高等植物遗传转化系统

1、2022-6-25IMAU, Huo XW1高等植物遗传转化系统高等植物遗传转化系统The System for Plant Gene Manipulation第六讲第六讲2022-6-25IMAU, Huo XW2高等植物遗传转化系统高等植物遗传转化系统v农杆菌介导转化方法农杆菌介导转化方法v直接转化（理化法）直接转化（理化法）v病毒感染病毒感染2022-6-25IMAU, Huo XW3 病毒载体介导的植物遗传转化病毒载体介导的植物遗传转化植物病毒可以感染植物寄主细胞，并进行复制和表达植物外源植物病毒可以感染植物寄主细胞，并进行复制和表达植物外源DNADNA。利用植物病毒的特性有希望发展成

2、为一种有价值的植物。利用植物病毒的特性有希望发展成为一种有价值的植物遗传转化体系。遗传转化体系。优点：优点：部分植物病毒对寄主的感染是系统性的，可扩散到寄主所有部分植物病毒对寄主的感染是系统性的，可扩散到寄主所有细胞，故无需组培再生；细胞，故无需组培再生；可对单子叶植物进行高效浸染；可对单子叶植物进行高效浸染；病毒感染的植物能够繁殖大量病毒颗粒，有望大量生产外源病毒感染的植物能够繁殖大量病毒颗粒，有望大量生产外源蛋白。蛋白。2022-6-25IMAU, Huo XW4缺点：缺点： 目前对植物病毒分子生物学研究十分初浅，还目前对植物病毒分子生物学研究十分初浅，还不能建立有效遗传转化体系。迄今为止

3、，植物病毒不能建立有效遗传转化体系。迄今为止，植物病毒载体尚未发展到可以广泛使用的阶段。载体尚未发展到可以广泛使用的阶段。2022-6-25IMAU, Huo XW5重组双子座病毒载体系统感染植物示意图重组双子座病毒载体系统感染植物示意图DNA BDNA A细胞间传递细胞间传递外壳蛋白基因及复制外壳蛋白基因及复制NPT IILBRB外壳蛋白基因DNA A-NPT II双元表达载体双元表达载体农杆菌注射注射叶片组织产叶片组织产生生kan抗性抗性三周后三周后2022-6-25IMAU, Huo XW6高等植物细胞直接转化法高等植物细胞直接转化法v基因枪转化法基因枪转化法v电击法电击法v生殖细胞原位

4、转化法（花粉管通道法）生殖细胞原位转化法（花粉管通道法）v显微注射法显微注射法v激光微束穿刺法激光微束穿刺法vPEGPEG介导法（化学共培法）介导法（化学共培法）2022-6-25IMAU, Huo XW7一一 基因枪转化法基因枪转化法 又称微弹射击法、粒子轰击法、高速粒子喷射技术、弹道又称微弹射击法、粒子轰击法、高速粒子喷射技术、弹道微靶点射击，将载有外源微靶点射击，将载有外源DNADNA的金属（钨或金）经驱动后通的金属（钨或金）经驱动后通过真空小室进入靶组织的一种遗传转化技术。过真空小室进入靶组织的一种遗传转化技术。采用的基因枪分为火药引爆、高压放电、压缩气体等。采用的基因枪分为火药引爆、

5、高压放电、压缩气体等。19871987年美国康奈尔大学的年美国康奈尔大学的SanfordSanford首次用于植物遗传转化。首次用于植物遗传转化。可用受体范围广泛，单、双子叶植物均可，许多单子叶植物可用受体范围广泛，单、双子叶植物均可，许多单子叶植物遗传转化的主要方法。遗传转化的主要方法。基因枪价格昂贵，转化成本较高，轰击过程对细胞损害较大，基因枪价格昂贵，转化成本较高，轰击过程对细胞损害较大，转化效率有待进一步提高。转化效率有待进一步提高。2022-6-25IMAU, Huo XW8二二 电击法电击法 又称电击穿孔法，又称电击穿孔法，8080年代发展起来的遗传转化技术，年代发展起来的遗传转化

