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1、生命科学前沿与现代生物技术进展,令利军,一、脑科学计划二、3D生物打印技术 三、脑机接口与脑脑接口四、基因组编辑技术五、单细胞测序技术六、艾滋病与肿瘤治疗七、转基因食品与安全性,一、脑科学计划,美国科学家John OKeefe（约翰欧基夫）、挪威科学家May Britt Moser（梅-布里特莫泽），以及挪威科学家Edvand Moser（爱德华莫泽），因发现了大脑中形成定位系统的细胞，而被授予了2014诺贝尔生理学或医学奖。毋庸置疑，现代神经科学已经取得了革命性进展，未来它仍将是科学发展的大势。,动物或人脑的海马及相邻区域有位置细胞、头部方向细胞和网格细胞。它们共同的作用在于定位动物和人在空
2、间的位置。当动物或人在房间或公园内走动，特定的细胞在不同的位置就会活动，就会反映出他们在什么位置。而发现这一点，对于发现动物或人怎么确定方向确定位置很重要。,美国-脑科学计划,2013年4月2日，美国总统奥巴马宣布，正式启动一项“脑科学计划”，全称“运用先进创新神经技术的大脑研究计划（Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies）”，以探索人类大脑工作机制，绘制脑活动全图，并针对目前无法治愈的大脑疾病开发新疗法。美国启动“脑科学计划”，正式标志着其决心全力抢占脑科学研究的战略制高点。,美国-脑科学计划,年经费投入：2
3、.32亿美元联邦政府 1.1亿私营机构 1.22亿 国防高级研究计划局（DARPA）5000万美元,美国-脑科学计划,初步实施方案确定了9个研究重点领域，其中包括：创建大脑结构图谱开发大型神经网络记录能力开发基于光遗传学、药物遗传学、生物化学和电磁场等的神经回路操纵工具利用虚拟现实、机器学习等了解认知和行为活动基础研究提高人类大脑成像技术的空间分辨率和时间采样率,美国-脑科学计划,计划将分为4个阶段：其中研发新的影像工具，如利用光线穿透脑组织，以探测并操控细胞功能；利用新一代电子探针，检测和操控大量的细胞；利用纳米技术对单个神经细胞内的活动进行实时报告；仿造人类基因组计划的做法，建立数据分析和
4、共享系统。,欧盟-脑科学计划,欧盟委员会2013年1月28日宣布，人脑计划（Human Brain Project）入选“未来新兴旗舰技术项目”，将在未来10年内获得10亿欧元的经费资助。人脑计划意在通过大型计算机模拟人脑的细胞、化学性质和连接性，以求更好地了解大脑的功能和发育。欧盟指出，对人脑的研究及相应技术研发至关重要。这不但有助于帕金森病、阿尔茨海默病等脑部疾病的诊断和治疗，同时还可以解释人脑的高能效、高可靠性之谜，对人工智能研发具有重大作用。,我国脑科学计划即将启动,面对激烈的国际竞争，中国将在脑科学领域有何作为？中科院外籍院士、中科院上海神经科学研究所所长、中科院脑科学卓越创新中心主
5、任蒲慕明表示，目前，国内专家已基本达成共识：我国应集中资源、凭借某些领域的优势解决当下最迫切的社会需求，发展预防和治疗脑疾病的诊疗手段，尤其是神经发育疾病、精神类疾病、神经退行性病变的早期诊断和干预。,据蒲慕明介绍，大多数我国脑科学专家认为中国“脑计划”应侧重社会需求，以“脑健康”为计划的主题。主要的研究应聚焦在脑工作原理和与脑重大疾病相关的前沿领域上。它将在多学科交叉的基础上，以微观、介观和宏观尺度研究动态脑网络工作问题，尤其重视幼年神经发育疾病、中年精神类疾病和老年神经退行性病变（如阿尔兹海默症，又称老年痴呆症）的机理研究和研发早期诊断及早期干预的手段。我国丰富的脑疾病样本资源和非人灵长类
6、动物的脑疾病模型将为中国特色的脑研究提供独特优势。,中外专家认为，“脑计划”比“人类基因组”难至少几百倍，所以这个计划更需要国际合作。,二、3D生物打印技术,3D生物打印技术,生物打印技术是近年来发展极为迅速的新的领域，2013年世界经济论坛确定了全球新兴技术的 个方向，其中就包括 生物打印技术。3D生物打印技术的优势：可以实现组织器官的快速构建；可供选择的细胞种类丰富；能够完成复杂器官的精确打印；免疫排斥反应小。,3D生物打印技术的应用方向,1.推进人体组织器官再生研究 人体组织再生研究是当前的热点研究领域，目前，用 打印技术打印人体器官已经成为可能。2013 年3月，美国科学家实现了人头骨
