歡迎進(jìn)入現(xiàn)代生物安全專題

1、物種絕滅的原因生境的縮小和碎裂過(guò)度捕殺物種絕滅的次生效應(yīng)盲目引種生物入侵轉(zhuǎn)基因生物,魔鬼四重奏,生物安全,1. 生物安全及其關(guān)注的問(wèn)題,1）生物安全指生物入侵（外來(lái)種和現(xiàn)代生物技術(shù)改造物種的入侵）帶來(lái)的環(huán)境威脅。特別是指現(xiàn)代生物技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用以及轉(zhuǎn)基因生物的跨國(guó)越境轉(zhuǎn)移可能會(huì)對(duì)生物多樣性、生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生潛在的不利影響，特別是各類轉(zhuǎn)基因活生物體釋放到環(huán)境中可能對(duì)生物多樣性構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)與威脅。,2）

2、生物安全領(lǐng)域關(guān)注的問(wèn)題,轉(zhuǎn)基因生物對(duì)非目標(biāo)生物的影響增加目標(biāo)害蟲(chóng)的抗性雜草化對(duì)生物多樣性和生態(tài)環(huán)境的影響對(duì)人體健康的威脅和影響,2. 生物入侵,2.1 概念2.2 生物入侵的途徑和方式2.3 生物入侵對(duì)生物多樣性的影響2.4 對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響2.5 防治對(duì)策,2.1 概念,本地種(Native species)指自然起源于一特定地域的物種，或指石器時(shí)代前，沒(méi)有人類干擾就到達(dá)某一地方的物種。外來(lái)種(Exo

3、tic species)指借助于外力作用而越過(guò)不可自然逾越的空間障礙，在原產(chǎn)地之外的新棲息地生長(zhǎng)繁殖并建立穩(wěn)定種群的物種。入侵種(Invasive species)指在新棲息地發(fā)生爆炸性的生長(zhǎng)并失去控制的外來(lái)種。引進(jìn)種(Introduced species)指人為有目的引進(jìn)栽培或釋放到野外自然生長(zhǎng)的生物種類。,生物入侵(Biological invasion)也稱為生態(tài)入侵，是指外來(lái)物種因?yàn)榕既坏臋C(jī)會(huì)進(jìn)入某一適宜其生存和繁殖

4、的地區(qū)，其種群數(shù)量不斷增加、分布區(qū)逐步擴(kuò)展的過(guò)程。生物入侵在世界各國(guó)時(shí)有發(fā)生。近10年間，新入侵我國(guó)的外來(lái)生物超過(guò)20種，并且平均每年新增1—2種。,牽牛Ipomoea nil,馬櫻丹Lantana camara,“黃花”開(kāi)處百花殺”一枝黃花的入侵已使上海市30多種本地物種消亡,一株就能形成20000多粒的種子，在隨風(fēng)傳播遇到合適的條件的時(shí)候，就會(huì)萌發(fā)將近10000株的小苗，此外根上盤(pán)根錯(cuò)節(jié)地長(zhǎng)出許多地下莖，

5、均能萌發(fā)成苗,紫莖澤蘭正在侵入山林,紅火蟻是一種雜食性害蟲(chóng)，其危害性非常大,原分布于南美洲巴拉那河流域的巴西、巴拉圭、阿根廷等國(guó)家，1930年以來(lái)，已傳入美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)。它能取食農(nóng)作物種子、幼芽、根系、嫩莖和果實(shí)，主要分布在農(nóng)田、果園、荒坡等地方，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定危害；捕食昆蟲(chóng)及蚯蚓等土棲生物，破壞生態(tài)平衡；筑巢破壞供電、電信、農(nóng)田設(shè)施和堤壩等；當(dāng)受到干擾時(shí)，會(huì)叮咬人、畜。,外來(lái)入侵種的特點(diǎn),外來(lái)物種在新的生態(tài)系統(tǒng)中，如果溫度、

6、濕度、海拔、土壤、營(yíng)養(yǎng)等環(huán)境條件適宜，就會(huì)自行繁衍。許多外來(lái)物種雖然可以形成自然種群，但多數(shù)種群數(shù)量都維持在較低水平，并不會(huì)造成危害。造成生物災(zāi)害的外來(lái)入侵種往往具有以下特點(diǎn)：1）生態(tài)適應(yīng)能力強(qiáng)；2）繁殖能力強(qiáng)；3）傳播能力強(qiáng)。,被入侵生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn),幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)或多或少都有外來(lái)物種的入侵，但其中一些生態(tài)系統(tǒng)更容易遭到入侵。和外來(lái)入侵種一樣，這些容易遭到入侵的生態(tài)系統(tǒng)也具有一些共同特點(diǎn)：1）具有足夠的可利用資源；2）缺乏自

7、然控制機(jī)制；3）人類進(jìn)入的頻率高。,容易遭受外來(lái)物種入侵的區(qū)域,1）重要的港口、口岸附近，鐵路、公路兩側(cè)。2）人為干擾嚴(yán)重的森林、草場(chǎng)。人類活動(dòng)可直接帶來(lái)外來(lái)種。3）物種多樣性較低、生境較為簡(jiǎn)單的島嶼、水域、牧場(chǎng)。4）受突發(fā)性的自然干擾，如火災(zāi)、洪水和干旱等破壞后的生態(tài)環(huán)境。5）溫暖濕潤(rùn)、氣候條件好的地區(qū)。如我國(guó)的南方地區(qū)，由于的地理和氣候條件，常常給外來(lái)入侵種的大爆發(fā)提供良好的條件。,2.2 生物入侵的途徑,外來(lái)種可通過(guò)多種