6、技术，利用利用高压放电产生的脉冲使细胞膜产生可逆的高压放电产生的脉冲使细胞膜产生可逆的“微微孔孔”，从而使外源，从而使外源DNADNA等进入细胞。等进入细胞。最早应用于原生质体，近来有直接转化带壁植物细胞最早应用于原生质体，近来有直接转化带壁植物细胞核组织的报道。核组织的报道。 国际公认的一种成熟可靠转化法，对受体无限制，国际公认的一种成熟可靠转化法，对受体无限制，可用于胚性愈伤组织、悬浮细胞、分生组织、器官等。可用于胚性愈伤组织、悬浮细胞、分生组织、器官等。但需对转化参数进一步优化，转化效率低。但需对转化参数进一步优化，转化效率低。2022-6-25IMAU, Huo XW9三三 生殖细胞原

7、位转化法生殖细胞原位转化法 植物生殖细胞指雌雄配子体中形成的或参与生殖植物生殖细胞指雌雄配子体中形成的或参与生殖过程的有关细胞，如大小孢母细胞、卵细胞与花粉。过程的有关细胞，如大小孢母细胞、卵细胞与花粉。生殖细胞原位转化法利用天然繁殖过程为转化系统生殖细胞原位转化法利用天然繁殖过程为转化系统进行遗传转化。进行遗传转化。1 1 花粉管通道法：花粉管通道法：周光宇（周光宇（19811981）首先提出，之后）首先提出，之后有不少改良。使子房预先充分授粉，在授粉后至合有不少改良。使子房预先充分授粉，在授粉后至合子分裂之前，通过花柱断面滴加或子房注射，使外子分裂之前，通过花柱断面滴加或子房注射，使外源源

8、DNADNA到达培囊，搜集成熟种子，筛选转基因植株。到达培囊，搜集成熟种子，筛选转基因植株。我国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉我国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株，织培养人工再生植株，2022-6-25IMAU, Huo XW102 2 花粉介导法：花粉介导法：收集成熟花粉，基因枪等转化收集成熟花粉，基因枪等转化花粉，后用转化后的花粉授于成熟的柱头上，花粉，后用转化后的花粉授于成熟的柱头上，最后搜集成熟的种子。最后搜集成熟的种子。优点：避开组织培养再生的过程，技术简单，优

9、点：避开组织培养再生的过程，技术简单，不需要装备精良的实验室，适合于难以再生不需要装备精良的实验室，适合于难以再生的植物，常规育种工作者易于掌握的植物，常规育种工作者易于掌握 。缺点：技术尚不成熟；筛选工作量大，转化效缺点：技术尚不成熟；筛选工作量大，转化效率较低。率较低。2022-6-25IMAU, Huo XW11四四 显微注射转化法显微注射转化法 利用显微装置将大分子物质（利用显微装置将大分子物质（DNADNA）或细胞器注）或细胞器注射到培养细胞中。最初主要由于动物，射到培养细胞中。最初主要由于动物，8080年代中后年代中后期开始用于植物遗传转化。用微毛细管在显微镜下期开始用于植物遗传转

10、化。用微毛细管在显微镜下将外源将外源DNADNA导入特定细胞，并使其成活、增殖。导入特定细胞，并使其成活、增殖。技术要点：注射针直径要细（技术要点：注射针直径要细（1uM1uM）; ;选择生长旺盛选择生长旺盛的胚性细胞；注射细胞核；进行微培养法。的胚性细胞；注射细胞核；进行微培养法。优点：可精细选择受体细胞，并直接导入细胞核。优点：可精细选择受体细胞，并直接导入细胞核。缺点：工作效率低，需要特殊显微操作系统，操作缺点：工作效率低，需要特殊显微操作系统，操作复杂。复杂。2022-6-25IMAU, Huo XW12五五 激光微束穿刺法激光微束穿刺法 利用激光微束（利用激光微束（0.3-0.5uM

11、0.3-0.5uM）射击靶细胞，引起可逆性穿孔，）射击靶细胞，引起可逆性穿孔，从而直接导入外源从而直接导入外源DNADNA。首先在动物与人的细胞中获得成功，。首先在动物与人的细胞中获得成功，8080年代后期用于植物。年代后期用于植物。技术原理：激光照射系统产生高能量激光脉冲，照射经高渗处技术原理：激光照射系统产生高能量激光脉冲，照射经高渗处理的材料，产生穿孔后，外源理的材料，产生穿孔后，外源DNADNA向靶细胞渗入。然后培养靶向靶细胞渗入。然后培养靶组织，产生转化植株。组织，产生转化植株。优点：可瞄准靶细胞定位导入外源优点：可瞄准靶细胞定位导入外源DNADNA，与其他方法比较对靶，与其他方法比