7、的3D 打印，并且获得 FDA 批准；2013年7月，美军资助的3D 打印皮肤和肾脏研究取得突破。,3D生物打印技术的应用方向,2.辅助新药研发测试 目前，药物测试需要大量受试动物，通过3D 打印技术，科学家已经打印出人造肝脏组织，有望取代动物用于新药测试，获得更好的测试效果，同时可以大幅降低研发成本。此外，利用3D 打印技术进行动脉、肾脏和特定细胞打印，可用于模拟人体对药物的反应，有助于选出安全、高效的药物。,3D生物打印技术的应用方向,3.促进活体细胞培养 荷兰Twente 大学的一个研究小组使用纳米3D打印技术制造出了迄今为止最小的金字塔，用于培养细胞。这种微型金字塔在组织工程和再生医学
8、领域具有良好的应用价值。,三、脑机接口与脑脑接口,所谓“脑机接口”技术，指的是在大脑与假肢等外部设备之间建立一条直接传输大脑指令的通道，在神经通路损坏的情况下，利用计算机解读脑部信号，进而控制外部设备。,2013年2 月，美国杜克大学与巴西的研究人员成功对大鼠进行了“脑脑接口”实验实验。2013年6月，美国明尼苏达大学科学家首次实现人类意念远程遥控直升机飞行。2013年8 月，美国华盛顿大学科学家首次进行了人类之间非侵入式脑脑接口试验，一个研究人员能通过互联网发送脑信号，成功控制远在校园另一侧的同伴的手部运动。,目前，脑机接口技术面临两个技术难题：第一个难题是如何把设备植入大脑，并且保证这个设
9、备能够在使用者几十年的整个生命周期内正常运作；第二个难题是通过什么样的方式从病人大脑中获得信息，并对信息进行有效解读。为了进一步推动脑机接口技术的发展，使其能够发挥更大的作用，脑机接口的研究者们正在努力攻克这两大难题。,四、基因组编辑技术,基因组编辑技术,2013年1月，麻省理工学院、洛克菲勒大学的研究人员开发了基因组编辑新技术，可通过添加或删除基因精确改变活细胞的基因组。这一技术有可能为我们提供一种使用方便的廉价方法，用于操控生物体生产生物燃料、设计动物模型研究人类疾病、开发新疗法，以及其他潜在应用。,五、单细胞测序技术,近几年来，基于单细胞测序技术的科学研究取得了突飞猛进的发展，其成果有望
10、为一些重要的医学问题提供新的解决方案。单细胞基因组扩增新技术（MALBAC）最早由哈佛大学谢晓亮教授发明，相关论文2012年发表于科学（Science）杂志。该方法通过形成闭合环来抑制DNA片段被重复地复制，以保持DNA扩增的均匀性，解决了传统方法对单细胞基因组扩增的强烈偏好性的问题。这项突破在单个细胞水平实现了全基因组93%的高覆盖率，同时也能准确检测单个肿瘤细胞中的染色体拷贝数异常。,艾滋病治疗重大突破：三名携带HIV婴儿被治愈,英国每日邮报网站7月1日发表题为3名携带HIV病毒的婴儿在出生几小时后接种突破性疫苗终被治愈的报道称，3名在出生仅几小时后就接受一种突破性新药治疗的婴儿被宣布不再
11、携带艾滋病病毒(HIV)，还有一名婴儿在接受同样治疗后体内病毒浓度变得非常低。,中山医学院颜光美教授课题组发现新型溶瘤病毒M1具有显著抗肿瘤作用，这对研发新型靶向抗肿瘤药物具有重要意义。究显示，M1病毒是一种从中国海南岛分离得到的天然病毒，能选择性地感染并杀伤包括肝癌、结直肠癌、膀胱癌、黑色素瘤在内的多种体外培养的癌细胞，而对正常细胞无毒副作用。整体动物实验表明，经尾静脉注射的M1病毒能显著富集在肿瘤组织并抑制肿瘤生长，正常器官则不受影响。除细胞水平及动物实验之外，课题组还使用临床标本离体活组织培养模型进一步证实了上述新型溶瘤病毒的有效性和特异性。,Genetically Modified F
12、ood(GMF)and Its Safety转基因食品与安全性,一、中国转基因安全性的争议,29,2009年，中国颁发了具有自主知识产权的一个转植酸酶基因玉米品种，以及两个转抗虫基因水稻品种的生产应用安全证书。这一举措被业界认为具有里程碑性的意义。但是，部分社会公众曾经对此心存疑虑，担心转基因作物存在安全性问题。中国工程院院士、中国农业科学院生物技术研究所范云六研究员带领的科研团队，历经12年完成的转植酸酶基因玉米研究项目，日前获得农业部正式颁发的转基因生物安全证书。中国科学院院士、华中农业大学张启发教授带领的上述研究团队食用转基因大米已经多年，但此次意义非凡：他们研发的两种转基因水稻，率先获
