植物转基因技术及其利弊综述
- 格式:doc
- 大小:24.50 KB
- 文档页数:3
转基因作物的利弊与现状分析转基因作物是现代农业中一个备受争议的话题。
随着科技的发展,转基因技术逐渐渗透到农业领域,带来了一系列的变革。
一、转基因作物的利提高作物产量在全球人口不断增长的背景下,对粮食的需求也日益增加。
转基因作物能够通过基因改造,增强作物对病虫害的抵抗能力。
例如,一些转基因玉米品种被植入了能够抵抗玉米螟虫的基因。
玉米螟虫是玉米生长过程中的主要害虫之一,传统的防治方法可能需要大量使用农药,这不仅成本高,还可能对环境造成污染。
而转基因玉米自身就具有抵抗螟虫的能力,减少了虫害对玉米产量的影响,从而提高了玉米的产量。
转基因作物还可以增强对恶劣环境的适应能力。
比如,在干旱地区,科学家可以通过转基因技术将一些耐旱植物的基因导入到农作物中,使农作物能够在缺水的环境下更好地生长。
这样可以扩大农作物的种植范围,利用那些原本不适宜种植传统作物的土地,进而增加全球的粮食总产量。
改善作物品质转基因技术可以改善作物的营养成分。
以黄金大米为例,它是一种转基因大米,通过将特定的基因导入水稻中,使其能够合成β-胡萝卜素。
β-胡萝卜素在人体内可以转化为维生素A。
在一些发展中国家,维生素A缺乏是一个严重的健康问题,导致许多儿童失明等健康问题。
黄金大米的出现为解决这一问题提供了一种潜在的途径,通过食用这种富含β-胡萝卜素的大米,可以补充人体所需的维生素A,改善人们的营养状况。
转基因作物还可以改变作物的口感、储存期等品质特性。
有些转基因水果经过基因改造后,口感更加鲜美,而且储存期更长。
这有利于减少农产品在储存和运输过程中的损失,提高农产品的市场竞争力。
减少农业对环境的影响由于转基因作物具有抗虫、抗病等特性,减少了农药的使用量。
大量使用农药会导致土壤、水体污染,还会对非靶标生物造成危害。
例如,农药的滥用会杀死蜜蜂等有益昆虫,影响生态平衡。
而转基因作物的种植,使得农民不需要频繁地喷洒农药,从而降低了农药对环境的污染风险。
一些转基因作物对肥料的利用效率更高。
转基因技术利与弊一、全球转基因作物种植总体状况近年来,转基因作物种植在全球范围内得到快速发展。
据ISAAA统计,无论从种植面积、种植区域、种植国家或增长速度上,转基因作物的种植相比1996年都有很大的提高。
从增长速度上看,从1996年至2003年,转基因作物全球种植面积连续7年保持超过两位数的增长率。
2003年,18个国家的700万农场主种植了6770万公顷(相当于16700万英亩)的转基因作物。
相比2002年,2003年的种植面积增长了15%,相当于增加了900万公顷或2200万英亩。
从种植面积上看,1996年至2003年的8年间,转基因作物的全球种植面积增加了40倍,从1996年的170万公顷增加到了2003年的6770万公顷;其中,发展中国家的种植面积所占比例有所提高。
在2003年6770万公顷转基因作物的全球种植面积里,发展中国家几乎占三分之一,且其发展势头持续走强。
从种植的区域来看,2002年至2003年转基因作物的绝对增长率,在发展中国家和发达工业国家几乎一样,但发展方式却有差异,经济欠发达国家的发展中国家种植转基因作物的增长率(28%)是经济发达国家(11%)的二倍多。
从种植的国家来看,种植转基因作物的国家持续增加。
1996年6个,1998年9个,2001年13个,到2003年就增加到18个。
从主要种植转基因作物的国家来看,2003年转基因作物的主要种植国家从2002年的4个增加到了6个,种植面积占了全球转基因作物的99%。
其中,美国种植了4280万公顷,其次为阿根廷1390万公顷,加拿大440万公顷,巴西300万公顷,中国280万公顷,南非40万公顷。
二、转基因可能会带来的有利方面到2100年世界人口将翻一番,达到130亿,而从1996年起到2025年的30年间,世界上粮食需求将增长一倍。
我国的粮食问题更为严重,我国用占世界7%的耕地养活了13亿人口,而到2030年我国人口将达到16亿,届时供需差距会更巨大。
转基因技术的优缺点分析转基因技术是近年来科技领域中备受关注的话题,它通过改变生物基因的方式来实现特定目的。
尽管存在着广泛讨论的争议,但不可否认的是,转基因技术在农业、医药等领域中带来了诸多的优点和好处。
在这篇文章中,我将对转基因技术的优缺点展开一番分析,以期更好地认识这一领域。
一、优点1. 提高农作物产量和品质转基因技术通过向植物中加入有益的基因,如耐旱、耐虫等基因,可以使农作物的产量和品质得到提高。
这种技术能够使植物更加耐受环境变化,不易遭受病虫害的侵害,从而增加农作物的产量和质量。
2. 保护环境传统的农业生产方式常用化肥农药等化学物质,它们会对环境和生态产生不良影响,而转基因作物中有些基因可以减少农药和化肥的使用量,从而降低农业对环境的污染。
3. 帮助人类更好地应对全球的饥荒问题全球饥饿问题一直是国际社会关注的热点问题。