8、渠道進(jìn)行入侵，主要的途徑有：(1) 人為有意識(shí)的引進(jìn)(2) 隨輪船壓倉(cāng)水進(jìn)入(3) 人為無(wú)意識(shí)帶入(4) 貿(mào)易產(chǎn)品中夾雜植物種子或繁殖體(5) 植物種子或繁殖體借風(fēng)或動(dòng)物的力量實(shí)現(xiàn)自然擴(kuò)散,(1)人為有意識(shí)的引進(jìn)如水葫蘆，學(xué)名鳳眼蓮， 作為畜禽飼料引入我國(guó)，并曾作為觀賞和凈化水質(zhì)植物推廣種植，后逸為野生，分布廣泛，在河流、湖泊和水塘中，其無(wú)性繁殖速度極快，往往形成單優(yōu)群落。水葫蘆已經(jīng)瘋長(zhǎng)成令人頭痛的惡性雜草，不僅在江河成片

9、聚集堵塞河道，更成為了破壞江河生態(tài)平衡的罪魁禍?zhǔn)祝刽~(yú)類種數(shù)急劇減少。我國(guó)每年因水葫蘆造成的經(jīng)濟(jì)損失接近100億元。,珠江口,,恩平農(nóng)村,(2) 隨輪船壓倉(cāng)水進(jìn)入如我國(guó)沿岸海域的一些有害赤潮生物，如血紅裸甲藻和具尾鰭藻，這些毒藻在海洋生態(tài)環(huán)境中適應(yīng)性強(qiáng)、傳播快、分布廣，嚴(yán)重危害海洋漁業(yè)。 (3)人為無(wú)意識(shí)帶入如加拿大一枝黃花(Solidago canadensis)，適應(yīng)性極強(qiáng)，能夠在惡劣環(huán)境中瘋長(zhǎng)，排擠其它物種，目前已在上海地區(qū)

10、隨處可見(jiàn)，難以根除，造成嚴(yán)重的生態(tài)問(wèn)題。,(4) 貿(mào)易產(chǎn)品中夾雜植物種子或繁殖體如一年蓬和毒麥，已成為廣布的農(nóng)田有害雜草。 (5) 植物種子或繁殖體借風(fēng)或動(dòng)物的力量實(shí)現(xiàn)自然擴(kuò)散如飛機(jī)草和紫莖澤蘭，它們大約于20世紀(jì)50年代末從中緬、中越邊境傳入我國(guó),現(xiàn)已在西南各省廣泛分布。嚴(yán)重威脅西南地區(qū)的生物多樣性。,外來(lái)生物入侵（生態(tài)入侵）過(guò)程示意圖,,外來(lái)入侵種影響生態(tài)系統(tǒng)的機(jī)理及其帶來(lái)的生態(tài)學(xué)影響,1.競(jìng)爭(zhēng)、占據(jù)本地物種生態(tài)位，使本地種失

11、去生存空間。2.與當(dāng)?shù)胤N競(jìng)爭(zhēng)食物或直接殺死當(dāng)?shù)匚锓N，影響本地物種生存。3.分泌釋放化學(xué)物質(zhì)，抑制其它物種生長(zhǎng)。4.通過(guò)形成大面積單優(yōu)群落，降低物種多樣性，使依賴于當(dāng)?shù)匚锓N生存的其它物種難以生存。 5.過(guò)量利用本地土壤水分，不利于水土保持。 6.破壞景觀的自然性和完整性。 7.影響遺傳多樣性。,實(shí)例1：對(duì)物種多樣性的影響－大米草,20世紀(jì)60～80年代從英美等國(guó)引進(jìn)的旨在保護(hù)灘涂的大米草，近年來(lái)在沿海地區(qū)瘋狂擴(kuò)散，覆蓋面積越來(lái)

12、越大，已到了難以控制的局面。肆意蔓延破壞近海生物的棲息環(huán)境，威脅沿海養(yǎng)殖生物堵塞航道，影響航運(yùn)和海水的交換能力。,大米草Spartina anglica,實(shí)例2：對(duì)物種多樣性的影響－薇甘菊,1996年侵入我國(guó)廣東深圳內(nèi)伶仃島(面積約4700公頃)的薇甘菊，造成災(zāi)害性危害面積超過(guò)800公頃。目前已在廣東省境內(nèi)蔓延，并逐步向周邊地區(qū)擴(kuò)散。該種植物具有有性和無(wú)性兩種繁殖能力，攀上灌木或喬木后能迅速形成整株覆蓋之勢(shì)，使植物因光

