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湖南农业大学课程论文
学院：生物安全科学技术学院班级：08级生物安全二班姓名：刘钊学号：200841633212
课程论文题目：转基因大豆安全性及检测技术研究进展 课程名称：生物安全研究技术
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日期：年月日
转基因大豆安全性及检测技术研究进展
学生: 刘 钊
生物安全科学技术学院08生物安全二班 学号：20084163321
2摘要: 中国近年来转基因大豆进口激增,因此转基因大豆的安全性越来越引起人们关注。本文讲述转基因大豆对人类健康和生态环境的影响，以及转基因大豆检测技术研究进展。
关键词：转基因大豆、安全性、检测技术
一、转基因大豆产业化现状
1983年首次获得转基因烟草后，1986年抗虫和抗除草剂转基因棉花首次被批准进入田间试验，至今国际上已有近50个国家批准数千例转基因植物进入田间试验，涉及的植物种类有60多种。
近年来，转基因植物在全球的种植面积增长迅速，种植转基因植物的国家从1992年的1个增长到1999年12个，2001年进一步扩大到16个国家。全球转基因植物的种植面积1996年为170万公顷，1997年为1100万公顷，1998年增长到2780万公顷，1999年又比1998年增长44%，达到3990万公顷，2000年全球转基因作物种植面积是4420万公顷，2001年猛增至5260万公顷。美国转基因植物的商业化速度进展很快，其推广应用走在其他国家的前列。1994年美国Calgene公司研制的转基因延熟番茄首次进入商业化生产，到2000年5月就有47例转基因植物被批准进行商业化生产，其中大豆3例。1994年Monsanto公司抗草甘膦大豆，1997年DuPont公司高十八烯酸(油酸)大豆，1998年AgrEvo公司抗草丁膦大豆。2001年美国种植转基因植物达3570万公顷，占68%。
2001年主导的转基因大豆占据全球转基因作物的63%，所有的转基因大豆均为抗除草剂大豆。转基因大豆在2001年保持了最大种植面积的位置。从全球的情况来看，转基因大豆在2001年占有3330万公顷；转基因玉米980万公顷，占据全球转基因作物的19%；转基因棉花680万公顷，占13%；Canola油菜270万公顷，占5%。
在1996—2001的6年期间，抗除草剂品种已连续跃居主导而抗虫性则位居其次。2001年，抗除草剂大豆、玉米和棉花共占全部5260万公顷的77%；只有780万公顷种植了转Bt作物，相当于总面积的15%；而其中具Stacked基因的耐除草剂和抗虫棉花与玉米占据了全球2001年全部转基因作物面积的8%。需要注意的是，耐除草剂作物面积在1999和2001年间从2810万公顷增加到4060万公顷，与此同时，具Stacked基因的抗除草剂和Bt作物亦由1999年的290万公顷增至2001年的420万公顷；反之，全球转基因抗虫作物种植面积已从1999年的890万公顷减至2001年的780万公顷。
数据显示：在2001年，全球种植总面积7200万公顷的大豆中有46%是转基因品种。与此类似，3400万公顷棉花中的20%，2500万公顷油菜中的11%，以及1.4亿公顷大米中的7%皆为转基因品种。如果把全球这四大类作物面积合计起来，总面积达2.71亿公顷，其中19%即5260万公顷种植的属于转基因作物。
二、转基因大豆安全性评价
应用抗除草剂转基因作物具有极大的经济效益和社会效益，但也存在一定的风
险。种植抗除草剂转基因作物的最大风险之一是“杂草化”，包括抗性作物自身“杂草化”，抗性基因“漂移”到杂草上，导致抗性杂草的产生。还存在对环境的影响、食品的安全性、抗性基因的稳定性、加速抗性杂草发生等问题。Monsanto公司对培育的抗草甘膦转基因大豆品种40-3-2进行食品安全性评价，结果表明，转基因大豆品种的所有氨基酸的含量和普通大豆品种没有显著的差异；内源蛋白过敏原及其含量和普通大豆品种没有差异。研究结果还表明，CP4EPSPS和已知的毒蛋白的结构没有相似性，急性老鼠管饲法实验也表明CP4EPSPS无毒。然而，抗除草剂转基因作物的食品安全性也存在不可预见性，必须进行长期监控。