12、较对靶细胞损伤小、恢复快。单、双子叶植物均可，受体细胞可以是细胞损伤小、恢复快。单、双子叶植物均可，受体细胞可以是花粉、单细胞或组织、器官。花粉、单细胞或组织、器官。缺点：需要相应昂贵的设备，穿刺处理速度较慢。缺点：需要相应昂贵的设备，穿刺处理速度较慢。2022-6-25IMAU, Huo XW13六六 PEGPEG介导法介导法 PEGPEG为化学渗透剂，通过改变细胞膜的通透性促为化学渗透剂，通过改变细胞膜的通透性促使外源使外源DNADNA进入靶细胞。所引起的膜透性可以恢复，进入靶细胞。所引起的膜透性可以恢复，但引起的外源但引起的外源DNADNA进入机制尚不清楚。进入机制尚不清楚。技术原理：技

13、术原理：首先获得原生质体，并有相应的组培再首先获得原生质体，并有相应的组培再生体系。在一定渗透压体系内将外源生体系。在一定渗透压体系内将外源DNADNA直接导入。直接导入。改进的方法有（改进的方法有（1 1）脂质体法，将外源）脂质体法，将外源DNADNA与脂质体与脂质体（磷脂双分子膜）的复合体用于转化；（磷脂双分子膜）的复合体用于转化；（2 2）电击法）电击法与与PEGPEG法相结合等，可提高转化效率。法相结合等，可提高转化效率。特点：特点：由于原生质体及相应的组培体系的获得较难，由于原生质体及相应的组培体系的获得较难，且培养周期长、细胞遗传背景易变异，故且培养周期长、细胞遗传背景易变异，故P

14、EGPEG法使用法使用日趋减少。日趋减少。2022-6-25IMAU, Huo XW14基因枪及动力源的类型基因枪及动力源的类型v火药爆炸轰击载体火药爆炸轰击载体塑料子弹为载体，火药爆炸为动力，挡板阻挡塑料载体，而金属子弹高速轰塑料子弹为载体，火药爆炸为动力，挡板阻挡塑料载体，而金属子弹高速轰击靶细胞。击靶细胞。v压缩气体冲击载体压缩气体冲击载体以压缩氦气动力，可裂膜携带微弹高速运动，以阻网阻挡可裂膜，微弹轰击以压缩氦气动力，可裂膜携带微弹高速运动，以阻网阻挡可裂膜，微弹轰击靶细胞。靶细胞。v高压放电基因枪高压放电基因枪高压放电使水气化产生动力，驱动微弹载体。高压放电使水气化产生动力，驱动微弹

15、载体。v压缩气流直接传送压缩气流直接传送以氦气动力直接驱动微弹。以氦气动力直接驱动微弹。v微靶点射击微靶点射击无需载体，将无需载体，将DNADNA与金属颗粒混合为小液滴，压缩气体为动力轰击。与金属颗粒混合为小液滴，压缩气体为动力轰击。2022-6-25IMAU, Huo XW15基因枪转化法的影响条件基因枪转化法的影响条件1 DNA1 DNA：高纯度的高纯度的DNADNA；质粒或裸露；质粒或裸露DNA DNA 片段大小在片段大小在 20-20-25 kb 25 kb 以內都可以；以內都可以；DNADNA浓度浓度2ug/mg2ug/mg钨粒；加入携带钨粒；加入携带DNADNA（4-6kb4-6k

16、b小牛胸腺或鲑鱼精小牛胸腺或鲑鱼精DNADNA）。）。 2 2 金属粒的选择：金属粒的选择：金粒、钨粒。钨粒子较小也较便宜，金粒、钨粒。钨粒子较小也较便宜，但形状不规则，对某些细胞具毒性；金粒子呈圆球形，但形状不规则，对某些细胞具毒性；金粒子呈圆球形，大小均匀，在经费许可下，可使用金粒子。金属粒越大，大小均匀，在经费许可下，可使用金粒子。金属粒越大，速度及穿透力也越大。速度及穿透力也越大。3 3 微弹速率：微弹速率：样品与微弹间距、压力、真空度。样品与微弹间距、压力、真空度。4 DNA4 DNA沉淀剂：沉淀剂：氯化钙、亚精胺、聚乙二醇等。氯化钙、亚精胺、聚乙二醇等。5 5 植物材料受体植物材料