转基因技术的出现为缓解饥荒问题提供了新的途径。
通过向作物中加入高产量、抗病虫害等基因,可以使作物产量大幅提高,满足人类粮食需求。
二、缺点1. 可能对人体造成潜在的危害虽然经过各种测试和试验,应用转基因技术的食品没有发现对人体的明显危害,但是无法排除潜在的危险性。
研究表明,转基因食品可能会影响人体免疫力和生殖力等方面的健康问题。
2. 基因污染的风险转基因植物和传统植物的交叉影响可能会导致基因污染。
如果转基因植物沾染到传统植物上,有可能导致传统植物的品质发生变异,从而对生态系统产生影响。
3. 单一化风险大规模种植同一种转基因作物会让农作物生产的过程过于单一化,一旦出现问题会造成生产的大面积失败。
因此,需要采取科学化、多样化的种植方式,来保证种植过程的可持续性。
综上所述,转基因技术在农业、医药等领域中具有较大的优势和潜力。
面对目前的转基因技术,我们需要更多地了解它的科学特性,从而更加准确地做出判断。
同时,政府和科研机构应该在科学安全和生态保护的前提下,充分考虑社会利益和民众安全,加强监管,确保转基因技术的安全原则得到贯彻。
转基因植物的利与弊转基因技术是一种通过基因工程手段将外源基因导入植物细胞中,使植物获得特定性状的技术。
转基因植物在农业生产中得到了广泛应用,但同时也引发了一些争议。
本文将就转基因植物的利与弊展开讨论。
一、转基因植物的利1. 提高产量转基因植物可以通过导入抗虫、抗病基因,提高作物的抗性,减少病虫害对作物的危害,从而提高产量。
例如,转基因水稻可以抗旱、抗病、抗虫,有效提高了水稻的产量。
2. 改善品质通过转基因技术,可以调整作物的品质,使其更加符合市场需求。
比如,转基因玉米可以增加其营养价值,提高其蛋白质含量,使其更加适合人们的饮食需求。
3. 节约资源转基因植物可以提高作物的抗逆性,减少对农药和化肥的需求,从而节约资源,降低生产成本。
这对于农民来说是一种经济效益。
4. 促进农业可持续发展转基因植物可以提高作物的产量和抗性,有助于解决粮食安全问题,促进农业的可持续发展。
在人口不断增长的今天,转基因技术为粮食生产提供了新的途径。
二、转基因植物的弊1. 生态风险转基因植物可能对生态环境造成影响,例如转基因作物的抗性基因可能会传播到野生植物中,导致野生植物的基因结构发生变化,影响生态平衡。
2. 食品安全问题转基因植物可能对人体健康造成潜在风险,例如转基因作物中可能存在未知的毒素或过敏原,长期食用可能对人体健康产生不良影响。
3. 市场垄断转基因技术由少数跨国公司掌握,可能导致市场垄断,影响农民的利益,使农民成为技术的被动接受者,加剧了农业生产的不平等。
4. 道德伦理问题转基因技术涉及到生命科学领域的伦理问题,例如是否应该干涉自然界的基因组成,是否应该将外源基因导入植物中等,这些问题需要深入思考和讨论。
综上所述,转基因植物既有利也有弊,应该在科学、严谨的态度下加以评估和应用。
在推广转基因技术的过程中,应该注重生态环境的保护,食品安全的监管,市场秩序的规范,以及伦理道德的考量,实现转基因植物的可持续发展和社会效益的最大化。
转基因技术的利与弊在当今科技飞速发展的时代,转基因技术无疑是一个备受关注和争议的话题。
转基因技术是指将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,从而引起生物体性状的可遗传的修饰。
这项技术自诞生以来,在农业、医药等领域展现出了巨大的潜力,但同时也引发了一系列的担忧和质疑。
先来说说转基因技术带来的好处。
在农业方面,转基因作物具有显著的优势。
通过转基因技术,农作物可以获得抗病虫害的能力。
这意味着农民可以减少农药的使用,降低生产成本,同时也减少了农药对环境的污染。
例如,转基因棉花能够抵抗棉铃虫的侵害,大大减少了农药的喷洒量,保护了生态环境。
转基因技术还可以提高农作物的产量。
通过引入特定的基因,使作物具有更好的生长特性,如更强的光合作用能力、更高效的养分吸收等,从而增加单位面积的产量。
这对于解决全球不断增长的人口粮食需求问题具有重要意义。
此外,转基因作物还可以增强其抗逆性,比如耐旱、耐盐等。
在一些气候条件恶劣、土地资源有限的地区,种植转基因作物能够有效地利用土地资源,提高农作物的适应性,保障粮食的稳定供应。
在医药领域,转基因技术也发挥着重要作用。
利用转基因技术,可以生产出大量的药用蛋白和疫苗。
例如,通过将特定的基因导入微生物中,可以大规模生产胰岛素等药物,为糖尿病患者带来了福音。
转基因技术在环境保护方面也有潜在的价值。
例如,通过转基因技术可以培育出能够分解有害物质的植物,用于修复被污染的土壤和水体。
然而,转基因技术也并非完美无缺,它带来的一些问题同样值得我们关注和思考。
转基因技术可能对生态环境产生潜在的风险。
转基因作物的基因可能会通过花粉传播等方式扩散到野生植物中,从而影响生态系统的平衡和稳定。
