植物转基因技术及其利弊综述

植物转基因技术及其利弊综述姓名侯文浩12级生物工程班学号2012221107210044【摘要】转基因技术作为生命科学的前沿技术之一，已经逐渐走入了人们的生活。转基因技术可以认为是在一定程度上通过科学技术手段让其他生物、植物朝着对人类有利方向发展的技术。从20世纪80年代末转基因植物在美国问世至今，几十年来，该项技术正以日新月异的速度迅猛发展，但由于转基因生物及其产品是否存在潜在风险尚无定论，故转基因生物及其产品的安全性成为全球的热点问题，并引起世界各国政府和许多国际组织的高度重视。【关键词】转基因技术发展历程利弊关系【正文】一、转基因技术概述转基因技术是指用人工分离和修饰过的外源基因导入生物体的基因组中，从而使生物体的遗传性状发生改变的技术，可分为转基因动物与转基因植物两大分支。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。从20世纪80年代末转基因植物在美国问世至今，十多年来，该项技术正以日新月异的速度迅猛发展，但由于转基因生物及其产品是否存在潜在风险尚无定论，故转基因生物及其产品的安全性成为全球的热点问题，并引起世界各国政府和许多国际组织的高度重视转基因植物是指利用重组DNA技术将克隆的优良目的基因整合到植物的基因组中，并使其得以表达，从而获得的具有新的遗传性状的植物。自1983年世界第一例转基因植物一一烟草问世以来仅20多年的时间，转基因植物的研究和应用就已经得到了迅猛的发展，已有近1000例转基因植物被批准进入田间试验，涉及的植物物种有50余个，已有48个转基因植物品种被批准进行商业化生产。常见的转基因植物技术有：农杆菌介导转化法。农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌的细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物（尤其是水稻）中也得到了广泛应用。基因枪介导转化法。利用火药爆炸或高压气体加速（这一加速设备被称为基因枪），将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中，然后通过细胞和组织培养技术，再生出植株，选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。与农杆菌转化相比，基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单，因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。花粉管通道法。在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液，利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道，将外源DNA导入受精卵细胞，并进一步地被整合到受体细胞的基因组中，随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于20世纪80年代初期由我国学者周光宇提出，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织培养人工再生植株，技术简单，不需要装备精良的实验室，常规育种工作者易于掌握。二、 转基因植物的发展从第一株转基因植物至今，十多年来，转基因作物已批量进入大田试验，其中不少已经开始商业化生产。如今，转基因作物已成为高新技术领域中发展最快的产业之一。尤其是1996年以来，转基因作物发展速度之快、品种之多、来势之猛，出乎人们预料，目前还没有哪一种作物能超过它。其发展趋势可简要归纳为6点。播种面积不断扩大。据国际农业生物技术应用服务机构的一份报告说，1999-2000年度，全世界转基因谷物播种面积达到4420万公顷，比上年度的3990万公顷增加11%。根据这份报告，美国转基因作物播种面积最多，占全球这类作物播种面积的63%；阿根廷次之，占23%；加拿大和中国分别占7%和1%。阿根廷播种的转基因作物主要是大豆。在1999-2000年度，阿根廷转基因大豆播种面积达873万公顷，其产量占本国大豆总产量2000万吨的80%-85%。作物品种相对集中。目前，转基因作物主要涉及大豆、棉花、油菜和玉米。去年，转基因大豆占到世界大豆种植总面积的36%。依次类推，棉花占16%，油菜占11%，玉米占7%。