高英華

【摘 要】 本文從基因育種，轉(zhuǎn)基因生物制藥及基因治療等方面，介紹了轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，并簡述了轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全性和食品安全性。

【關(guān)鍵詞】 轉(zhuǎn)基因技術(shù) 應(yīng)用 安全性

轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指用人工方法有目的地將來自一種生物的基因穩(wěn)定地整合到另一種生物的基因組中去，使其表達(dá)并遺傳給子代的綜合技術(shù)。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)如農(nóng)桿菌介導(dǎo)法、基因槍法、電擊、聚乙二醇法等培育出許多動、植物新品種。目前，這一技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)上。轉(zhuǎn)基因作物在給人們帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時，其安全性問題也在全球范圍內(nèi)引起了廣泛的爭論。

一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，使作物育種從雜交育種走向基因育種。

1．抗性育種。抗性育種包括抗病、抗蟲和抗逆性作物的培育。

（1）抗病性。1986年華盛頓大學(xué)Powell通過基因工程技術(shù)首次將煙草花葉病毒(TMV)外殼蛋白(CP)基因轉(zhuǎn)入煙草，培育出了能穩(wěn)定遺傳的抗病毒植株。

（2）抗蟲性。目前，廣泛應(yīng)用的植物抗蟲基因是從蘇云金芽孢桿菌中分離出來的一種毒蛋白基因——Bt基因。至1 997年初，在80種已經(jīng)批準(zhǔn)或即將批準(zhǔn)的商品化轉(zhuǎn)基因作物中，有2 1種是轉(zhuǎn)Bt基因作物，其中以玉米、馬鈴薯、棉花為主。我國種植的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，在完全不噴殺蟲劑情況下，單產(chǎn)仍高于噴撒2—3次殺蟲劑的國產(chǎn)棉，顯示出了控制棉鈴蟲的極好前景。

（3） 抗逆性?？鼓嫘园钩輨⒖购?、抗旱、抗熱等。2000年全球抗除草劑作物種植面積占全球轉(zhuǎn)基因作物的74％。據(jù)日本《農(nóng)業(yè)技術(shù)》報道：日本北海道生物研究所將小麥過氧化氫酶用電擊法導(dǎo)入水稻(尤加拉、松馬埃)中，培育成耐低溫水稻，與正常水稻相比，過氧化氫酶活性在25。C時約提高4.5倍，在5。C時約提高1.5倍。

2. 改善植物品質(zhì)。這方面的工作主要是通過基因轉(zhuǎn)移改變植物中氨基酸、蛋白質(zhì)含量等品質(zhì)特性以及一些材料的加工性能。英國．Zeneca公司和London大學(xué)研究小組培育出了總胡

蘿卜素和番茄紅素含量極高的番茄，這種番茄對預(yù)防癌癥有良好作。

二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

1.利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗。1992年，Arntzen等人首先提出了用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)醫(yī)用疫苗的思路，促成了轉(zhuǎn)基因植物疫苗研究的興起。近10年來，以Arntzen研究小組為代表的多個研究組相繼在煙草、馬鈴薯、苜蓿等植物中成功表達(dá)了乙肝病毒表面抗原、大腸桿菌毒素B亞基、霍亂毒素B亞基、諾瓦克病毒衣殼蛋白等，并證實(shí)植物表達(dá)的抗原可以引發(fā)人和動物的免疫反應(yīng)。

2.利用轉(zhuǎn)基因動植物生產(chǎn)其他生物藥。轉(zhuǎn)基因植物可表達(dá)多種蛋白如腦啡呔、＆干擾素、人血清蛋白以及兩種最昂貴藥物即葡糖腦苷脂酶和粒細(xì)胞一巨噬細(xì)胞群刺激因子等。