13、合作用受到破壞而逐漸枯萎死亡。,實(shí)例3：云南大理洱海物種多樣性,云南大理洱海原產(chǎn)魚(yú)類17種，有意無(wú)意地引入13個(gè)外來(lái)種后，土著魚(yú)類已有5種陷入瀕危狀態(tài)。外來(lái)種與土著種爭(zhēng)食、爭(zhēng)產(chǎn)卵場(chǎng)所及吞食土著種魚(yú)卵等，破壞了原有生態(tài)平衡。再加上大量鳳眼蓮占據(jù)水面，使許多水生生物處于滅絕邊緣。20世紀(jì)60年代，滇池主要的水生植物有16種，水生動(dòng)物68種，但到了80年代，大部分水生植物相繼消亡，水生動(dòng)物也從68種下降到30種。,外來(lái)種入侵對(duì)景觀多樣性的

14、影響,外來(lái)物種入侵是嚴(yán)重的景觀干擾類型，其造成的生態(tài)影響是深遠(yuǎn)的，在較大程度上改變了原來(lái)的景觀面貌和景觀生態(tài)過(guò)程，破壞了原有景觀的自然性和完整性。如明朝末年引入的美洲產(chǎn)仙人掌在華南沿海地區(qū)和西南干熱河谷地段形成優(yōu)勢(shì)群落。除西北地區(qū)外，外來(lái)雜草已經(jīng)改變了道旁、宅旁、撂荒地及裸地的原有景觀。,2.4 外來(lái)種入侵對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響,2.4.1 對(duì)社會(huì)的影響 外來(lái)入侵物種通過(guò)改變所侵入的自然生態(tài)系統(tǒng)、降低物種多樣性而對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、文化甚至人

15、們的健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。由于飛機(jī)草、紫莖澤蘭等外來(lái)入侵植物不斷競(jìng)爭(zhēng)、取代本地植物資源，正在無(wú)聲地削弱民族文化的根基。,鳳眼蓮大面積覆蓋水體，影響居民和牲畜用水，給蚊蠅等衛(wèi)生害蟲(chóng)提供了生存環(huán)境；豚草和三裂葉豚草分別于20世紀(jì)30年代和50年代傳入我國(guó)東南沿海，迅速擴(kuò)散蔓延。豚草所產(chǎn)生的花粉是引起人類花粉過(guò)敏癥的主要病原物，可導(dǎo)致“枯草熱”癥。一些外來(lái)動(dòng)物如福壽螺等是人畜共患的寄生蟲(chóng)病的中間宿主，麝鼠可傳播野兔熱，極易給周?chē)用駧?lái)健康

16、問(wèn)題。,外來(lái)種入侵對(duì)人們健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害,2.4.2　對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響,外來(lái)入侵動(dòng)植物對(duì)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)、園藝等可帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)危害。20世紀(jì)50年代被作為豬飼料引入的空心蓮子草，現(xiàn)已成為惡性雜草，危害許多作物。紫莖澤蘭含有的毒素易引起馬匹的氣喘病，僅1979年在云南省的52個(gè)縣179個(gè)鄉(xiāng)，發(fā)病馬5015匹，死亡3486匹，甚至造成“無(wú)馬縣”，牛羊也因缺可食飼料，數(shù)量銳減。,經(jīng)濟(jì)損失,美國(guó)每年因外來(lái)物種入侵造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)15

17、00億美元，印度損失1300億美元，南非為800億美元。我國(guó)所有的省、自治區(qū)和直轄市都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)入侵種，低海拔地區(qū)及熱帶島嶼生態(tài)系統(tǒng)則尤為嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)有外來(lái)雜草107種，主要外來(lái)害蟲(chóng)32種，主要外來(lái)病原菌23種。對(duì)11種新近傳入的農(nóng)林業(yè)病蟲(chóng)草害造成的經(jīng)濟(jì)損失估計(jì)平均每年高達(dá)574億元。,2.4　外來(lái)種入侵對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響,全國(guó)許多省市每年都要打撈水葫蘆，總打撈費(fèi)用超過(guò)1億元，而水葫蘆帶來(lái)的農(nóng)業(yè)灌溉、糧食運(yùn)輸、水產(chǎn)養(yǎng)殖

18、、旅游等方面的經(jīng)濟(jì)損失更大。美洲斑潛蠅最早于1993年在海南發(fā)現(xiàn)，對(duì)蔬菜瓜果類危害嚴(yán)重，目前，我國(guó)每年防治斑潛蠅的成本高達(dá)4億元。被稱為“松樹(shù)癌癥”的松材線蟲(chóng)病在十年間，疫區(qū)已擴(kuò)至六省，發(fā)生面積超過(guò)6.67萬(wàn)公頃，對(duì)黃山、張家界等風(fēng)景名勝區(qū)構(gòu)成了巨大威脅。,20世紀(jì)30年代末隨日本赤松和黑松苗木傳入我國(guó)的日本松干蚧，現(xiàn)每年發(fā)生面積約在11萬(wàn)公頃，經(jīng)濟(jì)損失巨大。1998年水稻象甲在我國(guó)河北省唐海縣爆發(fā)成災(zāi)，發(fā)生面積達(dá)33萬(wàn)公頃，使水