有试验表明转草甘膦大豆对高温的敏感性高于传统大豆，而且经过遗传修饰的往往不能获得高产，甚至比一些常规优良品种的产量还要低，因为一个作物内部的遗传背景并不能容忍一个外来基因，而且表达耐除草剂或Bt抗虫毒蛋白需要消耗代谢能量。有研究认为，草甘膦在所有农药中对人体健康危害居第三，草甘膦可使豆科植物产生一种植物雌激素，动物食用后会替代体内激素而破坏生殖系统。由于草甘膦能在土壤中存留很久，危害土壤中动物，污染地下水，并且能破坏土壤生化循环。需要指出的是：仅仅基于上述问题的考虑尚不能得出转基因作物安全与否的结论。每一种新研制的转基因作物都必须通过个案处理，评估其可能存在的风险，以确保进行环境释放和市场释放时转基因作物及其加工的食品具有高度的安全性。
大豆原产于中国，中国拥有丰富的野生大豆资源，几乎有大豆种植的地方就有野生大豆分布。由于栽培大豆和野生大豆间没有生殖隔离现象，一旦转基因逃逸到野生大豆群体中，野生大豆原始性状将受到破坏，其抗除草剂特性也可使其变为杂草，其孳生蔓延将给大豆生产造成损失，从而造成遗传多样性的丧失。因此，对我国来说，转基因大豆的安全管理尤为重要。
为防患于未然，原国家科委于1993年12月发布了《基因工程安全管理办法》，国务院在2001年5月颁布了《农业转基因生物安全管理条例》，建立农业转基因生物安全管理部际联席会议制度。农业部已于2001年7月发布《农业转基因生物安全评价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》，并设立农业转基因生物安全委员会，负责农业转基因生物的安全评价工作。农业转基因生物安全委员会由从事农业转基因生物研究、生产、加工、检验检疫以及卫生、环境保护等方面的专家组成，这3个管理办法拟于2002年3月20日起正式施行。由于转基因大豆是第一批实施标识管理的农业转基因生物，而且近年来大豆的进口量居于农产品进口之首，转基因条例及其实施细则的出台必将对大豆产生深远的影响。
随着人们对转基因植物安全性认识的不断提高，将会有更多的国家和地区接受转基因除草剂大豆，转基因大豆的种植范围和面积将不断扩大，将带来更大的效益。目前，转基因大豆的主体是抗除草剂品种。今后，抗虫、改善营养成分(如脂肪酸组成)将是转基因大豆的重点。
美国杜邦公司已育成了抗营养因子(如寡糖、水苏糖、棉子糖和半乳糖等)水平较低的大豆新品系。在大豆油品质改良方面，也取得若干新进展。
三、转基因大豆检测技术及进展
随着各国转基因标识制度的相继建立和公众对转基因产品关注度的提高，对转基因检测技术的灵敏度和准确性提出了严格的要求，因此，各种转基因检测技术也就成了研究热点。近十几年来，我国农业转基因生物技术得到了飞速的发展，我国转基因抗虫棉花、延熟番茄、抗病辣椒、抗虫杨树和抗病番木瓜等已先后获得安全证书，进入了商业化生产。在转基因检测技术的研究方面，国外的科学研究处于本领域的前沿。目前主要主要的检测技术有：
1定性PcR检测技术
以PCR技术为基础的转基因产品(genetically modified organisms,GMO)定性检测根据其特异性的不同至少可以分为4类：筛查法、基因特异性方法、构建特异性方法和转化事件特异法方法。
筛查法：对转基因产品中的通用元件进行检测，包括启动子、终止子和标记基因。最常见的是对花揶菜花叶病毒CaMV35S启动子、农杆菌胭脂碱合成酶终止子T-NOS及报告基因新霉素磷酸基转移酶Ⅱ基因NPT-Ⅱ的检测。然而，仅鉴定筛选基因(如35S启动子，NOS终止子，报告基因NPT-Ⅱ等)已经不能满足转基因产品检测的要求。这是因为35S启动子存在于天然花椰菜花叶病毒，NOS终止子存在于植物病毒Ti质粒中，抗生素类报告基因自然界中也普遍存在，因而仅是检测筛选基因，极易出现假阳性结果，同时也达不到鉴定转基因植物的目的。