13、得了农业部颁发的安全证书。在华恢1号和汕优63这两种水稻品种中转入具有Bt抗虫蛋白的基因Cry1Ab/Cry1Ac。,2009年全国人大代表、内蒙古自治区鄂伦春自治旗古里乡党委副书记、乡长孟玉珍说:“转基因作物的一大特点就是抗虫、抗病性,那虫子吃了都受不了的东西,人吃就没事吗?”“粮食产量是确保国家粮食安全的重要一方面,但安全性更重要。光有产量,但大家都不敢吃,或者吃完之后还有一些后顾之忧,那保障国家粮食安全从何谈起?”她说。转基因技术用在原料加工领域就可以了,不能延伸到主粮生产领域。,2010年3月1日，我国120多名专家学者联名签发了一份建议，邮寄给全国人大常委会，建议人大立即撤销转基因水
14、稻的安全认证。其中有学者尖锐指出：转基因主粮是否推广，应该听取民众意见，不能任由少数专家和少数官员“悄悄”作决定。,全国人大代表、中国社科院学部委员程恩富表示,鉴于粮食的重要性和不可替代性,如果转基因技术被应用于中国的粮食生产,则“举其十利不能掩一弊”,风险将难以估量。他认为转基因作物存在基因污染、增殖、扩散及清除途径不确定等因素,一旦转基因作物出了问题,是无法从根本上控制和补救的。另外,转基因产品对生态与环境安全具有不可预测的影响。加强对转基因粮食和工业原料的进口、经销环节监管进行立法。,中国农业科学院生物技术研究所研究员范云六院士:“转植酸酶基因玉米可以提高饲料的利用效率，减少饲料中磷酸氢
15、钙的添加量，降低饲养成本；减少动物粪、尿中植酸磷的排泄，减轻环境污染，有利于环境保护。”范云六说，“此外，利用农业种植方式生产植酸酶，还具有节能、环保、低成本的优势。”华中农业大学教授张启发院士:转抗虫基因水稻不仅能有效控制螟虫等鳞翅目害虫危害，保障水稻增产，还能减少80%的化学农药用量。,全国政协委员、杂交水稻之父袁隆平院士认为,对转基因作物对人安全的担心“是可以理解的”,但转基因安全问题不能“一棒子打死”。国家对这一问题也很慎重,到现在抗病虫转基因品种并没有放开生产市场,仍处于试验阶段。要想证明抗病抗虫的转基因食品对人类到底有没有问题,目前唯一的办法是用人来做实验。我是第一个报名的志愿者!
16、,中国农业科学院生物技术研究所所长、农业部农作物分子生物学重点实验室主任黄大昉则认为,一方面我们需要大力发展转基因技术,另一方面要加强研究,不断完善这项技术。“这就像核能的发展。10年前,大家对发展核能也很恐慌,但我们知道通过科学严格的管理,可以避免泄漏。如今,核能已成为重要的替代能源,为人类减轻能源压力。”,法国环绿色和平组织摧毁5 个转基因作物基地,GM抗议者在英国,绿色和平组织领导者被捕1999,绿色和平组织将转基因食品妖魔化,绿色和平组织抗议雀巢咖啡事件,36,“转基因生物风险、决策与评价论坛综述”,为了推进转基因生物风险及其决策的相关研究和学术交流，全面深入理解转基因技术、转基因生物
17、风险及其评价，恰当地进行相关决策以便健康地推广转基因生物，中科院研究生院人文学院于2010年5月16日，在玉泉路园区行政楼第一会议室举办了以“转基因生物风险、评价与决策”为主题的“第一次当代科技与社会论坛”。来自中国科学院、中国社会科学院、清华大学、北京师范大学等单位的专家，科学（美国）、科学时报、科技导报、中国经济导报、世界博览、新知客等杂志的记者，环境NGO人士、文化学者和研究生，共70余人出席了本次论坛。在论坛上，共有16名专家学者及各方人士做了主题发言。,“转基因主粮决策应该扩大公众和社会参与”,根据国际经验，转基因技术的健康发展需要公众和社会参与。这种参与不仅仅是科学界向公众和社会普
18、及科学知识，而且科学界需要倾听公众的意见，形成对话，公众的意见应该反映到决策过程中。中国转基因主粮的决策也应该扩大公众和社会参与，以便创造一种民主和对话的环境，促进决策的科学化和民主化，形成一种政府-科学家-公众各尽其责、共同管理转基因主粮发展的机制。,-中科院科技政策与管理科学研究樊春良研究员,“试论转基因作物的生态风险”,转基因作物对生物多样性的影响主要有：转基因作物将破坏自然生态系统；转基因生物对非目标生物尤其有益生物产生危害；降低生物多样性和食物多样性；转基因作物导致“超级杂草”。此外，转基因作物对生态环境的影响还有：转基因作物作为“新物种”侵占新环境，表现不折不扣的入侵性；转基因作物
19、产生基因环境污染等。因此，不应该贸然将转基因作物大面积投放到环境中。,-中国科学院植物研究所蒋高明研究员,“从预防原则看转基因技术及其伦理问题”,预防原则的核心是：积极预防原理与举证责任转移原理。尽管这些原则可能会导致成本和速度的问题，但是在风险社会中宁愿以此换取风险的降低。转基因作物对人体健康的长期累积性影响、特别是对环境的潜在影响，具有非常大的不确定性。因此，非常有必要把预防原则作为指导转基因技术使用和决策的基本伦理原则。探讨了预防原则的基本内涵、价值诉求以及在转基因决策上的运用。,-中国社会科学院哲学研究所杨通进教授,“转基因与生物武器”,转基因技术蕴含着的一些特殊性技术，比如“启动开关
