转基因技术及转基因食品的安全性

吕军 刘兴胥 吴健程 甘敏鑫

（南宁市新科健生物技术有限责任公司 广西南宁 530003）

转基因技术及转基因食品的安全性

吕军 刘兴胥 吴健程 甘敏鑫*

（南宁市新科健生物技术有限责任公司 广西南宁 530003）

现代生物技术的快速发展，特别是转基因技术，对解决人口过多问题、资源短缺、环境恶化等问题有着重大作用，对科技发展、社会进步和经济增长产生极其重要、深远的影响。本文介绍了转基因技术的方法、应用，以及由此而引发的安全性问题及其带来的不良影响，以期能够比较好的了解现代生物技术。

转基因技术 转基因食品 安全性 应用

近二十年来，转基因食品的生产发展可谓十分迅猛，各国都纷纷投人巨大的人力 、物力、财力进行研究，就连联合国前秘书长安南也曾在联合国大会上赞扬转基因食品是“继绿色革命后的一次蓝色革命”［1］。目前，许多国家对转基因食品都有不同程度的研究。总的说，发达国家的转基因食品研究水平较高，生物安全意识较高，而发展中国家的转基因食品研究水平较弱，生物安全意识相对淡薄［2］。

1 转基因技术的定义

现代生物技术，指的是以基因工程为核心的转基因技术，即通过基因工程将人工分离和修饰过的基因或DNA导入到生物体细胞基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状稳定地整合、表达并可遗传的修饰，这一技术称为转基因技术［3］。

转基因技术一般包括5个步骤：一是取得符合人们要求的DNA片段，这种DNA片段被称为“目的基因”；二是将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA；三是把重组DNA引入某种细胞；四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来；五是表达成蛋白，采用合适的条件得到高表达的产品［4］。

2 转基因技术的方法

2.1 农杆菌介导转化法

利用根癌农杆菌和发根农杆菌为中间介体，让农杆菌感染受伤的植物细胞，然后将它所携带的质粒DNA片段整合到植物细胞基因组中实现外源DNA到寄主植物细胞的转化。

2.2 基因枪法

将外源基因或 DNA在Ca2+或亚精胺等作用下吸附在重金属金或钨粒子表面，制成DNA微弹，利用基因枪将微弹高速射人植物受体细胞或组织中实现转化。

2.3 显微注射法

在显微镜下，用一极细的玻璃针（直径1～2μm）直接将 DNA注射到胚胎细胞核内，再把注射过DNA的胚胎移植到动物体内，使之发育成正常幼仔。

2.4 种质系统转化法

种质系统转化，或称生物媒体转化系统，即利用花粉粒、花粉管通道或利用子房、幼穗及种胚注射外源DNA等方法，实现外源基因的导入［5］。

2.5 性腺转基因方法

Shen［6］首先直接向雄兔睾丸内注射携带绿色荧光表达的外源DNA及二甲基亚枫的介质，使DNA能够进入睾丸细胞和生精细胞。一个月后用处理的雄兔与雌兔交配，所产生后代的56%仔兔能高效地表达所导入的外源基因。Yang［7］直接对小鼠的卵巢注射绿色荧光蛋白基因，也可以得到转基因小鼠，并且检测后代的阳性率达54%，并且发现获得6代以内转基因小鼠都具有较好的遗传稳定性。

2.6 定点制作转基因动物的方法

包括胚胎干细胞（ES细胞）基因打靶方法和体细胞基因打靶方法［8］。基因打靶是在胚胎干细胞技术和同源重组技术基础上发展起来的可对基因组进行定点修饰的实验技术。基因打靶通过外源DNA与染色体DN A之间的同源重组、精细地定点修饰和改造基因DN A片段，具有位点专一性强和打靶后目的片段可以与染色体DNA共同稳定遗传的特点。Lai L［9］通过敲除牛朊蛋白（PRNP）基因制作了能够合成多不饱和脂肪酸的猪。

2.7 慢病毒载体技术

慢病毒载体技术是一种高效的转基因动物制备技术， 转基因效率可达60%以上。Clark等利用慢病毒载体制备转基因动物的效率可达80%～100%，生产1只转基因绵羊只需5只受体母羊，而传统的显微注射法则需70只受体母羊［10］。

3 转基因食品的应用及安全性

3.1 转基因植物的研究及应用

近年来，国内外应用转基因技术培育出了抗虫性强的棉花、玉米、水稻等。在国内外已大面积种植的抗虫棉花和抗虫玉米，它们的推广大幅度地降低了农药的用量。氮肥高效利用的转基因小麦、磷肥高效利用的转基因烟草能有效地提高作物的肥料利用效率，降低肥料用量；利用调节植物水分状态使植物耐旱的基因将会培育出耐旱、耐盐碱、耐铝毒的转基因植物使农业种植面积有所增加。还有耐储藏保鲜番茄、富含维生素A的“金米”等。中天杨是利用欧美速生杨与中国小叶杨杂交选育，采用生物转基因技术，历经8年时间成功培育抗盐碱、耐干旱杨树新品种，中天杨在盐碱地育苗及造林能正常生长，这是一种抗性强、经济效益及生态效益高的抗盐碱杨树品种［11］。陈胜伟［12］将克隆到的竹子部分成花基因通过转基因技术运用到水稻和拟南芥上后，可以提早或延迟其开花、结果，促进水稻分蘖，部分基因还可以使水稻秆更加壮实，从而提高水稻产量。