基因特异性方法：指对目的基因进行检测。目的基因可能源自天然，但通常会被轻微的修饰，比如序列缩短或密码子改变(Hemmer，1 997)。并且，能获取的基因的数量要比启动子和终止子多很多。因此，以目的基因为特征序列的基因特异法更具有特异性。
构建特异性方法：在转化载体中具有完整表达能力的目的基因的基因盒(genecaettle)上设计引物，是可以正确确定构建方式的检测方法，该方法具有更高的特异性。
转化事件特异法：通过扩增受体基因组和插入DNA的连接区域，鉴定含有相同外源DNA的不同 GMO(Anklam et al．，2002)。当一个外源基因能引起几种不同插入情况时，特异检测该转基因产品的最好办法就是扩增它的侧翼序列(受体基因组和插人 DNA的连接区域)，因此侧翼序列对于被检测的转基因产品具有很好的特异性。定量PCR检测技术
定量PCR检测技术是对转基因产品进行定量标识的主要方法。传统PCR定量检测方法如内参照法、竞争法和PCR-ELISA法是终点检测，即PCR到达平台期后进行检测，此时PCR经过对数期扩增到达平台期，检测重现性较差。酶联免疫吸附检测技术
基于蛋白质检测的主要方法是酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent aay，ELISA)。该法是依赖抗原(导入基因在受体作物中得到正确表达产生的蛋白质)和抗体能发生特异性结合的免疫学评估技术。品系特异性检测技术
对于单个性状的转基因作物来说，转基因作物的品系特异性检测技术就是转化事件特异性检测技术。而对于复合性状的转基因作物来说，品系特异性检测技术则与转化事件特异性检测技术不一样，这取决于复合性状转基因材料的获得方式上有所差异，一种方式是把2种具有单个转化事件的转基因作物通过传统的遗传杂交方式来获得的具有复合胜状的转基因作物新品种，另一种方式是对单个转化事件的转基因作物再进行一次基因工程转化而获得的具有复合性状的转基因作物新品种。对于前者就不能再用转化事件特异性的检测方式进行检测了，目前全球也还没有找到合适的品系特异性检测手段；对于后者还可以用转化事件特异性的检测方式进行检测。转基因产品种特异性检查技术
为内标基因种属特异性检测技术:了防止转基因检测过程中出现假阴性的结果，许多作物的内标(内参照)基因已经被广泛的接受和应用在转基因检测实践中。
标准物质制备技术:采用外标定量，需要已知浓度的检测物作为参照样品。检测转基因产品时，应尽量使用官方(如欧盟参考物和测量研究所，IRMM)核准的参照标准(CRMs)。
PCR抑制因子消除技术:在进行转基因食品的检测中，发现一些转基因食品中存在抑制PCR反应的抑制因子如大米(许文涛等，2007)。大部分PCR抑制因子(例如多糖，脲，腐酸或者血红素)都与DNA有相似的溶解性。使用经典DNA提取方法时这些物质不容易被完全除去(去污剂，蛋白酶和氯仿．异戊醇)，这些物质成了 DNA最终提取液的污染物。现在已经开发出许多有针对性地去除这些污染物的方法。
当然除了以上介绍的几个主要的检测，还有其他的一些检测技术。
四、应对措施
转基因生物安全性的管理从一开始就受到世界各国的重视，我国20世纪90年代建立起来的农业生物安全管理法规已基本能满足从中间试验到商业化生产科学有序地管理的要求，2001年国务院又颁布了《农业转基因生物安全管理条例》，使得我国对转基因生物的安全管理更加完善具体。当前主要是如何提高这些管理措施的可操作性。比如，如何对转基因作物的生产、销售进行过程控制；如何提高转基因产品标识制度的可操作性等。目前，我国种植的主要是非转基因大豆。由于单户种植规模小、连续种植的重茬问题以及虫害等问题使我国的非转基因大豆在产量、品质和种植成本方面都无法和转基因大豆相比。在转基因大豆对人体和生态环境的确切影响尚未确定以及国际贸易中技术贸易壁垒的兴起的前提下，非转基因大豆的种植的经济效益可能会变得越来越好。我们应该重视解决我国非转基因大豆生产的现有问题，提高其产量和品质，同时基于对我国种质资源的保护、针对转基因大豆基因逃逸的潜在危险，应考虑在我国重点大豆生产地设立保护区，禁止除制成品外的所有转基因大豆籽粒和植株的进入。