此外,如果转基因作物具有超强的生存能力和竞争优势,可能会导致一些本土物种的减少甚至灭绝。
转基因食品的安全性也是公众关注的焦点之一。
虽然目前的科学研究尚未发现转基因食品对人体健康有直接的危害,但由于转基因技术改变了食物的基因组成,长期食用是否会产生潜在的健康风险仍存在不确定性。
转基因作物的优缺点与安全性探讨转基因作物是现代生物技术的产物,自其诞生以来就备受关注。
它们在农业、环境和社会等多方面都有着复杂的影响,既带来了许多潜在的优势,也引发了一系列争议和担忧。
一、转基因作物的优点(一)提高作物产量在全球人口不断增长的背景下,粮食安全成为一个至关重要的问题。
转基因作物能够显著提高产量。
例如,一些转基因玉米品种经过基因改造后,对病虫害具有更强的抵抗力。
传统玉米可能会遭受玉米螟等害虫的严重侵害,导致大量减产。
而转基因玉米通过转入特定的抗虫基因,如Bt基因,能够产生一种对玉米螟等害虫有毒的蛋白质,从而有效地减少害虫对玉米的损害,保证玉米产量的稳定和提高。
还有一些转基因作物具备更强的耐旱、耐盐碱等特性。
在干旱地区或者盐碱地较多的区域,普通作物生长困难,产量极低。
转基因耐旱作物可以在水分有限的条件下维持正常的生理功能,使原本不适宜耕种的土地也能产出一定量的粮食,这对于拓展耕地面积、增加粮食总产量有着积极的意义。
(二)改善作物品质转基因技术可以改善作物的营养品质。
以黄金大米为例,它是一种转基因大米,通过转入特定基因,能够在大米中合成β-胡萝卜素。
β-胡萝卜素是维生素A的前体,在人体内可以转化为维生素A。
在许多发展中国家,由于饮食结构单一,维生素A缺乏症是一个严重的健康问题,尤其是对儿童的视力和免疫系统发育影响极大。
黄金大米的出现为解决这一问题提供了一种可能的途径,它可以为人们提供一种富含维生素A前体的主食来源。
转基因技术还能改变作物的口感、储存期等品质特性。
例如,通过基因编辑技术,可以使某些水果的保鲜期延长,减少在储存和运输过程中的损失,这样既能提高果农的收益,也能让消费者吃到更新鲜的水果。
(三)减少农药使用传统农业中,为了控制病虫害,往往需要大量使用农药。
这不仅增加了农业生产成本,而且农药残留还可能对环境和人类健康造成危害。
转基因抗虫作物的出现,大大减少了对化学农药的依赖。
如前面提到的抗虫玉米,种植抗虫转基因玉米的农田,由于玉米自身能够抵御害虫,农药的使用量大幅减少。
转基因植物对农业与环境的影响及安全性评估转基因植物是指通过人工手段将外源基因导入作物的基因组中,目的是改变植物的遗传性状,使其具有更好的耐逆性、抗病性和产量等特点。
随着科学技术的不断发展和人类对农业、环境以及食品安全的不断追求,转基因技术逐渐被广泛应用于作物的育种和生产中。
但是,由于转基因植物存在一定的风险以及对生态环境的影响,对其安全性进行评估就显得尤为重要。
一、转基因植物的利与弊转基因植物的优点主要包括:1. 增加抗病能力。
转基因植物通过引入响应病毒、细菌等病原体的基因,提高自身的抗病能力,可以减少农药的使用。
2. 提高产量和品质。
通过导入控制蛋白基因、增加植物的光吸收等技术,可以提高植物的产量和品质,降低生产成本。
3. 适应恶劣环境。
一些转基因植物通过增加耐盐、耐旱、耐寒等基因,使其能够生长在恶劣环境下。
4. 促进环境保护。
转基因植物可以减少农药使用,降低对自然环境的污染,也可以减少土地使用量,减缓对生态环境的破坏。
但是,转基因植物也存在一些缺点:1. 存在潜在的风险。
转基因植物中引入的基因可能会互相干扰,导致新的物质形成,产生未知的毒副作用。
2. 可能引起生态环境不平衡。
转基因植物会影响自然界的生态环境,可能对生物多样性造成不利的影响,进而破坏生态平衡。
3. 可能引发社会争议。
由于转基因植物涉及到食品安全、生态环境、人类健康等多个方面,容易引起人们的关注和争议。
二、转基因植物的安全性评估在推广和应用转基因技术之前,需要对其安全性进行全面评估。
根据国际通行的安全性评估方法,主要包括三个部分:1. 合成新基因在基因组中的安全性评估。
主要从DNA序列稳定性、转录水平、翻译后变异等方面来评估,确保合成新基因能够在植物中被正常地转录和翻译工作。
2. 转基因植物在生长发育和农业生产中的安全性评估。
主要从农艺性状、抗逆性、对病害控制的效果等多个方面来考察,确保转基因植物的种植和生产能够满足农业生产的需要。
农业生物技术转基因作物的利与弊农业生物技术的发展给农业生产带来了许多创新,其中转基因作物作为重要的研究方向之一,引起了广泛的关注和争议。
转基因作物是通过人工改变植物的基因组,使其获得新的性状或功能的农作物。
在这篇文章中,我们将探讨转基因作物的利与弊,以期全面了解这一技术的影响。
一、转基因作物的利:1. 提高产量和抗病性:转基因作物经过基因改良后,常常表现出更高的产量和更好的抗病性。
例如,转基因玉米具有自身的抗虫能力,减少对农药的依赖,提高了产量。
这对解决粮食安全问题具有重要意义。