3.2 转基因动物的研究及应用

目前，科研人员正在开发具备提高食品产量特点的转基因动物——“超级动物”。澳大利亚已培育出一种超级猪，它带有牛的基因，体型大，生长快。美国科学家Reh等［13］培育了对心血管病人的健康非常有益的转有大鼠硬脂酰辅酶A去饱和酶基因的转基因山羊，其乳样中单不饱和脂肪酸和共轭亚油酸比例显著高于对照组。Maga等［14］培育出在乳腺中特异表达人溶菌酶的转基因山羊，其奶样对猪仔的饲喂试验表明，能显著减少猪仔胃肠道的大肠杆菌等细菌数。与提高家畜生产性能和改善畜产品质量一样，利用转基因技术提高动物的抗病能力具有十分乐观的应用前景，张双虎［15］采用精原干细胞介导法将携带外源抗禽流感基因植入公鸡睾丸二得到抗禽流感基因鸡。

3.3 转基因食品的安全性

由于农作物的复杂性及生长、地理条件不同影响，农作物比化学品、药品或加工食品更难以评估其安全性。有很多观点报道转基因食品对健康的危害，却鲜有数据可以证明转基因食品对人体健康的影响，即使动物研究也几乎没有［16］。

根据世界卫生组织提供的信息，目前国际市场上的转基因产品全部通过了各国主管部门的危险性评估。这些评估没有表明这些产品对人类健康有任何危险［17］。但是过去几年间发表在国际科学刊物上的综述文章没有发现，或者只发现极少数量的关于转基因食品对人类和动物的毒理学/健康威胁进行研究的参考文献［18］。我们知道裸露、单纯的DNA核酸分子，在人的消化系统中很快被消化、降解。而转基因食品中的DNA，被植物组织、细胞壁、染色质等紧紧地包裹着，可以长时间存活于人的消化系统中；这一点，已经被科学试验充分地证明了。另外，在人、畜的肠胃中，存在着大量的微生物菌群。这些微生物，主要是细菌，与食物中的转基因直接接触，转基因分子能够比较容易地进入这些微生物的细胞之中。这种可能性也已经被科学试验所证实［19］。细菌没有细胞核，并且其基因组没有染色质包被，所以转基因与肠胃微生物基因组发生重组的可能性比人类基因组要大得多［20］。与肠道微生物基因重组的转基因能够在人体内长期存在，在一定的条件下，就有可能与人类的基因组发生重组。

由于转基因技术本身的不足，转基因技术将异源基因从一生物转入另一生物，虽然其DNA可以精确地切割，但不能将新基因准确地植入另一生物中，从而影响这一生物其他基因的基本功能，甚至生态环境和其他生物有机体都会产生不可预知的影响。例如，己经发现用基因工程细菌生产的食品添加剂色氨酸曾导致37人死亡和1500多人残废［21］。另外由于转基因作物不是自然选择的产物，可能会产生新的病虫害或导致原有病虫害进一化变种。这些问题目前都无法解答，仍需大量学者继续研究论证。

3.4 我国对转基因食品的管理

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，从事转基因研究和开发的国家各自均有比较完善的、以科学为基础的管理规则，这些制度的建立对转基因的研究和开发的健康而有序地发展起到了很好的作用［22］。

国家科委于1993年颁布了《基因工程安全办法》，农业部在1996年颁布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》，对转基因作物进行严格的安全性评价，规定在转基因作物商品化之前，必须进行长时间的田间或中间试验，以确保安全可靠。2000年8月，我国签署了《生物多样性公约 》的卡塔赫纳生物安全议定书，成为签署该议定书的第70个国家。2001年发布了《农业转基因安全条例》，该条例中对转基因食品的试验、生产、应用等规定了生产许可证和经营许可证制度。2002年3月20日我国正式实施《农业转基因生物安全评价管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》。办法明确规定“凡是列入标识管理目录并用于销售的农业转基因生物应当进行标识；未标识和不按规定标识的，不得进行进口和出售”。 这些法规和办法为我国市场上的转基因食品的安全设下道道防线。总之，我国在生物安全管理方面做出了一些成绩，但仍需要完善。

4 展望

尽管转基因食品安全性问题的争论在相当长的时间内会持续存在，但到目前为止，还没有足够的证据能证明转基因食品的巨大危害，而且它对我国有极其重要的意义。我国人口众多，土地资源相对贫乏，粮食生产压力很大。转基因作物能更好地防治病虫害，抵御干旱，提高产量，改善食品品质，减少农药使用量，未来对于解决世界的粮食问题必将发挥巨大的作用，因此发展前景十分广阔。但同时也有资料显示，目前转基因的技术和手段还不完善，新基因的插入是随机的，还没有达到定向插入的程度。今后对转基因产品的研究重点放在两个方面：一是对转基因产品的安全性进行可靠的实验研究，提高转基因食品的检测水平；二是深入研究，尽可能发挥转基因食品的优越性，杜绝一些不良反应的发生目的基因的定向插入技术。

总之，为了确保转基因食品的安全性，除了在政策上加强转基因食品安全性的管理，制定一系列更加完善、更加具体的管理法规。同时，还要加大对转基因食品的研究和安全性评价，特别是转基因食品的检测技术和风险性评估，客观、公正地评价转基因食品的安全性，让转基因食品在安全的轨道上健康发展，更好地造福于人类。

［1］蔡八弟.中国转基因食品商品化何去何从［J］.法制与经济，2007（7）：7-8.