20、”技术（现在已经用到植物上了），一旦用到动物身上，就很容易演变成生物武器。因此,我们不仅需要关注转基因技术在民用领域的应用，同时也要关注国外转基因技术在军事领域的应用，要警惕国外运用转基因技术来制造生物武器。,-文化学者刘仰,“从风险社会视角看转基因技术的安全问题”,在转基因技术引发的种种风险问题上，支持转基因技术大规模使用者，往往以科学理性自居，这是严重违背风险控制逻辑的。传统科学技术的认识模式，不足以准确把握风险，甚至是越具有科学精神，越容易忽视风险。因此，在转基因技术的安全控制问题上，必须将民主监督、审查和控制的原则应用到技术的研发、应用的各个环节之中。,-清华大学科技与社会研究所蒋劲松
21、副教授,“转基因生物安全管理与公众参与”,我国的转基因法律法规是比较严格和健全的，主要的问题在于监管，早在2005年我们在湖北就发现了非法种植的转基因水稻。根据实地调查表明，转基因作物的长期安全性问题已经暴露且非常严重。在他看来，应对转基因生物安全需要加强公众参与。,-绿色和平组织食品与农业项目主任方立锋,“科学时代的回光转基因问题首先不是科学问题”,转基因主粮作物的研究及种植涉及政治、经济、国家战略以及科学、技术和社会关系等诸多问题。因此，在转基因问题上，从事转基因作物研究的科学家们，并不是唯一的专家，也不是最重要的专家。转基因好不好，不需要转了才知道。我们完全可以通过历史的、哲学的以及伦理
22、的方式，有所预见。并进一步指出，对于科学及其技术发明出来的人类历史上、自然历史中都没有过的新东西，我们首先应该做的不是欢呼，而是警惕！,-北京师范大学哲学与社会学学院田松副教授,二、转基因引起的安全性事件,47,转基因作物的安全性争论，国际上有5个典型事件：英国Pusztai事件，美国帝王蝶事件，加拿大“超级杂草事件”事件，墨西哥玉米事件，中国Bt抗虫棉事件,山西省农业厅对山西、吉林动物异常现象调查一文所反映情况的调查说明美国转基因玉米MON863事件美国转基因长粒米污染事件转基因玉米品种对大鼠肾湖北省农业厅关于转基因水稻监管的声明,、Pusztai事件,Pusztai博士,Killer,“转
23、雪花莲凝集素基因的马铃薯能够对大鼠的免疫系统造成损害”1998年,49,英国皇家学会的评论 1999.5,不能确定转基因和非转基因马铃薯的化学成份有差异饲喂转基因土豆的大鼠未补充蛋白质以防止饥饿动物数量少，喂几种不同的食物，且都不是大鼠的标准食物，很少统计意义试验设计差，未作双盲测定统计方法不当试验结果无一致性,英国苏格兰Rowett研究所的研究人员ArpadPusztai1998年秋在电视台宣称，他用转雪花莲凝集素基因的马铃薯饲喂大鼠，“导致大鼠体重及器官重量严重减轻，免疫系统被损坏”。从此引发了国际上对转基因作物安全性的争论。英国皇家学会对此十分重视，组织了专门的同行评议，并于1999年5
24、月公布报告,、斑蝶事件,51,斑蝶事件,1999.5 康乃尔大学研究组报道，撒在马利筋草叶片上的Bt玉米花粉，可使44%的斑蝶幼虫死亡Science、Nature 拒绝发表斑蝶文章，审稿人指出这并不代表田间的情况加拿大Guelph 大学环境生物学系主任Mark Sears教授认为，康乃尔大学的研究没有说服力，研究是在实验室内完成的，且没有公开其使用的花粉数量,转Bt基因的玉米造成帝王蝶的死亡嗎?,52,对斑蝶的影响,玉米花粉大而重，扩散不远。玉米地里可发现150个花粉/cm2草叶，玉米地边缘有 80100个，玉米地以外5米，只找到 1个花粉斑蝶通常不吃玉米花粉，在玉米散完粉后才大量产卵美国中西
25、部 Bt玉米占40，但斑蝶群体数量很大斑蝶因杀虫剂而死亡的数量大大超过玉米花粉结论：转基因玉米对斑蝶不是一种威胁；在过去的几年里,尽管Bt 玉米的种植面积增加了40%,但与此同时大斑蝶的种群也增加了30%。,、墨西哥玉米基因污染事件,2001 年11 月29 日,“轉基因DNA 滲入墨西哥Oaxaca 當地傳統玉米品種”一文在Nature上發表,Nature 436,760(11 August 2005),Emma MarrisCorn found to be free of GM contamination.,55,A Brazil-nut Allergen in Transgenic So