2. 减少农药使用:转基因作物常具有自身的抗虫特性,降低了农农药的使用量,从而减少了环境污染的风险,并降低了农业生产的成本。
3. 改善营养价值:转基因作物的改良往往可以增加植物的营养价值,例如增加维生素的含量或改善蛋白质的品质。
这对于改善人类的饮食结构和提供更健康的食品具有积极的影响。
4. 适应恶劣环境条件:转基因作物可以通过基因改良提高其耐旱、耐寒、耐盐碱等特性,使其在恶劣的环境条件下仍能正常生长和产量稳定,这对于农区的发展具有重要意义。
二、转基因作物的弊端:1. 生态风险:转基因作物与自然界原生植物交叉繁殖的风险不可忽视。
如果转基因作物的基因流入自然界中,可能对自然植物或生物多样性造成负面影响,引发生态失衡。
2. 影响生物多样性:转基因作物具有较高的抗病性和耐逆性,可能对周围的植物和昆虫造成竞争压力,导致部分物种的数量下降,影响生物多样性。
3. 食品安全问题:由于缺乏长期食用的相关研究,一些人对转基因作物的安全性持怀疑态度。
虽然目前已经有很多安全评估的研究,但人们对于转基因作物长期食用的潜在风险仍存在担忧。
4. 产权争议:转基因作物的技术创新和利益分配也引发了一系列产权争议。
大型农业公司通过基因技术的垄断,使得许多农民面临高额的专利费用和无法独立决策的问题。
综上所述,转基因作物作为一种农业生物技术创新,具有其优点与不足。
转基因作物的利弊分析随着转基因作物种植面积的不断扩大,其产品也越来越多地投放市场. 这些转基因作物和产品究竟能为人们带来多大好处?它们对人们赖以生存的环境和健康会带来多大的负面影响?下面就转基因作物的优越性和潜在风险作一简要综述.1 转基因作物的优越性由于导入目的基因的千变万化,它给人类带来的好处也多种多样. 综合转基因作物的各种影响,不但给我们带来了相当可观的直接经济效益,而且为全球农业的可持续性发展提供了良好的外部条件,带来了巨大的环境和社会效益.1.1 直接经济效益种植转基因作物所得到的效益是非常明显的. 以美国为例,1996 年全国得到的净利为 1.59 亿美元,其中 Bt 棉花占 6 100 万美元,Bt 玉米占 1 900 万美元,抗除草剂大豆为 1 200 万美元. 到 1997 年时,全国的净利增加到 3.66 亿美元,其中 Bt 玉米为 1.19 亿美元,抗除草剂大豆为 1.09 亿美元,Bt 棉花为8 100 万美元,抗除草剂棉花为 500 万美元,Bt 马铃薯约 100 万美元. 加拿大得益明显的是抗除草剂转基因油菜,1994 年时全国净利为 500 万美元左右;1997 年上升为 4 800 万美元. 另外,加拿大 Bt 玉米得益 500 万美元,全国估计共达 5 300 万美元[1] .从全球角度看,1995 年到 1999 年 5 年间转基因作物销售收入增加近 30 倍. 1995 年时仅为 7 500 万美元;1996 年翻了三番,达 2.35 亿美元;1997 年又翻了近三番,达 6.7 亿美元;1998 年在 12 亿~18亿之间,2002 年销售收入达 42.5 亿美元[2] .1.2 改善食品营养与增进人类健康转基因作物通过改善食品营养来缓解人类饥荒和发展中国家的营养不良,从而减少疾病. 当前转基因作物是多种多样的,有的含有大量人类必需的某种氨基酸和维生素,有些含有较低脂肪酸和较高品质的油分,甚至有些含有抗癌物质. 现在简要例举一些正在市场上销售或正在开发之中的转基因作物:①低淀粉马铃薯,这种马铃薯在煎煮中可吸收少量的油分;②高赖氨酸含量的玉米和甘薯,赖氨酸含量较高;③赖氨酸、蛋氨酸含量较高的大豆,这种大豆具有较高的动物营养;④高糖分大豆,这种大豆不仅口味好,而且易于消化;⑤超高油质的油菜新品种[2-4] .在发展中国家的许多地区以稻米为主食. 因此,在那些地方缺乏维生素 A 成为一个很严重的健康问题. 据世界卫生组织不完全统计,缺少维生素 A 的个体不仅易受病菌感染,而且可能会导致失明,这一问题大约影响了近 2.5 亿的儿童. 在全世界的一些地区,1/4 的儿童死亡与缺乏维生素有关[3] . 另外,据不完全统计,全球受缺铁影响的人数约为 37 亿,尤其是妇女和儿童,贫血使他们体质弱化[3] .可喜的是,最近瑞士联邦工业研究所和 Friberg 大学共同开展的研究,有可能解决这以特殊的问题.这两个机构的研究者们利用生物技术将其他植物、细菌及真菌中总共 7 个基因转入水稻中,从而产生一个水稻新品系——“金稻”[5] ,这种水稻新品种既含有β-胡萝卜素(维生素 A 的前体),又含有铁. 在国际水稻研究所(IRRI)的帮助下,这种水稻新品种将被用作亲本与其他商业品种杂交,然后进行田间试验,最后使它们成为发展中国家都可以获得并种植的新品种.通过传统育种方法提高蛋白质含量的努力成效甚微. Larkins 博士证实[6] ,“全世界作物育种家们已经花了超过 30 年的时间来改良玉米和其他谷类作物的蛋白质含量,未取得明显进展. 