19、稻嚴(yán)重減產(chǎn)?？梢?jiàn)，外來(lái)物種成功入侵后，一般會(huì)造成大面積的爆發(fā)和流行，要徹底根除極為困難，防治費(fèi)用昂貴。,我國(guó)外來(lái)入侵物種相關(guān)的經(jīng)濟(jì)損失和防止費(fèi)用,2.4　外來(lái)種入侵對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響,2.4.3 對(duì)生態(tài)安全的影響生態(tài)安全是指一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是否受到破壞，其生態(tài)功能是否受到損害。外來(lái)種入侵被也稱生物污染，它極大地威脅著生物多樣性，造成本土物種數(shù)量減少乃至滅絕，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)缺損，組分改變。外來(lái)種改變著土著種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)的

20、結(jié)構(gòu)和功能，生態(tài)系統(tǒng)水平的改變會(huì)改變水、礦物質(zhì)和能量循環(huán)。,2.5 防治外來(lái)種入侵，保障國(guó)家生態(tài)安全,“簽約國(guó)應(yīng)阻止引入對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、棲境、物種、人類健康帶來(lái)威脅的外來(lái)物種（包括活體遺傳改良和修飾生物），建立和維護(hù)有效的方法與技術(shù)控制及根除已入侵的外來(lái)有害物種”----《生物多樣性公約》及卡塔赫拉協(xié)議,國(guó)際上對(duì)外來(lái)有害生物的問(wèn)題極為重視,1997年，環(huán)境問(wèn)題科技委員會(huì)基于《生物多樣性公約》的有關(guān)內(nèi)容，特別是針對(duì)外來(lái)有害生物物種對(duì)

21、環(huán)境、生物多樣性、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)造成的嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失和危害，建立了全球入侵生物計(jì)劃。世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)提出了制定外來(lái)入侵生物管理法規(guī)與準(zhǔn)則的指南。南太平洋區(qū)環(huán)境計(jì)劃(SPREP)針對(duì)太平洋地區(qū)的外來(lái)生物進(jìn)行了現(xiàn)狀評(píng)估與策略,2000年中國(guó)國(guó)務(wù)院發(fā)布的《全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要》明確提出了“維護(hù)國(guó)家生態(tài)環(huán)境安全”的目標(biāo)，使國(guó)家生存和發(fā)展所需的生態(tài)環(huán)境處于不受或少受破壞與威脅的狀態(tài)。保障國(guó)家生態(tài)安全。因此，發(fā)展對(duì)外來(lái)有害生物物種的預(yù)防

22、與控制能力，不僅是履行對(duì)國(guó)際公約的承諾,更重要的是外來(lái)生物涉及到國(guó)家生態(tài)安全。,(1) 加快對(duì)已入侵生物的綜合治理,對(duì)已入侵的有害生物，要摸清情況，迅速建立外來(lái)入侵生物信息庫(kù)等，并長(zhǎng)期維護(hù)，以指導(dǎo)有關(guān)部門(mén)的工作。對(duì)已造成較大生態(tài)和經(jīng)濟(jì)損失的有害生物，要加大投資和治理力度，在人工去除、化學(xué)防治等傳統(tǒng)方法基礎(chǔ)上，進(jìn)行深層次的控制技術(shù)研究。,(2) 致力于防治外來(lái)生物的國(guó)家能力建設(shè),根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，建立健全有關(guān)防治和管理有害外來(lái)物種的國(guó)家政

23、策法規(guī)，完善已有的《動(dòng)植物檢疫法》，努力提高我國(guó)對(duì)外來(lái)入侵生物的監(jiān)管、阻擊、預(yù)警能力、快速反應(yīng)和信息處理能力。,2006年3月，中國(guó)國(guó)家環(huán)保總局公布了首批入侵中國(guó)的外來(lái)物種名單。同時(shí)，中國(guó)國(guó)家林業(yè)局也成立了“國(guó)家林業(yè)局防止外來(lái)林業(yè)有害生物入侵管理辦公室”。中國(guó)國(guó)家環(huán)保總局此次共公布了16種外來(lái)入侵物種，分別為紫莖澤蘭、薇甘菊、空心蓮子草、豚草、毒麥、互花米草、飛機(jī)草、鳳眼蓮（水葫蘆）、假高粱、蔗扁蛾、濕地松粉蚧、強(qiáng)大小蠹dù

24、 、美國(guó)白蛾、非洲大蝸牛、福壽螺、牛蛙。,紫莖澤蘭,薇甘菊,空心蓮子草,豚草,毒麥,互花米草,飛機(jī)草,鳳眼蓮,假高粱,濕地松粉蚧,強(qiáng)大小蠹,非洲大蝸牛,福壽螺,牛蛙,美國(guó)白蛾,(3) 致力于防治外來(lái)生物的研究能力建設(shè)完善預(yù)防和阻止有害生物入侵檢測(cè)技術(shù)發(fā)展外來(lái)入侵生物初始種群的野外監(jiān)測(cè)技術(shù)和大面積蔓延的監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展消滅或控制外來(lái)有害生物的技術(shù)和方法：引進(jìn)或發(fā)現(xiàn)天敵（動(dòng)植微全方位）改變環(huán)境切斷傳播,發(fā)展外來(lái)生物的環(huán)境影響與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)