26、ybeans,2S methionine-rich albumin transferred from Brazil nut to soybeans2S albumin is a major Brazil nut allergenPatients allergic to Brazil nuts showed positive reactions to extracts of transgenic soybeansTransgenic soybeans never reached the marketNordlee et al.,The New England Journal of Medicin
27、e,March 1996:688-692,、巴西坚果过敏事件,Skin Prick Testing Brazil Nut,Source:University of Toronto,57,2003年，南京环境科学研究所与绿色和平组织在北京召开会议，南京环境科学研究所、绿色和平组织顾问薛达元在会上发表了题为“转Bt基因抗虫棉环境影响研究综合报告”。绿色和平组织也于当天在其网站上刊登了薛达元长达26页的英文报告，从而再次引发国际争论，在欧、美产生巨大反响，成为国际上争论GMO安全性的重大事件之一。德国农业报文章的标题进一步升级，称”Chinese Research：Large Environment
28、 Damage by Bt Cotton”。绿色和平组织的“中国项目主管”卢思聘声称，棉农“将面对不受控制的超级害虫，转基因抗虫棉不但没有解决问题，反而制造了更多的问题”，“棉农将被迫使用更多、更毒的化学农药”。抗虫棉在中国实践多年，深受广大棉农的欢迎，相信不会同意他的这些结论。中国、美国、德国、加拿大、比利时、印度等国的科学家已在网上纷纷发表评论，反驳绿色和平组织的观点。,、中国Bt抗虫棉事件,58,由于基因漂流，在加拿大的油菜地里发现了个别油菜植株可以抗1-3种除草剂，因而有人称此为“超级杂草”。事实上，这种油菜在喷施另一种除草剂2,4-D后即被全部杀死。应当指出的是，“超级杂草”并不是一
29、个科学术语，而只是一个形象化的比喻，目前并没有证据证明已有“超级杂草”的存在。同时，基因漂流并不是从转基因作物开始，而是历来都有。如果没有基因漂流，就不会有进化，世界上也就不会有这么多种的植物和现在的作物栽培品种。即使发现有抗多种除草剂的杂草，人们还可以研制出新的除草剂来对付它们。科学进步的历史就是这样。当然，油菜是异花授粉作物，为虫媒传粉，花粉传播距离比较远，且在自然界中存在相关的物种和杂草，可以与它杂交，因此对其基因漂流的后果需要加强跟踪研究。,、加拿大“超级杂草”事件,59,、山西、吉林动物异常现象调查,2010.9，网络上出现有关国际先驱导报对我省晋中市榆次区张庆乡出现由于种植、饲喂“
30、先玉335”玉米而导致动物出现异常现象的报道（以下简称报道），引起较大反响。报道中所称“当地另外的怪事：母猪产仔少了，不育假育、流产的情况比较多”，这与本地实际严重不符。调查组对乡、村防疫员和养猪户进行了询问，杨村、演武村乃至张庆乡近年来都未发现有普遍的母猪产仔少、死亡率高的现象。少数养殖户出现这种现象，其成因复杂，涉及管理、疾病、气候、营养等多方面因素。报道中所称“晋中的羊主要饲料是醋糟”、“醋糟中主要成分是玉米”、“以前母羊一胎能生两到三只”，这与本地实际严重不符。羊本身是单胎动物，一般每胎一只，少数每胎两到三只，羊的主要饲料是秸秆和饲草，也有少数养殖户在羊饲料中添加醋糟，但醋糟主要成分是
31、稻谷壳或高粱壳，有少量玉米也在酿造过程中基本消耗完。报道中所提的老鼠变少变小的现象，乡、村干部和农民普遍认为是由于猫的饲养量增加产生生物抑制作用，以及农村基础设施和村民住房由砖瓦结构改善为水泥结构，老鼠不易打洞做窝而造成的。总之，我们通过调查，认为报道所述的因果关系缺失科学依据。,60,、美国转基因玉米MON863事件,2005年5月22日，英国独立报披露了转基因研发巨头孟山都公司的一份秘密报告。据报告显示，吃了转基因玉米的老鼠，血液和肾脏中会出现异常。最后迫于压力，应欧盟要求，公布了完整的1139页的试验报告。欧盟对安全评价的材料及补充试验报告进行分析后，认为将“Mon863”投放市场不会对