17、受体: :2022-6-25IMAU, Huo XW16影响基因枪法遗传转化的因素影响基因枪法遗传转化的因素v根据植物的种类不同，所选择的最根据植物的种类不同，所选择的最 佳轰击材料不同。佳轰击材料不同。v不同类型的品种，其转化频率也不相同。不同类型的品种，其转化频率也不相同。v同一品种来源的不同时期愈伤组织，转化频率也不尽相同一品种来源的不同时期愈伤组织，转化频率也不尽相同。同。2022-6-25IMAU, Huo XW17轰击前后的培养条件轰击前后的培养条件v在对材料轰击前，进行预培养、高渗处理及轰击后在对材料轰击前，进行预培养、高渗处理及轰击后的继续高渗处理，延迟筛选都可以提高基因枪法的

18、的继续高渗处理，延迟筛选都可以提高基因枪法的转化频率。转化频率。v轰击后的材料，在一定的时间内只进行抑菌培养而轰击后的材料，在一定的时间内只进行抑菌培养而不进行筛选，对转化频率有一定的影响，因为轰击不进行筛选，对转化频率有一定的影响，因为轰击对材料造成的机械的损伤，轰击后需要一段时间的对材料造成的机械的损伤，轰击后需要一段时间的损伤修复。损伤修复。2022-6-25IMAU, Huo XW18基因枪的轰击参数基因枪的轰击参数vDNADNA的浓度的浓度vDNADNA的沉淀剂的沉淀剂v微弹的速度、射程和轰击次数微弹的速度、射程和轰击次数v微弹的用量微弹的用量v培养基成分培养基成分v微弹粒径微弹粒径

19、v样品室高度样品室高度v样品室内真空度样品室内真空度v轰击前的辐照剂处理轰击前的辐照剂处理2022-6-25IMAU, Huo XW19基因枪转化操作基因枪转化操作2022-6-25IMAU, Huo XW20PDS-1000 2022-6-25IMAU, Huo XW21一种手持基因枪一种手持基因枪2022-6-25IMAU, Huo XW22基因枪转化流程基因枪转化流程表达载体构建表达载体构建微弹制备微弹制备装弹装弹轰击轰击组组 培培分分 化化转基因植株转基因植株2022-6-25IMAU, Huo XW23转化方法转化方法农杆菌法农杆菌法PEGPEG法法电击法电击法微针注射法微针注射法基

20、因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法受体材料受体材料完整细胞完整细胞原生质体原生质体原生质体原生质体原生质体原生质体完整细胞完整细胞卵细胞卵细胞宿主范围宿主范围有有无无无无无无无无有性繁殖植物有性繁殖植物组培条件组培条件简单简单复杂复杂复杂复杂复杂复杂简单简单无无嵌合体比例嵌合体比例有有无无无无无无多多无无操作复杂性操作复杂性简单简单简单简单复杂复杂复杂复杂复杂复杂简单简单设备要求设备要求便宜便宜便宜便宜昂贵昂贵昂贵昂贵昂贵昂贵便宜便宜工作效率工作效率高高低低低低低低高高低低单子叶植物应单子叶植物应用用少少可行可行可行可行可行可行广泛广泛广泛广泛常用植物基因转化方法特点比较常用植物基因转化方

21、法特点比较 2022-6-25IMAU, Huo XW24七七 叶绿体基因工程叶绿体基因工程1.1.叶绿体本身为半自主复制，大部分组分有核基因组编码。叶叶绿体本身为半自主复制，大部分组分有核基因组编码。叶绿体基因组为双链环状分子，约绿体基因组为双链环状分子，约120-217kb120-217kb，编码，编码120-160120-160个个基因。单个叶绿体中含基因。单个叶绿体中含20-90020-900个拷贝。叶绿体基因组显著特个拷贝。叶绿体基因组显著特点为具反向重复序列，大小约点为具反向重复序列，大小约6-67kb6-67kb。2.2.叶绿体基因工程原理：通过一定方法使外源基因穿过细胞膜叶绿体

