转基因食品环境安全评价

4.1转基因植物环境安全评价第四章转基因食品环境安全评价4.2转基因动物环境安全评价4.4转基因微生物环境安全评价4.3转基因水生生物环境安全评价4.5转基因食品安全性评价举例第一章序论一转基因生物对生物多样性的影响生物多样性主要包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次第一节转基因植物环境安全评价（一）对物种多样应的影响1转基因作物的杂草化1）自身杂草化问题2）通过基因漂移使杂草成为超级杂草第一章序论2对靶标生物及相关生物物种多样性的影响3对非靶标生物多样性的影响1）对天敌的生态毒性2）对天敌种群和群落的影响3）对经济昆虫的影响对传粉昆虫的影响对土壤微生物的影响对土壤动物的影响4对生态系统害虫地位演化的影响第一章序论二）对遗传多样性影响三）对生态系统多样性影响1通过食物链对生物多样性的影响2对土壤生态结构的影响3对农业生态系统群落结构和生物多样性的影响一）对生物多样性影响评价二）杂草化风险的评价三）对靶标和非靶标生物影响的评价1抗病虫转基因植物对靶标生物影响的评价2抗病虫转基因植物对非靶标生物影响的评价四）转基因植物对土壤生物群落影响的评价五）转基因植物通过食物链对生态环境的其他有益或有害作用评价二转基因植物环境安全性评价个案评价程序三基因漂移的生态风险评价基因漂移：指外源基因通过天然杂交或异交渗入作物的非转基因品种或其野生近缘种的现象。一）基因漂移的途径1通过花粉管传播在空间上逃逸2通过种子在时空间上漂移3通过杂交漂移4通过转基因植物残渣及根系分泌物漂移5通过食物链漂移二基因漂移可能造成的危害1基因污染，导致遗传多样性受到破坏2001年墨西哥玉米基因污染事件2逃逸为入侵生物3可能形成的新病毒三）基因漂移控制1设置作物的遗传隔离距离，在有可能发生花粉交换的距离内清除作物的野生亲缘种；作物名称隔离距离花期隔离期玉米300m25d小麦10020d大麦10020d水稻100大豆100番茄100高粱500马铃薯100第一章序论2对栽培地区存在的作物与其亲缘种的杂交性进行研究，重点评估杂种的适合性3移去与作物有性亲和的种类，调整开花时间以及在其周围种植同种的非转基因作物作为缓冲区4用雄性不育品种来阻止转基因花粉的逃逸1对转基因植物到非转基因植物外源基因漂移及其后果评价四）基因漂移生态风险的评价程序2外源基因从转基因植物向远源植物、动物和微生物的水平转移五生存竞争力评价一）潜在的生存竞争优势1转基因植物具有较宽的生态幅2转基因植物的繁殖能力强3转基因植物的抗病虫性和产量要比常规品种好二）生存竞争力评价指标和程序1生存竞争力指标在自然条件下，转基因和非转基因作物的生存竞争力指标主要有种子活力种子休眠期、种子的越冬越夏能力、抗寒抗旱能力、抗病虫能力、长势、生育期产量落粒性2生存竞争力评价程序1）作物生存竞争力的检测程序通过田间试验，用方差分析转基因叶片数、主茎株高、生长发育期、相对覆盖率、成熟后穗数、每株穗数（或果实数）、每穗粒数（或每果实重）及千粒重等指标的差异2）种子发芽率的评价程序3）种子生存能力的评价程序六害虫抗性评价一）害虫对转基因作物的抗性抗性：一个种群对一种杀虫剂敏感度的降低，这种降低使得等位基因的频率发生变化，是以遗传为基础的印度谷螟欧洲玉米螟亚洲玉米螟小菜蛾棉铃虫害虫产生的抗性机理1害虫Bt抗性的生理生化机制产生抗性的生理生化机制与杀虫作用的特异性、靶标昆虫中肠受体蛋白存在数目、亲和性等有关2害虫Bt抗性的行为机制害虫可以进化成避免取食有毒植株或有毒部分3害虫Bt抗性的遗传机制受体分子结构的变化使毒素与受体的结合力降低，是抗性遗传机制最直接的证据三）害虫对抗虫转基因植物抗性演化评价1害虫对抗虫转基因植物抗性演化的评价过程包括如下几个系统：室内建立抗性害虫种群及交互抗性的验证；监测室内和田间靶标害虫的抗性基线及抗性频率，以抗性遗传学为基础建立抗性预测模型；设置庇护所的模式第二节转基因动物环境安全评价一转基