25、估研究加強(qiáng)對(duì)特定種在特定地區(qū)的生態(tài)代價(jià)與經(jīng)濟(jì)代價(jià)的預(yù)測(cè)模式研究加強(qiáng)被入侵生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)研究加強(qiáng)對(duì)人為有意識(shí)引進(jìn)種的隔離試驗(yàn)研究,(4) 加強(qiáng)宣傳教育工作,通過(guò)各種媒體和渠道普及對(duì)公眾的宣傳教育，讓每個(gè)公民都能認(rèn)識(shí)到外來(lái)生物入侵的嚴(yán)重危害，提高公眾對(duì)外來(lái)入侵生物的鑒別能力，從而自覺(jué)地加以抵制，共同維護(hù)我國(guó)的生態(tài)安全。,3. 現(xiàn)代生物技術(shù)與生物安全,所謂的生物技術(shù)或者生物工程，是一門(mén)以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，用先進(jìn)的科學(xué)原理和工程技術(shù)手段來(lái)加

26、工生物材料，為人類生產(chǎn)出所需要的產(chǎn)品或達(dá)到某種目的（如防治疾病、保護(hù)環(huán)境等）的綜合性的新學(xué)科。,3.1 生物技術(shù)的概念,轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展趨勢(shì),1983年世界上第一個(gè)轉(zhuǎn)基因植物培育成功。據(jù)國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用服務(wù)中心統(tǒng)計(jì)，到2003年，全球種植轉(zhuǎn)基因作物面積連續(xù)七年保持了10%以上的增長(zhǎng)率。1996年至2002年，增長(zhǎng)了35倍，是生物技術(shù)成果采用率最高的。,美國(guó)是轉(zhuǎn)基因作物種植比較多的國(guó)家。據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)，美國(guó)2009年轉(zhuǎn)基因

27、玉米種植面積為85%，轉(zhuǎn)基因大豆種植面積為91%，轉(zhuǎn)基因棉花為88%。美國(guó)孟山都公司是全球最大的化工公司之一，也是全球90%轉(zhuǎn)基因作物的種子技術(shù)的提供者。,3.2 轉(zhuǎn)基因生物的生態(tài)后果,3.2.1. 基因工程的概念所謂基因工程，是指人們利用分子生物學(xué)技術(shù)手段，操縱、改造和重建細(xì)胞的基因組，從而使生物體的遺性狀發(fā)生定向變異?；蜣D(zhuǎn)移：借助基因工程技術(shù)將確定的外源基因通過(guò)生殖細(xì)胞或早期胚胎導(dǎo)入生物體的染色體上。含有轉(zhuǎn)基因的生物物

28、稱為轉(zhuǎn)基因生物。,BT玉米的開(kāi)發(fā),蘇云氏桿菌 產(chǎn)生毒害劑的基因 除害劑基因與質(zhì)粒結(jié)合,BT 玉米 含轉(zhuǎn)基因的幼苗 植物細(xì)胞與重組基因 重組基因在細(xì)菌中

29、 細(xì)菌共同培養(yǎng) 培養(yǎng)擴(kuò)增細(xì)菌,基因重組,9.2 轉(zhuǎn)基因食品的種類,9.2.1 植物性轉(zhuǎn)基因食品 目前全球種植的轉(zhuǎn)基因作物可分為以下三類 ：1、抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物：2000 年全球種植抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的面積達(dá)到3，270萬(wàn)公頃，占總轉(zhuǎn)基因植種植面積的72%，其中主要為抗

30、除草劑大豆。舉例：Roundup Ready soybean (RR大豆)，耐美國(guó)孟山都公司Roundup除草劑。,2、抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因作物：2000年全球種植抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因作物的面積達(dá)到830萬(wàn)公頃，占總轉(zhuǎn)基因植物種植面積的19%，其中以抗蟲(chóng)玉米為主?！?舉例：BT玉米，抵抗三種毒素：Cry1Ab、 Cry1Ac、Cry9c。3、其他轉(zhuǎn)基因作物：改善產(chǎn)品的品質(zhì)；增強(qiáng)抵抗病毒病、真菌病及細(xì)菌病的能力。,9.2.2 動(dòng)物性轉(zhuǎn)基因食品 比如

31、，牛體內(nèi)轉(zhuǎn)入了人的基因，牛長(zhǎng)大后產(chǎn)生的牛乳中含有基因藥物，提取后可用于人類病癥的治療。在豬的基因組中轉(zhuǎn)入人的生長(zhǎng)素基因，豬的生長(zhǎng)速度增加了一倍，豬肉質(zhì)量大大提高，現(xiàn)在這樣的豬肉已在澳大利亞被請(qǐng)上了餐桌。,9.2.3 轉(zhuǎn)基因微生物食品 微生物是轉(zhuǎn)基因最常用的轉(zhuǎn)化材料，所以，轉(zhuǎn)基因微生物比較容易培育，應(yīng)用也最廣泛。例如，生產(chǎn)奶酪的凝乳酶，以往只能從殺死的小牛的胃中才能取出，現(xiàn)在利用轉(zhuǎn)基因微生物已能夠使凝乳酶在體外大量產(chǎn)生，避免了小牛的