3.基因治療。它是指通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)糾正某些基因缺陷引起的遺傳病。

三、轉(zhuǎn)基因作物的安全性

轉(zhuǎn)基因作物(genetically modified corps)是指利用重組DNA技術(shù)導(dǎo)人了克隆的優(yōu)良目的基因并在其中進(jìn)行表達(dá)，從而獲得新的性狀的作物。同傳統(tǒng)雜交育種方式相比，這一技術(shù)克服了植物有性雜交的限制，基因交流的范圍無限擴(kuò)大，可將細(xì)菌、病毒、動物、人類、遠(yuǎn)緣植物甚至人工合成的基因?qū)酥参?，其?yīng)用前景十分廣闊。

1.轉(zhuǎn)基因作物的環(huán)境安全性

（1）轉(zhuǎn)基因作物本身可能演變?yōu)檗r(nóng)田雜草植物在獲得某種特定基因可能會增強(qiáng)其生存競爭性，在生長勢、越冬性、耐受性、種子產(chǎn)量等方面強(qiáng)于非轉(zhuǎn)基因植物。若被推廣種植，釋放到自然環(huán)境中的機(jī)會特別大，將會迅速地成為新的優(yōu)勢種群，進(jìn)而演變成農(nóng)田雜草。

（2）基因漂流影響其他物種。轉(zhuǎn)基因作物中的一些抗除草劑、殺蟲劑和病毒的抗性基因通過花粉雜交等途徑向其同種或近緣野生種轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生出一些可抗除草劑、殺蟲劑和病毒的所謂“超級雜草，造成不可估量的農(nóng)業(yè)損失和生態(tài)災(zāi)難。另外，自然界存在植物病毒的重組現(xiàn)象，隨著抗病毒轉(zhuǎn)基因作物的大面積推廣有可能產(chǎn)生侵染力、致病力更強(qiáng)的“超級病毒”，從而造成更大的危害。

（3）可能對非目標(biāo)生物造成危害，影響生物的多樣性。植物在引入抗蟲或抗病基因后，往往具有較強(qiáng)的“選擇優(yōu)勢”，大量的轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)入自然生態(tài)系統(tǒng)中，造成生物數(shù)量劇減，甚至?xí)乖形锓N滅絕。美國康奈爾大學(xué)Losey等發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因Bt玉米花粉能導(dǎo)致非目標(biāo)害蟲黑麥金斑蝶(Danaus plexippus L．)幼蟲死亡。

2.轉(zhuǎn)基因作物的食品安全性。

（1）毒性問題。關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品的毒性問題，目前只有一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)報道，尚無人體的研究報告。蘇格蘭Rowett研究院的Putsai博士曾聲稱培育出了帶凝集素(Lectin)基因的改良馬鈴薯，但是這種馬鈴薯能夠破壞老鼠的肝臟和免疫系統(tǒng)。

（2）過敏反應(yīng)問題。在自然條件下存在許多過敏源。在基因工程中如果將控制過敏源形成的基因轉(zhuǎn)入新的植物中，則會對過敏人群造成不利的影響。美國的PioneerHi—Bred種子公司把巴西堅(jiān)果中的2S清蛋白基因轉(zhuǎn)入大豆，以使大豆的含硫氨基酸增加，結(jié)果對巴西果過敏的人就對轉(zhuǎn)基因大豆產(chǎn)生了過敏反應(yīng)。

（3）營養(yǎng)問題。一些研究人員認(rèn)為，外來基因會以一種人們目前尚不甚了解的方式破壞食物中的營養(yǎng)成分，降低食品的營養(yǎng)價值，引起營養(yǎng)失衡。美國倫更毒性中心的實(shí)驗(yàn)報告指出，與一般大豆相比，耐除草劑的轉(zhuǎn)基因大豆中，防癌的成分異黃酮減少了。

（4）對抗生素的抵抗作用?？股乜剐曰蚴悄壳稗D(zhuǎn)基因植物食品中常用的標(biāo)記基因。但抗生素標(biāo)記基因?qū)θ梭w的健康是否會造成不利的影響，例如是否會水平轉(zhuǎn)移到腸道微生物或上皮細(xì)胞，從而降低抗生素在臨床治療中的有效性，一直受到人們的關(guān)注。

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