因动物生物安全评价内容（一）供体动物及受体动物的安全性评价（二)转基因动物构建过程的安全性评价1转基因及其表达系统安全性评价2标记基因及其表达产物的安全性评价3转基因载体系统的安全性评价4外源基因的安全性评估第一章序论转基因动物安全性评估：1转基因动物释放的安全性评估（1）遗传稳定性的安全性评估（2）表达稳定性的评估2转基因动物品系建立的安全性评估3生产动物群的组建和选择的安全性评估4转基因动物的维持第三节转基因水生生物环境安全评价一、转基因水生生物安全性评价内容一）受体生物学研究1受体基本信息2受体形态特征3生长行为特性研究4生殖和繁殖5生理遗传特征研究6对有毒、有害物质的富集能力研究7对水环境及水生生物的危害性研究8对人体健康有无危害二）基因操作过程安全性评价1目的基因的安全性2载体的安全性研究3外源基因转移方法的安全性研究4目的基因的整合与表达的安全性研究第四节转基因微生物的安全性评价一转基因微生物安全性评价内容：转基因微生物产品安全性评价是以科学为依据，以个案审查为原则，实行分级分阶段管理。根据安全等级，分阶段向农业部报告或提出申请。安全性评价分为四个阶段，即中间试验、环境释放、生产性试验和申请领取安全证书。中间试验是指在控制系统内或者控制条件下进行的小规模试验环境释放是指在自然条件下采取相应安全措施所进行的小规模试验。生产性试验是指在生产和应用前进行的较大规模的试验。一）受体安全性评价1受体微生物的背景资料2受体微生物的生物学特性4受体微生物的遗传变异3受体微生物所适应的生态环境二）基因操作的安全性评价三）转基因微生物的安全性评价1动物用转基因微生物的安全性评价主要包括对动物的安全性、对人类的安全性和对生态环境的安全性三方面。目前动物用转基因微生物主要为疫苗2植物用转基因微生物的安全性评价1）将转基因微生物与受体微生物进行比较2）考虑转基因微生物应用的植物种类和用途转基因食品的安全性评价：转抗菌肽DB基因辣椒安全性的评价转基因抗甲虫马铃薯安全性的评价转2S清蛋白基因大豆安全性的评价转抗菌肽CAD基因酵母安全性的评价例1转抗菌肽DB基因辣椒安全性的评价产品用途：预防和减轻青枯病对辣椒的危害受体生物的安全性：国内外未发现具有毒性、致敏性和抗营养作用，上述指标的安全等级为I级供体基因的安全性：抗菌肽DB来源于家蚕。中国传统医学上家蚕自古入药，蚕蛹纯蚕粉作为营养保健品被广为接受，可以确定家蚕为传统的食品生物。在长期的食用过程中未发现家蚕有毒性和抗营养作用，但有部分人对食用蚕蛹有过敏反应。由于抗菌肽是家蚕体内的一种天然生物成分，可以确定抗菌肽DB的无毒性和抗营养作用，但需要检测DB是否具有致敏性。基因操作的影响类型为2非期望效应等级表型总蛋白性质比较转入的抗菌肽基因序列氨基酸序列、蛋白分子量比较在基因组中整合的稳定性I级受体生物的毒性、致敏性和抗营养作用的等级基因操作的影响类型转基因生物的非期望效应等级转基因生物的毒性、致敏性和抗营养作用的等级为I未发生对食用安全性有不良影响的非期望效应生产加工活动的安全性其种植和加工方式与受体辣椒基本相同，由于增加了抗青枯病的特征，可以减少种植过程中相关农药的使用量，因而确定其生产加工活动的影响类型为1或2转基因食品的安全性其毒性致敏性和抗营养作用的等级生产加工活动的影响类型，未发生对其食用安全性有不良影响的非期望效应可用于农业和食品生产生产加工活动的安全性其种植和加工方式与受体辣椒基本相同，由于增加了抗青枯病的特征，可以减少种植过程中相关农药的使用量，因而确定其生产加工活动的影响类型为1或2产品用途：预防和减轻甲虫对马铃薯的危害受体生物的安全性：除发芽或变黑时会产生龙葵碱的生物毒素引起食物中毒外国内外有长期的食用安全史，并且可以通过采取措施完全避免其危害，确定其毒性为II级；未发现马铃薯致敏成分和抗营养因子，致敏性和抗营养作用为I级例2转基因抗甲虫马铃薯安全性的评价供体基因的安全性：来源于Bt蛋白基因，为非传统食物中的成分需进行毒性、营养功效实验、致敏性试验。