利用分子遗传学和基因组学的方法,能够揭示玉米富含赖氨酸的复杂遗传性问题,而且试验表明,这一结果适用于其他谷类作物,包括水稻和小麦. 因此,通过转基因技术来大幅度提高禾谷类作物的蛋白质含量是可能的”.农业生物技术的出现为开发具有药用功能的植物品种(包括药用食品),开启了一扇大门. 这些新品种的开发对那些健康条件有限的人来说尤其重要. 疫苗接种工程在世界许多地区已成为一个问题,尤其在发展中国家针对这个问题许多研究者已经考虑进行食用植物疫苗的开发,因为这种疫苗不仅方便,而且成本更低. 据报道,美国至少有 40 种利用生物技术生产的疫苗在审定中[3] . 当前的研究主要集中在研制可以释放疫苗的植物,从而使人们免受霍乱和腹泻之苦,因为在发展中国家,这些疾病是导致婴儿死亡的主要原因. 虽然这仅仅是一个开端,但这些令人鼓舞的结果表明,终究有一天,以植物为基础的疫苗将为人类、家畜以及宠物免受致命病害的威胁提供崭新的途径.也许一些将被转变成“工厂”,这种经过设计的工厂能快速生产出药品,从而大大降低生产成本.例如,科学家们正在研究苜蓿,看它是否能够在改良后产生β-干扰素,因为它对治疗一种肺炎具有潜在的利用价值[6] . 生物反应器(利用各种植物产生大量有用的医药产品)其他方面的研究正在进行当中.转基因作物在提供药品和疫苗方面拥有巨大的潜力. 它们的发展不仅对提高全人类的健康具有深远的意义,而且对挽救世界最贫困地区成千上万的生命具有潜在的意义.1.3 改善生存环境与增加作物产量目前国内外已大面积商品化生产的转基因作物主要是以提高作物抗性(如抗病、抗虫、抗除草剂)和改良作物的性状为主. 这些转基因作物的大面积种植其优越性是十分明显的. 以抗虫转基因棉花为例,它不仅可以抵抗棉铃虫等害虫的危害,提高棉花产量,而且因大量减少了农药施用量,保护了人类赖以生存的生态环境.另外,对植物基因组的深入了解和转基因技术的介入,将有助于扩大作物的种植范围,使世界范围内农业低产出和高度营养不良地区的作物增产. 例如,那些能抗干旱、高盐度以及重金属毒害的转基因作物,可以使目前生活在不可耕地区的人们耕作自己的土地,这样就可减轻世界上诸如热带雨林地区的压力,因为这些地区正在被大量地改造为农田.由于盐碱,全球约有 1/3 的灌溉土地不适宜种植作物,这包括印度次大陆的大部分地区[3] . 研究者们已经获得遗传经修饰的抗盐转基因水稻和玉米,从理论上说,将来可能获得一大批耐盐碱的转基因作物[6] .这样一来,农民们就可以用盐水或水质不良的水来灌溉农田了.其他形式的环境压力,如异常高温和干旱,也是作物生产的主要影响因素. 据估计,在美国主要农作物的年平均产量仅仅为其遗传潜力的20%,另外的 80%部分则由于不良的环境条件而损失掉[3] . 除此之外,环境的压力极大地限制了作物的种植范围. 例如,由于冰冻气候的影响,在美国的北部和加拿大的大部分地区冬油菜不能被种植. 突发的气候变化对作物的产量也有相当大的影响. 例如在加利弗尼亚,1999 年由于遭受突发的冰冻天气导致其柑橘加工厂大约 6 亿美元的损失[3] .许多传统的植物育种项目中也包含着提高作物对环境耐性的内容,可获得成功的例子却很少,这是因为在提高作物对不良环境的适应过程中,涉及到生理方面和遗传方面的综合知识. 最近,有关研究人员已克隆出导致冻害耐性的“控制开关”基因,这些基因也会影响作物对干燥和高盐度不良环境的抗性[7] .现在,那些导入“控制开关”基因的作物正在被改良和试验.土壤中的有毒金属是人类面临的另一挑战. 例如酸性土壤中的铝在美国东南部、中美、南美、北美的大部分地区以及印度和中国的部分地区已成为一个问题. 研究表明,哺乳动物中的抗金属基因MT 可转移到烟草等作物中,从而使这些作物可以在含这些金属的土壤中生长[8] . 研究者们把这项技术再推进一步,目前他们正试图选育一种能清除土壤重金属污染(如铜、锰和钙等)的作物.1.4 提供可再生资源遗传工程使人类大量应用植物生产“工业原料”成为可能. 例如,作为润滑油、塑料前体以及与健康有关的生物分子原料的特制油. 经过改良纤维和树木新品种可获得优质不易褪色的木材和纸张,这项研究正在开发之中[9] .一种作物可以对长期环境保护产生显著的影响. 具有特殊颜色的转基因棉花就是一个例子. 这些棉花的诞生最终会导致人们对粗糙化学印染需求的下降[6] .采用生物技术可从谷类作物中获取高质量的工业润滑油. 麻省理工学院的 Anthony Sinskey 和他同事开展了这方面的研究[10] . 这些研究者又开始了一个百万美元的研究工程,即利用油棕榈来生产生物降解塑料[9] .2 转基因作物的潜在风险20 世纪 80 年代后期以来对转基因作物可能存在的风险不断有报道. 随着转基因作物商品化的迅猛发展,认为转基因作物商品化不存在风险或风险不大的报道日益增多. 世界银行1997 年曾邀集一批学者,对转基因作物有一专门报告,这报告对转基因作物商品化基本肯定. 欧洲一些国家对转基因作物的态度与北美国家截然相反. 