分布国家增长了1倍多全球种植转基因作物的国家数量已从1996年的6个增加到2000年的13个（其中8个是工业化国家，5个是发展中国家）。大豆占种植品种的一半2000年在全球转基因作物中唱主角的是转基因大豆，其面积占总播种面积的58%。在阿根廷，960万公顷的大豆中有95%是转基因品种，美国、巴西的大豆绝大部分也都是转基因品种。种类日趋分明目前全球转基因农作物主要分为抗除草剂转基因、耐除草剂转基因和抗虫性转基因等3大类。商业化生产步伐加快截至2000年10月底，世界各国批准商品化生产的转基因作物有100多个品种，包括大豆、玉米、棉花、油菜、水稻、番茄等12种作物，用这些转基因作物生产加工的转基因食品达4000余种。美国市场上的包装食品中含有转基因成分的已占60%。三、 转基因技术的利与弊科学家发明转基因技术的初衷是想利用该技术造福人类，既可加快农作物和家畜品种的改良速度，提高人类食物的品质，又可以生产珍贵的药用蛋白，为患病者带来福音。比如说，抗虫的转基因玉米不会被虫咬，可以让人们放心食用;将能产生人体疫苗的基因转入植物食品，人们就可以在食用食物的同时增加自身对疾病的抵抗力。但是，人类对自然界的干预是否会造成潜在的尚不可能预知的危险?大量转基因生物会不会破坏生物多样性?转基因产品会不会对人类健康造成危害?一些科学家们开始担心对生物、植物生命进行的“任意修改”，创造出的新型遗传基因和生物可能会危害到人类。它们可能会对生态环境造成新的污染，即所谓的遗传基因污染，而这种新的污染源很难被消除。还有，转基因农作物和以此为原材料制造的转基因食品对人体的影响也尚未有定论。目前，国内外学者对转基因技术的负面影响也作了大量研究，出现了许多相关报道，如英国的权威科学杂志《自然》刊登了美国康奈尔大学副教授约翰•罗西的一篇论文，引起世界震惊。论文指出，研究人员在实验室里把抗虫害转基因玉米“BT玉米”的花粉撒在苦苣菜叶上，然后让蝴蝶幼虫啃食这些菜叶。4天之后，有44%的幼虫死亡，活着的幼虫身体较小，并且没有精神。而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉的菜叶，就没有出现死亡率高或发育不良的现象。论文据此推断，bt转基因玉米花粉中含有毒素。另据报道，英国伦理和毒性中心的实验报告说，与一般大豆相比，耐除草剂的转基因大豆中，防癌的成分异黄酮减少了。与普通大豆相比，两种转基因大豆中的异黄酮成分减少了12%〜14%，还有巴西坚果事件等。面对国际上出现的种种关于转基因作物的争议，许多科学家、学术团体纷纷以各种形式发表对转基因技术的支持态度。由美国Tuskegee大学Prakash教授2000年1月起草的题为“科学家支持农业生物技术的声明”，已征集到世界上3000多位科学家的签名，其中包括DNA双螺旋结构的发现者、诺贝尔奖得主JamesWatson，绿色革命的创始人、诺贝尔奖得主NormanBorlaug，世界粮食奖获得者、国际水稻研究所首席育种家GurdevKhush。该声明称，“对植物负责任的遗传修饰既不新也不危险。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作物中。与传统的方法相比较，通过重组DNA技术引入新的或不同的基因并不一定会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。”因此，我认为和现代任何一项工业技术一样，转基因技术也具有两面性，有长亦有短。在发展转基因技术等生物技术时，应该扬长避短、趋利避害、规范管理，使转基因技术能够健康发展。【结论】当前条件下，转基因技术还存在许多不足，还处于不断的发展与完善之中，表现在：转基因表达水平低，许多转基因的表达强烈地位受着其宿主染色体上整合位点的影响，往往出现异位表达和个体发育不适宜阶段表达，影响转基因表达能力或基因表达的组织特异性，从而使大部分转基因表达水平极低，极少部分基因表达水平过高;难以控制转基因在宿主基因组中的行为，转基因随机整合于动物的基因组中，可能会引起宿生细胞染色体的插入突变，还会造成插入位点的基因片段丢失，插入位点周围序列的倍增及基因的转移，也可能激活正常状态下处于关闭状态的基因;不了解哪些基因控制多数生理过程，不了解基因表达的发育控制和组织特异性控制的机制;制作转基因动物的效率低，这是目前几乎所有从事转基因动物研究的实验室都面临的问题，也是制约着这项技术广泛应用的关键对传统伦理是一种挑战，对人类的生存有一定的负面作用等。但笔者相