22、基因工程原理：通过一定方法使外源基因穿过细胞膜和叶绿体双层膜进入叶绿体，在两端同源片段的介导下与叶和叶绿体双层膜进入叶绿体，在两端同源片段的介导下与叶绿体基因组之间发生同源重组，以定点整合的方式插入到叶绿体基因组之间发生同源重组，以定点整合的方式插入到叶绿体基因组，在其中表达绿体基因组，在其中表达。2022-6-25IMAU, Huo XW25叶绿体基因工程内容叶绿体基因工程内容1 1 将外源将外源DNADNA送入叶绿体送入叶绿体主要通过基因枪转化法主要通过基因枪转化法2 2 外源外源DNADNA整合到叶绿体基因组中整合到叶绿体基因组中* *在目的基因两侧各加一段受体叶绿体基因组同源片段，大小

23、一在目的基因两侧各加一段受体叶绿体基因组同源片段，大小一般般1.5kb1.5kb，过短降低转化效率，过长操作复杂；，过短降低转化效率，过长操作复杂；* *选择合适插入位点，不影响受体；选择合适插入位点，不影响受体；* *如在反向重复区内，还需通过拷贝纠正作用才能完成如在反向重复区内，还需通过拷贝纠正作用才能完成。3 3 筛选带有外源基因的转基因植株筛选带有外源基因的转基因植株4 4 经多轮筛选达到同质化经多轮筛选达到同质化通常在一定筛选压下多代选择，获得同质系。筛选标记有：通常在一定筛选压下多代选择，获得同质系。筛选标记有：aadAaadA基因（提供链霉素与壮观霉素抗性）、基因（提供链霉素与壮

24、观霉素抗性）、GFPGFP（绿色荧光蛋白）（绿色荧光蛋白）等。等。2022-6-25IMAU, Huo XW26叶绿体基因工程的优越性叶绿体基因工程的优越性1 1 高效表达目的基因高效表达目的基因2 2 安全性好安全性好 ( (母系遗传，不可能通过花粉扩散母系遗传，不可能通过花粉扩散) )3 3 消除位置效应消除位置效应（定点整合）（定点整合）4 4 无基因沉默现象无基因沉默现象（无位置效应、甲基化少）（无位置效应、甲基化少）5 5 原核基因表达方式原核基因表达方式6 6 适宜的表达环境适宜的表达环境 具双层膜的细胞器，形成独立的小环境；叶绿体对具双层膜的细胞器，形成独立的小环境；叶绿体对物质

25、积累具较强的承受能力；产物区域化，便于提取。物质积累具较强的承受能力；产物区域化，便于提取。2022-6-25IMAU, Huo XW27烟草叶绿体转基因载体（图例）烟草叶绿体转基因载体（图例）叶绿体基因组叶绿体基因组表达载体表达载体2022-6-25IMAU, Huo XW28八八 转基因沉默转基因沉默 外源基因在转基因植物中表达受抑制的现象外源基因在转基因植物中表达受抑制的现象为转基因沉默，表现为表达不稳定、表达量低为转基因沉默，表现为表达不稳定、表达量低甚至完全不表达。甚至完全不表达。v转录水平转录水平transcriptional gene silenceing, TGSv转录后水平转

26、录后水平post- transcriptional gene silenceing, PTGS 2022-6-25IMAU, Huo XW29转基因沉默机制转基因沉默机制转录水平的基因沉默转录水平的基因沉默Transcriptional Gene Silencing,TGSTranscriptional Gene Silencing,TGS 转基因及其启动子甲基化转基因及其启动子甲基化 多拷贝重复转基因序列引起的转录水平基因沉默多拷贝重复转基因序列引起的转录水平基因沉默 同源基因间的反式失活同源基因间的反式失活 转基因位置效应转基因位置效应 染色体包装对转基因沉默的影响染色体包装对转基因沉默的

27、影响 后修饰作用后修饰作用 转基因无法被顺利转录成相应的转基因无法被顺利转录成相应的RNARNA而导致而导致基因沉默基因沉默 2022-6-25IMAU, Huo XW30转基因沉默机制转基因沉默机制转录后水平的基因沉默转录后水平的基因沉默(Post-transcriptional Gene Silencing,PTGS) (Post-transcriptional Gene Silencing,PTGS) RNARNA阈值模型阈值模型(RNA threshold model) (RNA threshold model) 异常异常RNARNA模型模型(aberrant RNA model) (