国际权威性刊物如 Nature 等也陆续有转基因作物存在风险的实验报道(有关转基因作物风险评估方法至少已有两本专著). 以下分几个方面对这一问题进行简单阐述.2.1 杂交转基因作物可能会演变为杂草而产生“超级杂草”或“遗传污染”,对于这些问题人们表示担忧.其实,转基因作物对环境的危险性与传统育种方法改良的同样品种没有区别.栽培作物偶然性地转变为杂草的风险,是微不足道的. 因为这些作物进行了长时间的选育,在选择的这段时间内,野生植物的杂草性状被认真地从杂草中剔除. 通常与驯化有关的性状会使作物依赖于农业环境,因此在野生环境下具有较差的竞争力,而且难以生存或变成具有侵略性的杂草. 同时,耐除草剂、抗虫以及其他重要的栽培性状,并没有将杂草性状转给栽培作物.另一担忧是人们认为耐杀虫剂或抗虫作物会把它们的遗传优点转移到附近的杂草,从而产生超级杂草[11-13] . 在相关作物物种间,通过杂交进行基因转移是一个自然过程,但是,在不相关作物间,这种杂交是相当少见的. 在相对很少的情况中,可以发生杂交的野生种也是存在的. 例如南瓜和油菜,但许多条件得到满足后基因转移才可能发生(野生近缘种必需在作物花粉的授粉范围内);近缘种必须与作物在花期上相遇;受精必须发生在近缘野生种上而且必须得到有活力的种子;种子必须能够存活和发育;杂交种子的后代必须能够繁衍或生存下去. 假如这些条件中的任何一个得不到满足,那么基因转移将不会发生. 即使上述条件得到满足,在缺少强有力的选择压力情况下,抗性性状转入野生植物种群的概率是相当低的.作物的抗性基因在杂草群体中存留下来是不可能的,事实上,如果大量来自作物的基因成为杂草基因组的一部分,这意味着杂草的表现将更像作物,而且它的影响主要被限制在农田系统中,而在农田中通过标准的管理操作将可以控制住杂草.2.2 昆虫对抗虫作物产生抗性另一个公众关注的问题是抗虫转基因作物的大面积种植能否加速抗杀虫剂昆虫的出现[14-15] . 对于昆虫对抗虫转基因作物产生抗性的担忧可以追溯到转 Bt 基因作物出现以前,人们在很早以前就发现昆虫会对Bt 喷剂产生抗性. 事实上,在控制害虫种群 Bt 抗性进化过程中,Bt 作物可能是一个强有力的武器. Bt喷剂是一种包含不同成分的“鸡尾酒”,不同的成分通常由一个不同的基因编码控制. 而今天 Bt 作物仅仅产生一种毒蛋白. 假如昆虫由于暴露在作物产生的特殊 Bt 毒蛋白之中而获得抗性,那么它们很有可能仅仅对特殊的毒素产生抗性而对其他 Bt 毒素仍然敏感.尽管目前在降低害虫抗性方面,Bt 作物比 Bt 喷剂效果好,但将来的转基因作物品种在这一点上可能更有效. “基因堆积”(gene stacking)技术可把多个基因导入同一种作物中. 为了生存,昆虫必须对每种形式的毒蛋白产生抗性. 在北美,通过多个抗性基因来控制小麦秆锈病已沿用了十几年,没有证据表明出现了难以控制的超级物种. 也许在一个昆虫种群中,昆虫产生多抗性的可能性是相当低的.2.3 对非靶标昆虫的影响众所周知,食物链在生态系统中是十分普遍、极其重要的. 转基因植物作为食物链的基本组成部分,很可能会使转基因植物中的外源基因表达产物转移到其它非靶标生物中,从而造成转基因的转移.Schuler 等[16] 综述了抗虫转基因植物对节肢动物天敌的潜在边际效应,其中有许多例子就涉及到外源基因表达产物在食物链中的传递. 这种转移在大多数情形下不会给非靶标动物带来多大的影响,但也有一些带来负面影响的报道. Birch[17] 利用喂饲转Bt 基因马铃薯的蚜虫作为瓢虫的取食饲料,发现喂转基因马铃薯雌蚜虫的卵比对照组的减少 1/3,饲喂转基因马铃薯蚜虫的受精卵在未孵化前比对照组死亡率高近 3倍,以转基因马铃薯蚜虫为食物的雌瓢虫的存活时间比对照组少一半. Hilbeck[18] 用喂养转 Bt 玉米的欧洲玉米螟作为草蛉的饲料,实验结果发现,转 Bt 玉米组草蛉死亡率要高于对照组 20%左右,该作者推测此结果与转基因玉米中 Bt 毒素转移到草蛉体内有关. 美国康奈尔大学 Losey 等人[19] 研究发现,在一种植物马利筋叶片上撒上转 Bt 玉米花粉后,一种称之为黑脉金斑蝶的幼虫对叶片就吃得少,长得慢,死得快. 4d 后幼虫死亡率达 44%,而对照无一死亡. 尽管以上试验均在实验室完成,有许多人为的因素,其结果并不能代表田间的实际情况,但在一定程度上也反映了转基因作物中的外源基因表达产物可通过食物链转移到其他非靶标动物中.3 未来发展趋势转基因作物的商品化种植发展迅速,1992 年为一个国家进入商业化种植阶段,到 1996 年增加到 6 个国家,2003 年已发展到 18 个国家. 转基因作物的种植面积由 1996 年的 170 万公顷增长到 2003 年的6800 万公顷,增加了 40 倍,其发展速度是惊人的,预计在未来几年内将继续增长[2] .随着转基因作物的继续扩大,现在开始出现第二次浪潮(第一次浪潮以带有导入抗虫和除草剂基因作物的商业化生产为标志). 