32、人和动物健康造成负面影响，于2005年8月8日决定授权进口该玉米用于动物饲料，但不允许用于人类食用和田间种植。2009年10月，欧洲食品安全局转基因生物小组按照转基因植物及相关食品和饲料风险评估指导办法及复合性状转基因植物风险评估指导办法提出的原则对转基因抗虫和耐除草剂玉米Mon89034 x NK603用于食品和饲料的进口和加工申请给出了科学意见。欧洲食品安全局在总结报告中说，目前有关MON89034 x NK603玉米的信息代表了各成员国对该品种玉米的科学观点，在对人类和动物健康及环境的影响方面，这种玉米与其非转基因亲本一样安全。因此，EFSA转基因小组认为这种玉米品种不大可能在应用中对人
33、类和动物健康或环境造成任何不良影响。,61,、美国转基因长粒米污染事件,2006年8月，拜耳公司对外公布未经批准的转基因水稻LLRice601少量混入商品稻米中，立即引起日本和欧盟采取紧急措施限制进口美国大米。8月21日本厚生劳动省马上宣布停止进口美国长粒米。8月23日，欧盟采取紧急措施，规定只有提交独立实验室按照认可的检测方法出具的检测报告证明不含有LLRice601，美国长粒大米才能进入欧盟市场。结果导致美国米出口下挫41%，农民控告拜耳公司要求赔偿超过25件，多国禁止美国长粒米进口，许多国家要求测试进口米，对中粒和短粒米的市场也造成影响，美国米可能再也无法以“非转基因稻米”出售。因此，2
34、006年底，美国经严格的安全评价批准了该产品的种植。,62,、湖北省农业厅关于转基因水稻监管的声明,7月20日，经济观察网发表题为绿色和平：违法转基因稻米疑已污染湖北国家粮库消息称，怀疑我省个别大米加工企业有转基因稻米，并指责“湖北省一直没有采取切实有效措施，将违法转基因水稻污染及时阻截”。我们认为绿色和平组织的言论是严重失实的新闻炒作。湖北省农业厅一直严格按照农业转基因生物安全管理条例、种子法等法律法规的相关规定，认真履行监管职责，严格农业转基因生物试验室研究和安全评价试验监管，加强种子市场执法检查，开展稻米市场抽样检测监控，严厉查处非法生产销售转基因水稻案件。到目前为止，湖北省没有发现商业
35、化种植和销售转基因水稻及其制品的事件。,三、转基因技术发展是一场技术革命,63,Transformed foreign genes into plants mediated by agrobacterium,、转基因育种技术,Plant biotechnology is an extension of this traditional plant breeding with one very important difference-plant biotechnology allows for the transfer of a greater variety of genetic infor
36、mation in a more precise,controlled manner.,Adapted from:Council for Biotechnology Information,转基因作物种类：主要为大豆、玉米、棉花和油菜等，以转基因大豆面积最大。,The first GM tomato(Flavor savor)in 1994,.增产型(增加作物对环境的抵抗性):如耐除草剂抗病虫害,抗逆境而达到增产效果.2.营养型(增进作物之营养成分):如黃金米,含高铁蛋白食米.3.控熟型(控制作物之发育):提早或延迟果实之成熟,减缓老化,如flavar savar番茄.,、转基因育种内容,加工
37、型(改变作物代谢品质):利于从事食品加工之需要,如高淀粉之马铃薯,含高月桂酸之芥子油.保健型(开发植物化学工厂):如口服疫苗(eddible vacine),工业用生产酵素,及预防疾病之食物成分,如去咖啡因茶,降胆固醇大豆等.新品种:改善原产品的品质、质地、风味或颜色.其他:如改变作物授粉特性,养份吸收甚至改善环境污染等(phytoremediation).,转基因胡萝卜能预防乙肝,转基因生菜含铁量高(日本),71,转 基 因 西 红 柿,散发柠檬香味和玫瑰芳香的转基因西红柿,72,73,由中国农科院生物工程中心开发的Bt棉对棉铃虫有显著的抗性。与对照相比减少农药用量80，并减少用工150个/
38、hm2，以上两者可使每公顷节省1500元，Bt转基因棉种深受棉农的欢迎。,74,转 基 因 甜 椒,转基因辣椒可在冬季生长(以色列),75,无子的转基因茄子(意大利),76,77,四、世界转基因作物种植与发展,1983年世界上第一例转基因植物一种含有抗生素药类抗体的烟草在美国成功培植。1993年:世界上第一种转基因食品转基因晚熟西红柿正式投放美国市场1996年:世界转基因作物种植总面积仅为170万公顷2002年:全球转基因农作物种植面积已扩大到5870万公顷。迄今,全世界已有近50个国家和地区开展转基因作物种植实验，有16个国家的近600万农民以种植转基因作物为主。,转基因烟草,贮存保鲜番茄,