28、aberrant RNA model) 分子间分子间( (内内) )碱基配对模型碱基配对模型 转录后水平的基因沉默是指转基因在细胞核转录后水平的基因沉默是指转基因在细胞核里能稳定转录，但在细胞质里却无相应的稳定里能稳定转录，但在细胞质里却无相应的稳定态态mRNAmRNA存在，例如共抑制存在，例如共抑制(co-suppression) (co-suppression) 。 2022-6-25IMAU, Huo XW31克服转基因沉默的策略克服转基因沉默的策略1 1 对转基因进行修饰对转基因进行修饰 利用氨基酸密码子的简并性，对核酸序列进行修利用氨基酸密码子的简并性，对核酸序列进行修饰，选择适合的

29、密码子，如调整饰，选择适合的密码子，如调整GCGC含量含量。2 2 启动子选择启动子选择 过强的或带有病毒感染特征的启动子往往导致基过强的或带有病毒感染特征的启动子往往导致基因沉默，选择中等强度、组成型的启动子，避免带有因沉默，选择中等强度、组成型的启动子，避免带有同源序列的启动子、终止子可有效避免基因沉默。同源序列的启动子、终止子可有效避免基因沉默。2022-6-25IMAU, Huo XW323 3 利用利用MARMAR序列序列vMARMAR为基质附着区，核酸与核骨架结合的序列。一般认为为基质附着区，核酸与核骨架结合的序列。一般认为MARMAR位于转录活跃的位于转录活跃的DNADNA环状结

30、构边界，可阻断附近序列对基因环状结构边界，可阻断附近序列对基因表达的影响。将表达的影响。将MARMAR序列构建到转基因的两侧，可使转基因序列构建到转基因的两侧，可使转基因稳定、高效表达。稳定、高效表达。4 4 利用位置特异性重组系统利用位置特异性重组系统vCreCre/lax/lax、Flp/frtFlp/frt、R/rsR/rs、Gin/gixGin/gix四种重组系统可实现单四种重组系统可实现单拷贝、位点特异性整合。方法为将拷贝、位点特异性整合。方法为将CreCre、FlpFlp、R R、GinGin四种重四种重组酶基因构建到转基因表达载体上，转化受体植物带有组酶基因构建到转基因表达载体上

31、，转化受体植物带有laxlax、frtfrt、rsrs、gixgix识别位点。可避免多拷贝失活及位置效应。识别位点。可避免多拷贝失活及位置效应。5 5 选择单拷贝转化体选择单拷贝转化体2022-6-25IMAU, Huo XW33转基因植物安全性争议转基因植物安全性争议1 Pusztai1 Pusztai事件事件 英国苏格兰英国苏格兰RowettRowett研究所的研究人员研究所的研究人员Arpad PusztaiArpad Pusztai于于19981998年在电视台宣称，用转雪莲凝集素基因的马铃薯饲喂大鼠，年在电视台宣称，用转雪莲凝集素基因的马铃薯饲喂大鼠，“导致大鼠体重及器官重量严重减轻

32、，免疫系统被损坏导致大鼠体重及器官重量严重减轻，免疫系统被损坏”，引，引发了国际上对转基因作物安全性的争论。英国皇家学会对此十发了国际上对转基因作物安全性的争论。英国皇家学会对此十分重视，组织了专门的同行评议，并于分重视，组织了专门的同行评议，并于19991999年年5 5月公布报告，指月公布报告，指出出PusztaiPusztai的研究从试验设计、方法，到研究结果及数据分析都的研究从试验设计、方法，到研究结果及数据分析都有 严 重 缺 陷 。有 严 重 缺 陷 。 P u s z t a iP u s z t a i 本 人 也 因 此 而 被 劝 提 前 退 休 。本 人 也 因 此 而

33、被 劝 提 前 退 休 。 2022-6-25IMAU, Huo XW342 2 帝王蝶（帝王蝶（Monarch butterflyMonarch butterfly）事件）事件 19991999年美国康奈尔大学年美国康奈尔大学LoseyLosey等报道实验室内以等报道实验室内以拌有转拌有转BtBt基因抗虫玉米基因抗虫玉米花粉的马利筋草喂养帝王蝶幼虫可导致死亡，并认为转基因威胁非目标昆花粉的马利筋草喂养帝王蝶幼虫可导致死亡，并认为转基因威胁非目标昆虫。虫。“环境主义环境主义”组织据此提出应限制转基因玉米的生产与销售。组织据此提出应限制转基因玉米的生产与销售。 美国环境保护局（美国环境保护局（E