毒性试验显示其可应用于食品，确定基因操作对受体生物的毒性的影响类型为2；致敏性试验表明无致敏性，确定基因操作对受体生物的致敏性的影响类型为2；无抗营养作用的影响类型为2非期望效应等级表型重要营养成分的总水平动物的消化利用率提取的蛋白与供体蛋白理化性质、杀虫性相似在基因组中整合的稳定性I级生产加工活动的安全性其种植和加工方式与受体辣椒基本相同，可以有效去除或降低马铃薯中的生物毒素。并具有抗甲虫作用，减少种植过程中相关农药的使用量，因而确定其生产加工活动的影响类型为1转基因食品的安全性其毒性致敏性和抗营养作用的等级生产加工活动的影响类型，未发生对其食用安全性有不良影响的非期望效应，虽有毒可以完全避免其危害可用于农业和食品生产产品用途：提高大豆中含硫氨基酸的含量，改良大豆的营养质量例3转2S清蛋白基因大豆安全性的评价2S清蛋白为含硫氨基酸，在普通大豆中含量很低，被视为大豆的营养缺陷受体生物的安全性：未发现天然的生物毒素，毒性等级为I为成人和儿童最常见的致敏食物，含有致敏蛋白，但可以避免其危害，致敏性为II级含有多种抗营养因子，通过采取措施可以避免，II级供体基因的安全性：来源于巴西坚果，国外有长期食用史未见天然生物毒素和抗营养因子，均为I级成人和儿童最常见的致敏食物，含致敏蛋白，成分测定表明大豆中表达的蛋白与巴西坚果的致敏成分具有相似的分子结构。致敏试验表明大豆中2S清蛋白基因的表达产物与巴西坚果的致敏蛋白对人有相同的致敏反应，生物致敏性为3非期望效应等级表型重要营养成分含硫氨基酸含量明显提高，其它营养成分的含量水平相同在基因组中整合的稳定性表型性状和遗传性状均未发生变异I级生产加工活动的安全性其种植和加工方式与受体基本相同，可以有效去除或降低抗营养因子，但2S的致敏作用无法消除，因而确定其生产加工活动对转基因生物的毒性的影响类型为2，致敏性类型为2，对抗营养作用的影响类型为1转基因食品的安全性其毒性致敏性和抗营养作用的等级生产加工活动的影响类型，未发生对其食用安全性有不良影响的非期望效应，虽有抗营养因子可以完全避免其危害，转基因大豆的致敏成分无适当的安全控制措施可以避免其危害转2S清蛋白大豆不可用于农业和食品生产例4转抗菌肽CAD基因酵母安全性的评价产品用途：用作鸡猪及对虾的饲料添加剂，代替现行禁用的抗生素，预防及治疗大肠杆菌、沙门菌引起的腹泻等消化道炎症受体生物的安全性：啤酒酵母为受体，长期作为供人助消化的辅助药物及作为饲料蛋白的来源未发现毒性致敏性和抗营养作用均为I级供体基因的安全性：人工设计合成的DNA序列，采用了天蚕抗菌肽的部分序列及柞蚕抗菌肽基因的部分序列作为改造的新基因，需对其毒性致敏性和抗营养作用。确定基因操作的影响类型为2非期望效应等级表型相同受体含有的CAD具有广谱杀菌作用及独特的杀菌机制，对革兰氏阴性、阳性菌均有效、尤其对绿农杆菌、金葡、大肠杆菌、沙门氏菌等多种病原菌具有较强的抑制作用其它营养成分的含量水平相同两段序列的连接方式及在基因组中整合的稳定性未发现转基因酵母的外源基因向动物肠道微生物及环境微生物转移表型性状和遗传性状均未发生变异I级生产加工活动的安全性不直接服务于人，而是作为动物饲料，但抗菌肽CAD在动物体内大量蓄积，有可能通过食物链进入人体，可能造成对人胃肠道内细菌的抑制作用，破坏菌群的平衡，从而影响人体健康。检验结果显示添加抗菌肽CAD基因酵母的饲料喂养的猪鸡肉血肝脏样品中均未检出抗菌肽CAD。可以确定转基因酵母的生产加工活动未影响类型为2转基因食品的安全性其毒性致敏性和抗营养作用的等级生产加工活动的影响类型，作为饲料添加剂饲养畜禽并不增加动物食品的毒性、致敏性和抗营养作用转抗菌肽CAD基因酵母可用作鸡猪及对虾的饲料添加剂检测技术1基于核酸水平的检测方法简单PCR扩增技术多重PCR扩增技术巢式-PCR技术荧光实时定量PCR检测技术核酸杂交：Southernblot，Northernblot蛋白水平的检测技术ELISA(EnzymeLinkedImmunosorbentAs