［2］转基因食品的危害和检测及评价.中国农产品加工网.

［3］卢占军，陈眷华.转基因技术及其应用［J］.饲料工业，2004（12）：58-63.

［4］魏颖，杜进民，王磊，杜密英.转基因技术在食品工业中的应用［J］.食品研究与开发，2008（2）：181-184

［5］李金良，于凤丽.玉米转基因育种技术的研究进展［J］.黑龙江农业科学，2008（1）：114-116.

［6］Shen W， et. al. Efficient and simple production of transgenic mice and rabbits using the new DMSO-sperm mediated exogenous DNA transfer method. Molecular Reproduction and Development， 2006（73）：589-594.

［7］Yang S Y. et.al. Efficient generation of transgenic mice by direct intraovarian injection of plasmid DNA.Biochemical and Biophysical Research Communications 2007，358（1）：266-271.

［8］施振旦，李万利，等.动物转基因技术研究新进展［J］.农业生物技术学报，2008（1）：163-168.

［9］Lai L.et. al. Generation of cloned transgenic pigs rich in omega-3 fatty acids. Nature Biotechnology，2006，24（4）：435-436

［10］童佳.转基因技术改良家畜的现状与趋势［J］.中国农业科技导报，2007（4）：26-31.

［11］刘军等.中天杨繁育及盐碱地造林技术试验［J］.中国林业，2008（7）：60.

［12］陈胜伟.浙江林学院成功克隆到竹子成花基因并发现竹子成花基因可提高水稻产量［N］.中国绿色时报，2007-11-29（A01）.

［13］RehW A.et al . Using a stearoyl-CoA desaturase transgene to alter milk fatty acid composition. J.Dairy Sci.2004（87）：3510-3514.

［14］Maga E A， .et.al. Consumption of milk from transgenic goats expressing human lysozyme in the mammary gland results in the modulation of intestinal microflora. Transgenic Res.，2006（15）：515-519.

［15］张双虎.转基因技术可望扫除禽流感阴霾，基金课题取得抗禽流感转基因鸡研究新进展［N］.科学时报，2007-11-19（A04）.

［16］Arpad Pusztai. Genetically Modified Foods： Are They a Risk to Human/Animal Health？ ActionBioscience，2009：1-10

［17］Martín-Orúe SM. et. al.. Degradation of transgenic DNA from genetically modified soya and maize in human intestinal simulations. Br J Nutr.Jun.2002（6）：533-542.

［18］Wilcks A， van Hoek AH， Joosten RG， Jacobsen BB， Aarts HJ. Persistence of DNA studied in different ex vivo and in vivo rat models simulating the human gut situation. Food Chem Toxicol. 2004 Mar；42（3）：493-502.

［19］Netherwood T， Mart ín-Or úe SM， O’Donnell AG. et.al. Assessing the survival of transgenic plant DNA in the human gastrointestinal tract. Nat Biotechnol. 2004 Feb；22（2）：204-209.

［20］Baur B，.et al . Genetic transformation in freshwater： Escherichia coli is able to develop natural competence. Appl Environ Microbiol. 1996，62（10）：3673-8.

［21］张丽娜，陈一资.基因工程技术及转基因食品安全性评价［J］.中国食物与营养，2008（1）：18-20.

［22］毛贝，王喜平.转基因食品问题综述［J］.科技咨询导报，2007（5）.

Transgenic Technology and the Safety of Genetically modified food

Lv Jun，Liu Xing-xu，Wu Jian-cheng，Gan Min-xin*
（Nanning Newkergen Biotechnology Sciences Co.，Ltd. ，Nanning GuangXi 530003）

rapid growth of biotechnology， particular transgenic technology， makes a important role in solving excessive population， resource shortage，environmental deterioration， and haves extremely significance among science development， society improvement， economic growth.. The paper summarizes the latest research advances in methods and application of transgenic technolongy， and also the biosafety and harmful effects which have initiated. looking forward to the prospect of biotechnology in the research work in the future.

transgenic technology Genetically modified （GM） foods biosafety application

Q788

A

1674-2060（2016）02-0060-03

吕军（1981—），男，广西桂林人，本科，毕业于广西大学，助理工程师，研究方向：生物技术。

甘敏鑫（1985—），女，广西南宁，本科，毕业于广西大学行健文理学院，助理工程师，研究方向：生物技术。