34、PAEPA）组织昆虫专家们进行了专题研究，结论认为抗虫）组织昆虫专家们进行了专题研究，结论认为抗虫玉米花粉在田间对帝王蝶并无威胁，原因玉米花粉在田间对帝王蝶并无威胁，原因: :（1 1）玉米花粉大而重，扩散不远，在田间花粉只落在）玉米花粉大而重，扩散不远，在田间花粉只落在1010码以内，距玉米码以内，距玉米5 5米的马利筋杂草每平方厘米叶子上只发现一粒花粉；米的马利筋杂草每平方厘米叶子上只发现一粒花粉；（2 2）帝王蝶通常不吃玉米花粉，且在玉米散粉后才大量产卵；）帝王蝶通常不吃玉米花粉，且在玉米散粉后才大量产卵；（3 3）美国中西部转）美国中西部转BtBt基因玉米占玉米面积的基因玉米占玉米面积

35、的2525，但田间的帝王蝶数量，但田间的帝王蝶数量却很大。却很大。 EPAEPA报告指出，评价转基因作物对非靶标昆虫的影响，应以野外报告指出，评价转基因作物对非靶标昆虫的影响，应以野外实验为准，而不能仅仅依靠试验室的数据。实验为准，而不能仅仅依靠试验室的数据。2022-6-25IMAU, Huo XW353 3 墨西哥转基因玉米墨西哥转基因玉米“污染污染”事件事件美国加利福尼亚大学伯克利分校的伊格纳西奥美国加利福尼亚大学伯克利分校的伊格纳西奥查佩拉和戴维查佩拉和戴维奎斯特在奎斯特在年月日的年月日的自然自然杂志上发表论文，将从墨西哥瓦哈卡山区采集的野生杂志上发表论文，将从墨西哥瓦哈卡山区采集的野

36、生玉米样本与美国孟山都公司的转基因玉米及确信未被污染的天然玉米进行了比较。玉米样本与美国孟山都公司的转基因玉米及确信未被污染的天然玉米进行了比较。这些野生玉米生长的地点离工业化耕作的玉米地至少有公里远。这些野生玉米生长的地点离工业化耕作的玉米地至少有公里远。 结果发现结果发现一部分野生玉米样本受到了转基因玉米的片断污染。他们猜测污染源可能来一部分野生玉米样本受到了转基因玉米的片断污染。他们猜测污染源可能来自美国的粮食援助，这种基因污染可能破坏墨西哥野生玉米宝贵的生物多样性。自美国的粮食援助，这种基因污染可能破坏墨西哥野生玉米宝贵的生物多样性。 由于基因污染是转基因农作物是否安全的核心问题之一，

37、这篇文章发表后引起由于基因污染是转基因农作物是否安全的核心问题之一，这篇文章发表后引起了很大的争议。一部分反对转基因农业的人士将它作为新的论据，但也有科学家对了很大的争议。一部分反对转基因农业的人士将它作为新的论据，但也有科学家对这项研究的可靠性提出质疑，认为实验中样本存在技术问题，得出的结果是这项研究的可靠性提出质疑，认为实验中样本存在技术问题，得出的结果是一种假象。一种假象。 论文发表后招致了一些批评，两位作者为此提出了新的研究数据，但仍不能平论文发表后招致了一些批评，两位作者为此提出了新的研究数据，但仍不能平息争论。息争论。自然自然杂志承认现有的证据杂志承认现有的证据“不足以表明发表原始

38、论文是合适的不足以表明发表原始论文是合适的”。该。该杂志在办刊年的历史中，极少作这种表态。为了使事态明朗化，杂志决定把杂志在办刊年的历史中，极少作这种表态。为了使事态明朗化，杂志决定把两位作者支持自己结论的新论文和另两篇质疑这项研究的文章同时发表，让读者自两位作者支持自己结论的新论文和另两篇质疑这项研究的文章同时发表，让读者自行判断。行判断。 2022-6-25IMAU, Huo XW36科学界对转基因安全性的态度科学界对转基因安全性的态度1 20001 2000年年7 7月月1111日，英国皇家学会、巴西、中国、印度、墨西哥、美国科学院及第三日，英国皇家学会、巴西、中国、印度、墨西哥、美国科