32、無(wú)辜死亡，也降低了生產(chǎn)成本。,9.2.4 轉(zhuǎn)基因特殊食品 科學(xué)家利用生物遺傳工程，將普通的蔬菜、水果、糧食等農(nóng)作物，變成能預(yù)防疾病的神奇的“疫苗食品”?？茖W(xué)家培育出了一種能預(yù)防霍亂的苜蓿植物。用這種苜蓿來(lái)喂小白鼠，能使小白鼠的抗病能力大大增強(qiáng)。而且這種霍亂抗原，能經(jīng)受胃酸的腐蝕而不被破壞，并能激發(fā)人體對(duì)霍亂的免疫能力。于是，越來(lái)越多的抗病基因正在被轉(zhuǎn)入植物，使人們?cè)谄穱L鮮果美味的同時(shí)，達(dá)到防病的目的。,,轉(zhuǎn)基因棉花,中國(guó)的轉(zhuǎn)基因羊,

33、日本研發(fā)的轉(zhuǎn)基因大豆,各種各樣的轉(zhuǎn)基因水果,浙江省種植的轉(zhuǎn)基因油菜,3.2.2. 轉(zhuǎn)基因作物安全性需考慮的問(wèn)題,一、轉(zhuǎn)基因作物的食品安全性轉(zhuǎn)基因食品中的新成分是否有毒？轉(zhuǎn)基因食品中新成分是否會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)？ 轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否破壞了原來(lái)食物的有益成分？轉(zhuǎn)基因食品可能降低牲畜及人類的免疫能力的風(fēng)險(xiǎn)？轉(zhuǎn)基因食品是否會(huì)促使細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性？,二、環(huán)境釋放的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),1）轉(zhuǎn)基因作物作為“外來(lái)種”是否帶來(lái)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn) 2）轉(zhuǎn)基因成分在環(huán)境中的殘

34、留及可能造成的基因污染3）轉(zhuǎn)基因成分對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響 4）轉(zhuǎn)基因作物可能演變成農(nóng)田雜草或?qū)⒒騻鬟f到其他雜草的風(fēng)險(xiǎn) 5）轉(zhuǎn)基因作物可能產(chǎn)生新的病毒或超級(jí)病毒的風(fēng)險(xiǎn) 6）轉(zhuǎn)基因技術(shù)造成生物多樣性下降的風(fēng)險(xiǎn)7）轉(zhuǎn)基因作物對(duì)非目標(biāo)生物造成危害的風(fēng)險(xiǎn),3.3 對(duì)轉(zhuǎn)基因食品安全性的爭(zhēng)論,1）轉(zhuǎn)基因違反自然，因而是有害的2）植物里引入了具有抗除草劑或毒殺害蟲(chóng)功能的基因后，它們所提供的食物對(duì)人體是否安全？3）過(guò)于勿忙地推廣轉(zhuǎn)基因植

35、物是否可能影響農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境？4）轉(zhuǎn)基因技術(shù)有可能造成生物污染5）有特殊功能的基因“流竄”到相近的野生植物品系中去，使之具有抗除草劑的能力而難以控制；或者使害蟲(chóng)體內(nèi)產(chǎn)生抵御殺蟲(chóng)劑的抗體6）有些小生物吃了具殺蟲(chóng)功能的轉(zhuǎn)基因植物可能滅絕,3.4 轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)的困惑,1）轉(zhuǎn)基因作物可種植嗎？轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的優(yōu)勢(shì)：能抗干旱，適應(yīng)不同的土質(zhì)，不受瘟疫感染，防止病蟲(chóng)害，而且產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值都得到提高。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物存在的問(wèn)題：轉(zhuǎn)基因作物演內(nèi)成雜

36、草的可能性；基因漂流到近緣野生種的可能；對(duì)自然生物類群的影響。再有，回民不吃豬肉，如果轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品中含有豬的基因，這將引發(fā)一些復(fù)雜的文化、宗教信仰或生活理念等的沖突。,2）轉(zhuǎn)基因食品安全嗎？,美國(guó)康奈爾大學(xué)副教授約翰·羅西的一篇論文，稱蝴蝶幼蟲(chóng)啃食花粉含有毒素的抗蟲(chóng)害轉(zhuǎn)基因“Bt玉米”的菜葉后發(fā)育不良，導(dǎo)致死亡率特別高。從而使人們擔(dān)心轉(zhuǎn)基因食品是否會(huì)傷害人體免疫系統(tǒng)。曾有科學(xué)家把轉(zhuǎn)基因玉米和傳統(tǒng)玉米放在一起，結(jié)果，老鼠把傳統(tǒng)

37、玉米吃光了，轉(zhuǎn)基因玉米一點(diǎn)沒(méi)動(dòng)！,加拿大有一種轉(zhuǎn)基因作物，是耐除草劑的油菜。這種油菜才種植幾年，當(dāng)?shù)鼐桶l(fā)現(xiàn)了無(wú)人種植的抗多種除草劑的油菜，有人稱之為“超級(jí)雜草” 。有科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室用加轉(zhuǎn)基因玉米花粉的一種雜草—馬利筋的葉片來(lái)喂養(yǎng)大斑蝶幼蟲(chóng)，與傳統(tǒng)食物喂養(yǎng)對(duì)照，發(fā)現(xiàn)大斑蝶死亡率增高，或者生長(zhǎng)緩慢。,墨西哥玉米問(wèn)題,事實(shí)說(shuō)明，在轉(zhuǎn)基因食品上，基因飄移經(jīng)常發(fā)生，特別是在同一物種、不同品種之間。玉米起源于墨西哥。為了避免轉(zhuǎn)基因污染影響整個(gè)玉