就像前面谈到转基因作物的优越性一样,科研人员目前开发的基因改良作物必将给人们带来更好味道、更多营养和更安全的转基因作物. 同时,人们将加强对转基因作物的生态环境安全性的评价与研究,我国已将该领域列为国家重点基础研究发展规划中. 我们有理由相信,转基因作物将为人类带来更加美好的明天.参考文献:[1]徐洪伟, 刘延平. 转基因作物与农业的现在和未来[J]. 松辽学刊 (自然科学版), 2002,(2): 38-40.[2]杨俊海. 种植转基因作物的益处[J]. 甘肃科技, 2004,20(2):145-147.[3]舒庆尧, 王忠华. 转基因作物与绿色药物加工厂[A]. 见:基因工程[C].杭州:浙江大学出版社, 2002:97-104.[4]陈君石.转基因食品[M]. 闻芝梅译.北京:人民卫生出版社, 2003:162-167.[5]YE X, AL-BABILI S, KLOTI A, et al. Engineering the provitamin a biosynthetic pathway into rice endosperm[J]. Science,2000,287:303-305.[6]阎新甫.转基因植物[M]. 北京:科学出版社, 2003:228,273,307,459.[7]ELMAYAN T, TEPFER M. Synthesis of a bi-functional metallothionein β-glucuronidase fusion protein in transgenic tobaccoplants as a means of reducing leaf cadmium levels[J]. Plant Journal, 1994, 6: 433-441.[8]CHINNUSAMY V, OHTA M, KANRAR S,et al. ICE1: a regulator of cold-induced transcriptome and freezing tolerance inArabidopsis[J]. Genes Dev., 2003,17: 1043-1054.[9]樊龙江, 周雪平.转基因作物安全性争论与事实[M]. 北京:中国农业出版社, 2001:41.[10]GUILLOUET S, RODAL A A, AN G, et al.Expression of the Escherichia coli catabolic threonine dehydratase inCorynebacterium glutamicum and its effect on isoleucine production[J]. Appl Environ Microbiol, 1999; 65:3100-3107.[11]王忠华, 叶庆富, 舒庆尧, 等. 转基因植物中外源基因及其表达产物转移的途径[J]. 生态学报, 2002,22(9):1521-1526.第 2 期王忠华:转基因作物的利弊分析 127[12]MIKKELSEN T R, ANDERSEN B, JORGENSEN J H. The risk of crop transgene spread[J]. Nature, 1996,380:31.[13]BERGELSON J, PURRINGTON C B, WICHMANN G. Promiscuity in transgenic plants[J]. Nature, 1998, 395:25.[14]郭三堆. 植物 Bt 抗虫基因工程研究进展[J]. 中国农业科学, 1995,28(5):8-13.[15]王忠华, 舒庆尧, 崔海瑞, 等. Bt 杀虫基因与 Bt 转基因抗虫植物研究进展[J]. 植物学通报, 1999,16(1):51-58.[16]SCHULER T H, POPPY G M, KERRY B R, et al. Potential side effects of insect-resistant transgenic plants on arthropodnatural enemies[J]. Trend in Biotech, 1999, 17(5):210-216.[17]BIRCH A N E.Interaction between plants resistance genes, pest aphid populations and beneficial aphid predators[J]. ScottishCrops Research Institute Annual Report, 1997,70-72.[18]HILBECK A. Effect of transgenic Bacillus thuringiensis corn fed prey on mortality and development time of immatureChrysoperla carnea[J]. Environ Entomo, 1998, 27:480-487.[19]LOSEY J E, RAYOR L S, CARTER M E. Transgenic pollen harms monarch larvae[J]. Nature, 1999,399:214.(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)。