39、自从1983年第一株转基因烟草获得以来，至今已有120种植物转基因获得成功。1996年全球大面积种植，并不断扩大。,25个国家种植了1.34亿公顷的转基因作物，比2008年增长了7%。美国最大，种植面积为6400万公顷；其次是巴西，2140万；根廷，2130万；印度，840万；加拿大，820万；中国，370万；巴拉圭，220万；南非，210万。,80,81,82,83,转基因产品国际贸易势不可挡,84,国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)日前发布的全球转基因作物育种产业发展最新统计数据显示，2009年全球有25个国家商业化种植转基因作物，包括玉米、大豆、棉花、油菜等24种转基因作物种植面
40、积继续快速增长，总面积已达1.34亿公顷，较产业化初始的1996年增长近79倍。,86,全球转基因植物生态效益、经济效益十分显著,1996至2007年，全球转基因作物的累计收益高达440亿美元，其中发展中国家220亿美元，发达国家220亿美元，累计减少使用杀虫剂有效成分35.9万吨。2008年，全球共有55个国家批准了24种转基因作物进入市场销售，市场价值达到75亿美元。其中，发达国家57亿美元，发展中国家18亿美元。转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因，功能清楚，后代表现可准确预期。因此，将转基因技术与常规育种技术紧密结合，可相得益彰，能够培育多抗、优质、高产、高效新品种，大大提
41、高品种改良效率，并在降低农药、肥料投入，对缓解资源约束、保障食物安全、保护生态环境、拓展农业功能等方面显示出巨大潜力。,、减轻病虫害危害，改善农业生态环境。全球转基因技术的研发与应用表明，抗虫和抗除草剂等转基因作物的种植不仅在提高农作物产量方面成效显著，而且在改善农业生态环境方面也显示出巨大的优势。培育抗病虫、抗除草剂、抗旱、耐盐碱、养分高效利用等的转基因新品种，将显著减少农药、化肥和水的使用，缓解养殖污染，改善生态环境。,87,、降低生产成本，增加农民收入。由于转基因新品种在增产、优质优价、低耗等方面的优势，已使全球转基因作物种植农户累计获得纯经济效益340亿美元，农民增收25%左右。抗除草
42、剂转基因大豆的应用，实现了密植和免耕，有利于水土保持。我国棉农也因种植转基因棉花，每亩减支增收130元，累计实现农民增收200多亿元。、拓展产业形态，提高产品附加值。目前，功能性和治疗性转基因食品、转基因生物能源和环保产品相继研制成功，部分转基因药物上市销售，使转基因品种正在由简单性状改良向复杂性状改良、由农业领域向医药、加工、能源、环保领域拓展等方向发展。,全球转基因植物生态效益、经济效益十分显著,88,Agricultural Biotechnology can meet the growing demand for food,转基因在实现可持续发展战略中的作用,资源保护,环境污染和控制,
43、生态恢复,全球环境保护,防灾减灾,消除贫困,人类居住区可持续发展,卫生和健康,消费与社会服务,人口与教育,交通发展,持续可再生能源,持续农业发展,清洁生产与环境产业,产业政策,转基因在实现可持续发展战略中的作用,预计到2020年，生物经济的规模就将达到15万亿美元，超过信息经济，成为世界上最强大的经济力量。,90,转基因作物产业化十多年来，转基因食品已经进入我们生活的方方面面。近年来，有关转基因技术和转基因食品的争议不但没有平息，反而越来越激烈。由于对转基因技术认识上的误区，转基因技术的发展也面临了许多困惑，转基因生物的安全管理引发了很大的争议。,迄今为止，没有发现批准应用转基因植物的不安全的
44、；也不是说，转什么基因都是安全的。所以，第一，转基因技术是新的技术革命，势不可当；第二，国家严加监管，严格评价后才可环境释放,五、正确认识转基因生物及其安全性,.1 转基因食品的安全性问题,转基因食品可能具有毒性;转基因食品可能产生过敏反应;抗生素标记基因可能使人和动物产生抗药性;病毒重组,发生基因重组,产生新的病毒,产生变异,或产生新病毒,过敏原进入体内,粪便中分离的变异菌株,.2 转基因作物的生态安全性,转基因作物的生态安全性问题，涉及转基因作物释放到田间去，是否会将基因转移到野生植物中,是否会造成原有的生态平衡破坏,改变物种间的竞争关系和生物多样性等。转基因作物所引起的生态安全性问题，已