38、米的遺傳多樣性，墨西哥政府曾經(jīng)規(guī)定，不種轉(zhuǎn)基因玉米。后來(lái)由于種種原因，美國(guó)轉(zhuǎn)基因玉米到了墨西哥?？赡軐?dǎo)致了玉米的基因污染。美國(guó)科學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表了基因污染的分子證據(jù)，此后，2002年，墨西哥環(huán)境部門(mén)公布了一份報(bào)告，確認(rèn)了基因污染的事實(shí)，其中，有些地區(qū)玉米的基因污染比例達(dá)到了35%。,轉(zhuǎn)基因魚(yú),農(nóng)業(yè)部門(mén)的官員：轉(zhuǎn)基因魚(yú)的商品化生產(chǎn)到現(xiàn)在還沒(méi)被批準(zhǔn)，因?yàn)榭赡艽嬖诎踩珕?wèn)題。這是有道理的。因?yàn)椋D(zhuǎn)基因魚(yú)即使被封閉在小池塘里，一旦遇到

39、洪水沖擊，轉(zhuǎn)基因魚(yú)流失，也有可能污染其他的魚(yú)。,3）轉(zhuǎn)基因作物影響生態(tài)嗎,討論的焦點(diǎn)：轉(zhuǎn)基因作物與傳統(tǒng)作物間的關(guān)系；要不要及如何保護(hù)原始物種；轉(zhuǎn)基因作物是否會(huì)促使某些原始動(dòng)植物的滅絕？由此涉及到對(duì)生物多樣性的保護(hù)問(wèn)題。某些以生產(chǎn)化學(xué)物質(zhì)為目的的轉(zhuǎn)基因作物，在生長(zhǎng)時(shí)可將毒素由根部滲入周?chē)寥溃⑶议L(zhǎng)時(shí)間保持很強(qiáng)的活性，仍能殺蟲(chóng)，這樣就可能毒死種植區(qū)的各種動(dòng)物、昆蟲(chóng)等?？赡艹霈F(xiàn)“基因污染”嗎？,觀點(diǎn)：轉(zhuǎn)基因食品與傳統(tǒng)食品“實(shí)質(zhì)等同”，是

40、安全的,任何食品都不存在絕對(duì)的安全性。國(guó)際上目前廣泛采用“實(shí)質(zhì)等同”原則，即以轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品比較的相對(duì)安全性，作為評(píng)價(jià)依據(jù)，只要轉(zhuǎn)基因食品與傳統(tǒng)食品“實(shí)質(zhì)等同”，就是安全的。轉(zhuǎn)基因食品會(huì)改變?nèi)祟愡z傳？食物由細(xì)胞組成，細(xì)胞包含基因，每一口食物中都有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的基因，但從未見(jiàn)過(guò)食物中的基因改變?nèi)祟愋誀?、影響人類遺傳的事情，否則，人類早已“面目全非”。,日本：禁止進(jìn)口美國(guó)轉(zhuǎn)基因大米印度：停止轉(zhuǎn)基因茄子商業(yè)化俄羅斯：反基因?qū)＜耶?dāng)官

41、2006年年末，世界聞名的反食用轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品專家、俄羅斯生物學(xué)家伊麗娜·葉爾馬科娃走馬上任，當(dāng)選為俄羅斯國(guó)家基因安全研究會(huì)副主席。2005年，伊麗娜·葉爾馬科娃博士著手研究小白鼠在食用轉(zhuǎn)基因食品后的健康狀況，發(fā)現(xiàn)基因食品影響了小白鼠以及它們后代的健康。這一研究結(jié)果為轉(zhuǎn)基因食品可能會(huì)對(duì)活體動(dòng)物產(chǎn)生一定負(fù)面影響提供了有力的證據(jù)。,例：轉(zhuǎn)基因玉米作飼料飼養(yǎng)的肉仔雞肉沒(méi)有基因問(wèn)題,2002年11月9日，日本研究人員用含有7

42、0％轉(zhuǎn)基因玉米的飼料喂養(yǎng)了130只雛雞，并檢測(cè)了其中16只的肉和血樣。根據(jù)報(bào)道，飼喂20天后，樣品中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與轉(zhuǎn)基因玉米相關(guān)的基因和蛋白質(zhì)的存在。,一、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物的危害與風(fēng)險(xiǎn)的報(bào)告：,2004年7月28日，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院完成了特別專題研究并發(fā)布研究報(bào)告，指明：轉(zhuǎn)基因食品可導(dǎo)致難以預(yù)見(jiàn)的主基因（Host DNA）破壞，而用現(xiàn)有的審核和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，美國(guó)各政府機(jī)構(gòu)不能發(fā)現(xiàn)這些破壞。美國(guó)國(guó)家科學(xué)院列舉了審核轉(zhuǎn)基因食品產(chǎn)品的時(shí)候

