2025/8/201第一頁，共八十四頁。1983年世界上誕生了第一株轉基因植物。比轉基因動物（1982年）出現(xiàn)的晚。然而，轉基因植物后來居上，大量的轉基因植物已在實驗室里研究成功，而且有不少重要的轉基因農作物已經進行了大規(guī)模的商業(yè)化生產，從20世紀90年代中期開始陸續(xù)進入人們的生活。2025/8/202第二頁，共八十四頁。轉基因作物種植呈高速發(fā)展態(tài)勢。自第一例轉基因番茄商業(yè)化種植以來，轉基因作物種植始終保持兩位數(shù)的增長。從1996年到2010年的15年間，轉基因作物種植由最初的170萬公頃增長到1.48億公頃，約占世界15億公頃農田的10％，面積擴大了87倍。2025/8/203第三頁，共八十四頁。從品種來看，轉基因大豆、轉基因玉米、轉基因棉花和轉基因油菜是四大轉基因作物；2010年，轉基因大豆種植面積為7330萬公頃，約占全球轉基因作物種植面積的50％；其次是轉基因玉米為4680萬公頃，約占全球轉基因作物種植面積的31％；2025/8/204第四頁，共八十四頁。轉基因棉花為2100萬公頃，約占全球轉基因作物種植面積的14％；轉基因油菜為700萬公頃，約占全球轉基因作物種植面積的5％。種植轉基因作物的國家已由1996年的6個上升到2010年的29個，超過100萬公頃的有10個國家。2025/8/205第五頁，共八十四頁。高等植物的基因轉移系統(tǒng)Ti質粒介導的整合轉化系統(tǒng)

Ti（tumorinducing)質粒存在于根瘤農桿菌中，能感染雙子葉植物的根部和受傷組織，生成冠癭瘤。野生型Ti質粒經切除某些片段和插入大腸桿菌復制子和選擇標記，引入植物細胞啟動子、人工接頭等元件，以利于外源基因的克隆。2025/8/206第六頁，共八十四頁。

煙草花葉病毒系統(tǒng)TMV是一種宿主范圍很廣的RNA病毒,感染植物后快速復制,可回收到大量的病毒粒子,最高可達植物干重的50%。因此,TMVRNA經改造后被用作載體在植物中表達外源基因。2025/8/207第七頁，共八十四頁。1995年Turpen等將編碼瘧原蟲抗原決定簇基因插入到TMV外殼蛋白的基因編碼區(qū)中,使瘧原蟲抗原與煙草花葉病毒外殼蛋白的表面環(huán)區(qū)或與其Ｃ端融合,構建成植物病毒載體,然后用它感染煙草,經感染的煙草都產生高水平的融合蛋白。2025/8/208第八頁，共八十四頁。

豇豆花葉病毒(CPMV)系統(tǒng)豇豆花葉病毒是RNA病毒,病毒顆粒由60拷貝的Ｌ和Ｓ兩種蛋白亞基組成二十面體對稱顆粒。1993年Usha等把口蹄疫病毒(FMDV)抗原基因轉入CPMV中得到表達。1994年Porta等將FMDV19肽的VP1基因、人鼻病毒14肽的VP1和HIV病毒gp41的22肽成功地轉入CPMV,并獲得穩(wěn)定表達。2025/8/209第九頁，共八十四頁。

尚有其他的病毒表達載體被用來在植物中表達外源基因,如番茄叢矮病毒、重組苜?；ㄈ~病毒都成功地表達外源重組蛋白。另一種比較突出的可表達大融合蛋白的病毒載體是土豆Ｘ病毒(PXV)。這種病毒的外殼是由數(shù)以千計的外殼蛋白組成的。因此可以在病毒顆粒表面形成大量的抗原分子。Cruz等報道將Mr27,000的標記蛋白融合到Mr25,000的PXVcp蛋白后仍能組裝成病毒顆粒。2025/8/2010第十頁，共八十四頁。轉基因植物的類型

抗蟲轉基因植物：抗蟲棉抗病轉基因植物：抗病毒轉基因煙草抗逆轉基因植物：抗旱、抗?jié)?、抗鹽堿抗除草劑轉基因植物：抗除草劑轉基因玉米、大豆、棉花、油菜改良品質轉基因植物：轉VA水稻轉基因藥用植物：生產霍亂疫苗的胡蘿卜2025/8/2011第十一頁，共八十四頁。

轉基因抗蟲植物為了能在有限的耕地上生產出更多的糧食，依賴化肥和化學農藥的程度越來越高。過量施用化學農藥和化肥所造成的環(huán)境污染和耕地、水質的破壞，用傳統(tǒng)的手段難以去除。同時，食物和飲用水中農藥的殘留量居高不下，并由此帶來了種種疾病。2025/8/2012第十二頁，共八十四頁。

轉蘇云金芽孢桿菌（Bt）毒蛋白基因抗棉鈴蟲的棉花受到各國農民的青睞。這種轉基因棉花明顯減少殺蟲劑使用量。據(jù)報道，種植這種棉花，殺蟲劑使用量可以減少50%；保護了水質和土壤；調查還表明肥料利用率也得到明顯提高，促進了土地的保護性耕種。這樣就有可能使世界農產品的生產走出怪圈，步入良性循環(huán)，從而解決世界上的饑餓和貧困。2025/8/2013第十三頁，共八十四頁。