45、有部分在实验室水平得以证实或发生了实例.转基因作物本身可能演变为农田杂草,超级杂草,靶生物,非靶生物,.3 对生物多样性的威胁,转基因作物作为外来品种进入自然生态系统，往往具有较强的“选择优势”,可能会影响植物基因库的遗传结构，淘汰原来栖息地上的物种及其它遗传资源,致使物种呈单一化趋势，造成生物数量剧减,甚至会使原有物种灭绝，导致生物多样性的丧失,94,人们对转基因技术和转基因食品的认识有何误区？,不了解什么是转基因技术；混淆不同研制阶段转基因食品安全性；将不同安全等级的转基因产品混为一谈,认为只要是转基因生物,就很危险；要求转基因食品“零风险”；不了解什么是转基因成分，转基因成分是否会降低营
46、养价值；认为转基因生物只有风险没有好处，宁可不发展；认为转基因技术是安全的，不需要管理。,1、不了解什么是转基因技术“转基因”亿万年来一直在进行,地球生命从简单原始的单细胞生物到现在的物种丰富多彩的生物圈，一直不断地进化发展着，物种的进化历程本身就是个基因的不断转变过程。例如，细菌可以通过多种途径进行种内外细胞间“转基因”，如接合、转化、转导和细胞融合。动植物物种内、物种之间也经常发生基因流动，某一种植物可以通过基因流动从另一种群甚至另一物种中获得原来不拥有的基因，这种自然界的“转基因”在生物进化史上导致了新物种的出现。转基因技术与传统育种技术有两点重要区别。第一，传统杂交育种技术只能在相同生
47、物物种内进行基因转移，而转基因技术则不受生物物种生殖隔离限制，可以在不同物种间转移基因。第二，传统的杂交育种转移的往往是一次转移大量的基因，对于后代的表现较难预期和把握。转基因技术只转移一个或少数具有明确功能的基因，后代表现容易预期和把握。可见，转基因技术是传统育种技术的发展。和延伸。,96,、将不同安全等级的转基因产品混为一谈只要是转基因生物,就很危险,转基因生物根据其危险程度分为个等级。级转基因生物是安全的，甚至是更加健康和环保的。级转基因生物具有一定风险，但是很容易管理和控制，通过适当措施就能实现安全使用。目前进入市场的转基因生物基本上都属于以上两类。和级转基因生物具有明显风险，甚至较大
48、风险，可能危害人体健康或环境安全，不能释放到环境中，但可以在控制的环境中生产和利用，一般在工厂设施内，密闭的温室内才能生产。,97,、要求转基因食品“零风险”汽车会压死人是否要生产汽车？,任何科学技术发展过程中存在一定风险，转基因技术也不例外。将“转基因”混同于农药中毒、食品污染是认识的误区科学家通过科学研究，已经排除或澄清了许多风险问题，要求转基因生物“零风险”等提法并不科学。科学、理性的态度是加强管理、深入研究，在努力预防和规避风险的同时加快发展。有人提出，转基因产品的动物实验只做了5年，那么你怎么保证50年后的安全？保证100年后的安全？如果这样去问的话，没有一种产品可以用。事实上，目前
49、世界上数亿人口食用多年，并未真正发现转基因产品对身体健康产生损害，全球种植转基因作物累计6.9亿公顷，未发现生态环境遭到破坏，2006年美国含转基因成分食品超过3000种，说明当今的科学技术完全可以掌控转基因生物，可以将转基因生物的风险降低到人们可以接受的水平。,98,、转基因成分是否会降低营养价值,转基因成分是指食品中含有的外源基因DNA以及由它编码的蛋白质。转基因产品不一定都带有转基因成分。不带转基因成分的转基因产品与非转基因产品是没有差异的。例如，转基因大豆油与非转基因大豆油的化学成分基本上完全一样，用灵敏的仪器都很难检测出转基因成分。这是因为，大豆油是从大豆中提炼出来的脂肪酸油脂，其他
50、成分（如DNA和蛋白质）都被去除。含有转基因成分的食品不一定不安全（经过安全评价和批准上市的产品应该是安全的），不含有转基因成分的食品应该与传统食品没有区别。如果不是专门改变营养成分，一般来说，精练食品（油脂、白糖、淀粉等）与常规食品是完全等价的。,99,、转基因生物有好处也有风险，安全起见宁可不发展,转基因技术是把双刃剑，可以造福人类也可以摧毁世界。转基因技术的机遇和风险同在。转基因技术已经产生巨大的经济效益和生态效益。例如，我国推广使用Bt转基因抗虫棉不仅基本解决了棉花中棉铃虫的侵害，而且也使邻近作物免受这种病虫侵害，棉农由于农药减少75%-80%。用工减少，产量增加，增收节支约166亿元