43、所沒(méi)發(fā)現(xiàn)的異常：- 食用了轉(zhuǎn)基因玉米等轉(zhuǎn)基因食物的老鼠，出現(xiàn)血細(xì)胞和肝臟細(xì)胞異常、肝臟比沒(méi)食用的更重；- 食用了轉(zhuǎn)基因玉米的豬，在美國(guó)中西部農(nóng)場(chǎng)出現(xiàn)假孕或不育；,食用了轉(zhuǎn)基因玉米飼料的母牛，在德國(guó)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)非正常死亡；- 使用轉(zhuǎn)基因飼料的雞的死亡率比使用自然飼料的死亡率高出兩倍；- 英國(guó)市場(chǎng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)基因大豆食品后，居民的過(guò)敏癥上升了50%，巴西出現(xiàn)同樣狀況；- 被長(zhǎng)期認(rèn)為“安全”的轉(zhuǎn)基因玉米，其效果并非如推廣者說(shuō)的那么理想，例如，

44、菲律賓食用者出現(xiàn)了皮膚、小腸和呼吸系統(tǒng)的異常反應(yīng)；,3.5. 轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)的對(duì)策,一、正確使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)于農(nóng)產(chǎn)品。包括：1）側(cè)重應(yīng)用基礎(chǔ)研究；2）發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)時(shí)，須確保轉(zhuǎn)入的外源基因或基因產(chǎn)物對(duì)人畜無(wú)害；3）不以盈利為目的，重視社會(huì)綜合效益；4）謹(jǐn)慎對(duì)待轉(zhuǎn)基因作物的研究。,二、加強(qiáng)政策的引導(dǎo)與立法：1）在政策制定方面，要制定政策框架、具備管理與評(píng)估措施、政府應(yīng)加強(qiáng)正確引導(dǎo)。2）加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的立法三、提倡科技共同體的倫

45、理責(zé)任　四、確保媒體宣傳與監(jiān)督的力度,3.6 轉(zhuǎn)基因生物安全的措施,1）加強(qiáng)生物多樣性與外來(lái)入侵物種管理，著重于國(guó)家能力、研究能力、監(jiān)測(cè)與管理能力的建設(shè)2）提高公眾的生物多樣性保護(hù)意識(shí)，制訂政策，以減少外來(lái)侵入物種威脅。3）對(duì)各類轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品逐個(gè)進(jìn)行安全檢測(cè)4）相關(guān)部門(mén)應(yīng)對(duì)潛在威脅積極進(jìn)行科學(xué)評(píng)估5）支持和推動(dòng)轉(zhuǎn)基因生物安全問(wèn)題的研究,世界食品生產(chǎn)商的態(tài)度,許多食品生產(chǎn)商承諾不使用轉(zhuǎn)基因原料,我國(guó)轉(zhuǎn)基因作物的概況：,◆ 我國(guó)是最

46、早開(kāi)展轉(zhuǎn)基因作物研究的國(guó)家之一。 ◆ 正在進(jìn)行中間實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)基因作物48種，涉及作 物11種，其中水稻、小麥、玉米、西紅柿、白 菜、甜瓜、香木瓜、花生和廣藿香等為轉(zhuǎn)基因 食品植物 ◆ 正在進(jìn)行環(huán)境釋放試驗(yàn)的轉(zhuǎn)基因作物49種，其 中水稻、玉米、大豆、馬鈴薯、西紅柿、甜椒 和線辣椒為轉(zhuǎn)基因食品植物,目前我國(guó)正式批準(zhǔn)投入商業(yè)種植的轉(zhuǎn)基因作物只有兩種：一是具有自主知識(shí)

47、產(chǎn)權(quán)的抗蟲(chóng)棉，另一個(gè)是延遲成熟的番茄，其中抗蟲(chóng)棉的種植面積2003年已累計(jì)達(dá)到4000萬(wàn)畝，而番茄則還處于小范圍種植階段，僅10000畝。進(jìn)口的轉(zhuǎn)基因食品局限在大豆、玉米、油菜等領(lǐng)域。我國(guó)進(jìn)口的大豆中，70%是轉(zhuǎn)基因大豆，在我國(guó)市場(chǎng)上70%的含有大豆成分的食物中都有轉(zhuǎn)基因成分，像大豆油、色拉油、磷脂、醬油、膨化食品等等。,Science 2005年306期關(guān)于中國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻的報(bào)道,Science 2005年306期報(bào)道,參加了2002

48、年和2003年兩種轉(zhuǎn)基因水稻的預(yù)備性大田試驗(yàn)的中國(guó)農(nóng)民說(shuō)，轉(zhuǎn)基因水稻的抗害蟲(chóng)能力使他們的農(nóng)藥使用降低了80%，這些農(nóng)民還說(shuō)，與農(nóng)藥有關(guān)的疾病也減少了，提高了他們的健康水平，同時(shí)作物的產(chǎn)量還提高了6%到9%。轉(zhuǎn)基因水稻株Ⅱ優(yōu)明86能抵抗稻螟，另一株轉(zhuǎn)基因水稻汕優(yōu)63能同時(shí)抵抗稻螟和稻縱卷葉螟。文章作者寫(xiě)道，如果中國(guó)決定邁出這一步，其行動(dòng)將可能影響世界其他地方轉(zhuǎn)基因食物作物商業(yè)化的決定。,湖北等地轉(zhuǎn)基因水稻形成規(guī)模種植 農(nóng)民自己拒吃!,