39、学院及第三世界科学院发表联合声明，利用基因改造技术能生产出更有营养、更宜储存和促进健世界科学院发表联合声明，利用基因改造技术能生产出更有营养、更宜储存和促进健康的食品，对工业化国家和发展中国家的消费者都会带来好处。应该通过有计划地一康的食品，对工业化国家和发展中国家的消费者都会带来好处。应该通过有计划地一致行动研究基因改造技术可能给环境带来的正面和负面的影响，但这些影响应与目前致行动研究基因改造技术可能给环境带来的正面和负面的影响，但这些影响应与目前使用的常规农业技术所产生的影响相比较而加以评估。使用的常规农业技术所产生的影响相比较而加以评估。2 2由美国由美国TuskegeeTuskegee

40、大学大学PrakashPrakash教授教授20002000年年1 1月起草了题为月起草了题为“科学家支持农业生物技术科学家支持农业生物技术的声明的声明”，已征集到世界上，已征集到世界上3,0003,000多位科学家的签名。多位科学家的签名。“对植物负责任的遗传修饰既对植物负责任的遗传修饰既不新也不危险。不新也不危险。如抗病虫等诸多性状已通过有性杂交和细胞培养的方法经常性地引入如抗病虫等诸多性状已通过有性杂交和细胞培养的方法经常性地引入作物中。与传统的方法相比较，作物中。与传统的方法相比较，通过重组通过重组DNADNA技术引入新的或不同的基因并不一定会技术引入新的或不同的基因并不一定会有新的或

41、更大的风险，有新的或更大的风险，且商品化的产品的安全性则由于目前的安全管理规则而得到了且商品化的产品的安全性则由于目前的安全管理规则而得到了更进一步的保障。遗传新技术为作物改进提供了更大的灵活性和精确性更进一步的保障。遗传新技术为作物改进提供了更大的灵活性和精确性”。2022-6-25IMAU, Huo XW37v美国科学界的支持态度。农业生物技术具有巨大的潜在价值；没有美国科学界的支持态度。农业生物技术具有巨大的潜在价值；没有证据表明从其它生物向植物转入基因会有特别的风险；由农业生物证据表明从其它生物向植物转入基因会有特别的风险；由农业生物技术培育出的抗虫品种对帝王蝶及其它非目标昆虫的威胁实

42、际上不技术培育出的抗虫品种对帝王蝶及其它非目标昆虫的威胁实际上不显著；标识农业生物技术产品是提供误导信息，可能会使消费者对显著；标识农业生物技术产品是提供误导信息，可能会使消费者对食品安全产生混乱；联邦政府的管理应重点放在植物的特性、对它食品安全产生混乱；联邦政府的管理应重点放在植物的特性、对它计划的用途以及拟种植此植物的环境，而不是培育该植物的方法等。计划的用途以及拟种植此植物的环境，而不是培育该植物的方法等。v反对转基因的欧洲仍然进行了大量的转基因作物的田间试验。据欧反对转基因的欧洲仍然进行了大量的转基因作物的田间试验。据欧盟联合研究中心的数据显示，到盟联合研究中心的数据显示，到20012

43、001年年4 4月止，欧盟国家共进行了月止，欧盟国家共进行了1 1，668668例田间试验。在反对声比较强烈的英国，也新增了例田间试验。在反对声比较强烈的英国，也新增了5858处田间试处田间试验点，并在苏格兰选了验点，并在苏格兰选了5 5处作农场规模的试验。处作农场规模的试验。 2022-6-25IMAU, Huo XW38v目前全球基因作物种植面积的前四名分别是美国、阿根廷、目前全球基因作物种植面积的前四名分别是美国、阿根廷、加拿大和加拿大和中国中国。其中，美国种了。其中，美国种了 3570 3570 万公顷，阿根廷万公顷，阿根廷 1180 1180 万公顷、加拿大万公顷、加拿大 320 320 万公顷，万公顷，中国为中国为 150 150 万公顷。万公顷。这这 4 4 个主要国家种植了全世界个主要国家种植了全世界 9