然农业生产系统和天然食品供应系统。其它还有阿根廷、加拿大也是转基因农业生产发展迅速的国家。,欧洲一些国家，如瑞士、奥地利的消费团体反对进口销售转基因食品，他们认为转基因食品影响人体健康。欧洲有关政府的态度是，转基因食品不安全，需要让科学证明其安全性。有的社会团体和组织呼吁在科学家确认转基因食品的安全性之前暂停种植转基因作物。由于欧洲公众对转基因食品可能危害健康和环境的担忧不断增长，欧盟从1998年4月起暂停批准在15个成员国经营新的转基因农产品。但是，2004年4月18日欧盟开始允许在市场上出售转基因食品，只是转基因成分超过一定比例的产品必须贴上标签，这被认为是欧盟在解除对转基因产品的禁令方面迈出了实质性的一步。,国内情况我国已经开展了棉花、水稻、小麦、玉米和大豆等方面的转基因研究，目前已经取得了很多研究成果，尤其是在转基因棉花研究方面成绩突出。然而，真正进行大规模商业化的品种却并不很多。真正规模种植的只有抗病毒甜椒和延迟成熟西红柿、抗病毒烟草、抗虫棉等6个品种。我国2009年底批准了基因改造水稻和玉米，成为世界上首个主粮基因改造种植的国家。 有专家认为，我国同样也存在着大量的转基因食品，市场调查显示，在我国市场上70%的含有大豆成分的食物中都有转基因成分，像豆油、磷脂、酱油、膨化食品等等，所以很多公众其实是在不知不觉中和转基因食品有了联系。另外我国一些进口食品中含有转基因成分。在我国流行的快餐食品店麦当劳和肯德基的食品中，转基因的含量也都很高。,环境影响主要包括转基因作物释放到田间是否会将基因转移到野生植物中，是否会破坏自然生态环境，打破原有生物种群的动态平衡。转基因作物作为外来物种是否会带来生态风险，转基因成分在环境中的残留及可能造成的基因污染。转基因成分对土壤生态系统的影响，转基因作物可能演变成农田杂草或将基因传递到其他杂草的风险，转基因作物可能产生新的病毒或超级病毒的风险，转基因作物对非靶标生物造成危害的风险，转基因技术造成生物多样性下降的风险。,三 转基因作物的环境影响分析,3.1基因漂移 转基因作物的基因漂移到近缘野生种的可能性，即基因通过花粉授精杂交等途径在种群间扩散。转基因作物包括转基因漂流的途径大致有3个：一是通过转基因作物的种子或组织扩散到新的生境中，并生存下来；二是通过花粉向同种或近缘种的非转基因植物转移；三是非同种生物间，如植物与微生物（细菌、真菌、病毒等）间在自然界中发生基因转移 。沈法富（2000）对Bt棉、David对转基因玉米的基因漂移进行研究，均证实了基因漂移的存在。转基因转移到其他植物体内带来风险，主要有转基因转移到其他植物体内特别是近缘物种而导致成为“超级抗虫草”，造成环境危害。,3.2生物多样性的威胁 生物多样性对于保证全球的粮食供给与粮食安全是举足轻重的，保证生物多样性的关键是遗传多样性与基因多样性。转基因作物原来在自然界中并不存在，完全是人工制作的品种。作为外来基因、外来品种进入野生植物基因库，从而可能影响基因库的遗传结构，产生显著的生态学效应，对生物多样性产生威胁。转基因作物通过风媒、虫媒途径从花粉转移到野生亲缘种，造成野生种大量繁殖后成为杂草，破坏生态系统。从墨西哥进口美国转基因玉米使墨西哥玉米基因受到污染的例子，可以推断如果从美国进口转基因大豆，这些大豆很有可能会成为中国野生大豆基因污染的源头，从而威胁到中国大豆野生品种的生物多样性。,3.3抗病毒转基因产生新的病毒 两种不同病毒在一个寄主细胞里发生重组而成为新的病毒，而抗病毒转基因作物中的病毒基因在所有细胞和所有时间内都存在，提高了重组的可能性。