转基因植物的利与弊转基因植物是指通过基因工程技术将外源基因导入植物细胞中,使其具备新的性状或改善原有性状的植物。
转基因植物的出现引起了广泛的争议,一方面,转基因植物可以提高农作物的产量和抗病能力,解决粮食安全问题;另一方面,转基因植物可能对生态环境和人体健康产生潜在风险。
本文将从经济、环境和健康等方面探讨转基因植物的利与弊。
一、转基因植物的利1. 提高农作物产量转基因植物可以通过导入抗虫、抗病基因,提高农作物的抗性,减少农药的使用,从而提高农作物的产量。
例如,转基因玉米可以抵抗玉米螟的侵害,转基因水稻可以抵抗稻瘟病的感染,这些转基因植物的种植可以显著提高农作物的产量,解决粮食安全问题。
2. 改善农作物品质转基因植物可以通过导入抗性基因,提高农作物的品质。
例如,转基因大豆可以提高豆腐的质量,转基因番茄可以延长番茄的保鲜期,这些转基因植物的种植可以改善农产品的品质,满足人们对食品的需求。
3. 减少农药使用转基因植物具有抗虫、抗病的特性,可以减少农药的使用。
传统农作物需要频繁喷洒农药来防治病虫害,不仅增加了农民的成本,还对环境造成了污染。
而转基因植物具有自身的抗虫、抗病能力,可以减少农药的使用量,降低环境污染。
二、转基因植物的弊1. 生态环境风险转基因植物可能对生态环境产生潜在风险。
转基因植物的基因可能会通过传粉、种子扩散到野生植物中,导致野生植物的基因污染,破坏生态平衡。
此外,转基因植物的抗虫、抗病基因可能会对非目标生物产生毒害作用,影响生物多样性。
2. 食品安全风险转基因植物可能对人体健康产生潜在风险。
转基因植物中导入的外源基因可能会产生新的蛋白质,这些蛋白质可能对人体产生不良影响。
此外,转基因植物中的抗生素抗性基因可能会传递到人体细菌中,导致细菌对抗生素的抗性增加,影响人类对抗生素的疗效。
3. 遗传污染风险转基因植物可能会导致遗传污染,即转基因植物的基因通过杂交等方式传递到传统农作物中,导致传统农作物的基因污染。
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——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:1.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。
2.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。
3.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。
1.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%。
2.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%。
3.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)。
4.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。
5.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。
6.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3 000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James Watson,绿色革命的创始人、诺贝尔奖得主Norman Borlaug,世界粮食奖获得者、国际水稻研究所首席育种家Gurdev Khush。
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。
但笔者相信只要通过科学家的进一步研究和各国对转基因技术的规范管理,保证转基因技术的研究和开发的健康而有序,制定相关的法律、法规,健全转基因生物和转基因食品的管理,如对转基因作物进行监管,对转基因食品进行标识等,应该更深入的了解转基因技术其中的奥秘,只有更了解它才能利用好它,让我们的生活更加美好和谐,使公众对转基因技术有一个较为科学的认识,主动地接受转基因食品,使转基因技术贴近民众,造福于人类。