因此当这种作物释放面积达上百万亩，并且这些作物又都在表达病毒基因时，后果将难以预料。如两种病毒重组成新病毒造成乌干达主要粮食木薯绝收，损失6000万美元。3.4抗性增强 由于Bt基因在作物体内持续表达，害虫在整个生长周期都受到Bt杀虫蛋白的选择，这将促使害虫对转基因作物产生相应抗性。害虫对转基因作物的抗性发展，不仅会削弱转基因作物本身的效益，而且会导致杀虫剂的再次大量使用，对环境产生负面影响。科罗拉多马铃薯甲虫已经产生了对Bt的抗性，基于Bt的杀虫剂的效力大大降低。,3.5对非靶标生物的影响 转基因作物释放到环境中以后，除了对目标生物体产生影响外，还对非目标生物产生作用。中国农科院棉花研究所实验表明：在种植转基因棉的大田中，发现棉铃虫的优势寄生性天敌的数量明显减少，Bt抗虫棉对棉铃虫幼虫的优势寄生性天敌的寄生率、羽化率和蜂茧质量造成严重危害。转基因作物杀虫性能太强导致杀死目标靶虫之外的昆虫。 3.6对土壤环境的影响 转基因作物对土壤环境的影响，有很多途径，如作物收获后，其残留物留在田间，回到土壤中。其次是对土壤生物及生物多样性的影响，转基因作物根系分泌物进入根际的土壤微生物圈，作物含Bt蛋白的根部渗出物与根表面土壤颗粒物结合，Bt毒素不易被生物降解，在土壤环境中保持很强的杀虫活性，最高可达234d，杀死土壤中的生物。,3.7对动物的影响 家禽食用大量的转基因玉米和大豆，也有可能对抗生素产生抗性，同时，食用动物产品又可能会使动物的抗生素传给人类。日本农林省建立了转基因作物的饲料安全评价体系。我国农业部也正在起草“转基因饲料安全评价方法”。3.8对人类的影响 虽然目前为止还未发现转基因作物对人类健康产生危害的证据，但转基因食品的传播可能会导致人体对广谱抗生素的抗性，如果转基因食品中的这些基因含量太高，产物会在人体内积累，从而使人体对抗生素产生抗性。此外，如果有过敏症的人食用了含过敏性蛋白的转基因食品，可能会出现过敏反应。转基因可使某种激素产生，刺激动物生长，而人类在食用含有激素的动物产品如猪肉，会影响小孩的正常生长与发育。,四 转基因作物环境影响分析的意义,将任何生物甚至人工合成的基因转入作物，在自然界不可能发生，通过人为控制产生，这样的转基因作物释放到环境中后是否产生严重的环境影响，人们忧心忡忡。而消除这种担心，就要对转基因作物进行环境影响评价。通过环境影响评价来判断转基因作物的田间释放或者大规模商业化生产对环境是否有影响。如果没有影响，或者说采取措施后可消除对环境的影响，则这些转基因作物可放心大胆地应用于农业生产，如果存在某些问题，则要加以限制，以避免对人类生存与环境产生危害。,五 对策与建议,（1）正确认识转基因作物的环境影响。转基因技术既能给人类带来福音，同时也要看到它对环境造成影响有害的一方面。如果不加控制与有效管理，必然会污染环境，破坏生态平衡，后果是不堪设想的。但它不是洪水猛兽，只要人们正确认识它，并引导向有利于人类可持续发展的方向发展，就可以避害趋利，促进它的健康发展。（2）建立转基因作物环境影响评价中心。（3）严格执行国家与地方政府有关的法律法规与各项管理制度。如农业转基因生物安全管理条例、农业转基因生物安全评价管理办法、农业转基因生物进口安全管理办法、农业转基因生物标识管理办法等法规。（4）开展转基因作物的生态分区研究。（5）加强环境风险机理与机制的研究。,（6）加强环境影响的监测，建立数据库，实现资源共享。（7）提出切实可行的