鱗翅目鞘翅目雙翅目第十四頁，共八十四頁。Bt基因的作用原理Bt基因：是從微生物蘇云金桿菌（Bacillusthu-ringicnsis）分離出的蘇云金桿菌殺蟲結晶蛋白基因，簡稱Bt基因。蘇云金桿菌屬于革蘭氏陰性，形成孢子細菌。在芽胞形成過程中，可產生伴胞晶體，它由一種或多種蛋白組成，具有高度特異性殺蟲活性，這種蛋白通常被稱作δ-內毒素（δ-endotoxins）或殺蟲結晶蛋白（in-secticidalcrysta1protein，ICP）。

2025/8/2015第十五頁，共八十四頁。

ICP通常以原毒素（protoxin130～160kD）形式存在，當昆蟲取食ICP后，原毒素在昆蟲的消化道堿性和還原性的環(huán)境下被活化，轉型為毒性多肽分子，65～75kD?；罨腎CP與昆蟲腸道上皮細胞上的特異性結合蛋白結合（現(xiàn)已證明受體為氨肽酶N和鈣粘著蛋白類似物），嵌合于細胞膜中，使細胞膜產生一些孔道，細胞因滲透平衡遭破壞而破裂。導致昆蟲幼蟲停止進食，最終死亡。

2025/8/2016第十六頁，共八十四頁?；蚬こ膛嘤瓜x棉的簡要過程蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運載體DNA拼接棉花植株導入2025/8/2017第十七頁，共八十四頁。轉基因抗蟲棉2025/8/2018第十八頁，共八十四頁。轉基因棉花2025/8/2019第十九頁，共八十四頁。轉基因抗蟲番茄2025/8/2020第二十頁，共八十四頁。2025/8/2021第二十一頁，共八十四頁。2025/8/2022第二十二頁，共八十四頁。來源于高等植物的抗蟲基因

1蛋白酶抑制基因

蛋白酶抑制劑(ProteinaseInhibitor,PI)是自然界含量最為豐富的蛋白種類之一,是植物天然防御系統(tǒng)中的一部分,可抵抗食草動物的侵食.其機理在于它能與昆蟲消化道內的蛋白消化酶相互作用,形成酶抑制劑復合物,阻斷或減弱消化酶的蛋白水解作用,使昆蟲產生厭食反應,導致非正常發(fā)育或死亡.2025/8/2023第二十三頁，共八十四頁。目前,至少有14種蛋白酶抑制基因已轉入作物中.其中令人注目的是豇豆胰蛋白酶抑制劑基因（CowpeaTrypsinInhibitor,CPTI),馬鈴薯蛋白抑制劑-Ⅱ基因(PotatoProteinaseInhibitor-Ⅱ,PI-Ⅱ),及水稻巰基蛋白酶抑制基因(Oryzacystatin).2025/8/2024第二十四頁，共八十四頁。2025/8/2025第二十五頁，共八十四頁。蛋白酶抑制基因在抗蟲植物基因工程中之所以地位突出,是因為①不易產生耐受性問題;②抗蟲譜廣;③其來源于植物易為公眾所接受,并已證明對人畜無副作用.而且最近的研究資料表明,食用天然的植物蛋白酶抑制劑具有抗腸癌的作用.2025/8/2026第二十六頁，共八十四頁。2淀粉酶抑制劑基因

淀粉酶抑制劑基因分布也較廣，以禾谷類作物和豆科植物種子中的含量最為豐富，在植物對病蟲害侵染的天然防御系統(tǒng)中起著重要的作用。這類酶抑制劑能抑制昆蟲消化道內α－淀粉酶活性，使食入的淀粉無法水解，阻斷了昆蟲主要能量來源；并刺激昆蟲過量分泌消化酶，通過神經系統(tǒng)反饋產生厭食反應。2025/8/2027第二十七頁，共八十四頁。3植物凝集素基因

植物凝集素是一類糖結合蛋白,也是植物防御系統(tǒng)的一個組成部分。第一個被描述具有抗蟲作用的凝集素是菜豆凝集素(PHA),它實際上是一種α-淀粉酶抑制劑。1993年英國科學家從雪花蓮中克隆出雪花蓮凝集素基因(GNA),對稻飛虱、葉蟬、蚜蟲等有毒性作用。我國科學工作者也報道來源于掌葉半夏的凝集素對麥管蚜、棉蚜、桃蚜等有致死作用。目前成功用于植物抗蟲基因工程的凝集素基因有:雪花蓮凝集素(GNA)基因、豌豆凝集素(P-Lec)基因、麥胚凝集素(WGA)基因及半夏凝集素(PTA)基因。

2025/8/2028第二十八頁，共八十四頁。2025/8/2029第二十九頁，共八十四頁。4昆蟲特異性神經毒素基因

昆蟲神經激素是已知三大昆蟲激素的一種,它控制著昆蟲許多關鍵的生理過程,影響昆蟲的生長、變態(tài)、生殖、代謝和行為等。近年來,已開始在基因工程中利用昆蟲神經激素防治害蟲。目前,蝎毒素和蜘蛛毒素兩種昆蟲特異性神經毒素已被用于植物抗蟲基因工程。由于昆蟲毒素專一作用于昆蟲而對哺乳動物無害或毒性很小,因此可作為一種高效生物殺蟲劑。2025/8/2030第三十頁，共八十四頁。轉基因農作物前景誘人

自從1983年世界上誕生了第一株轉基因植物以后，許多國家都陸續(xù)地投入了大量人力、物力和財力，競相開發(fā)、研究。目前世界上已有百余種轉基因植物問世，尤其重要的是已有水稻、玉米、棉花、大豆、油菜、煙草、甜菜、亞麻、南瓜、馬鈴薯、番茄、西葫蘆、番木瓜等10余種、上百個品種的轉基因農作物已獲準進入商品化生產。2025/8/2031第三十一頁，共八十四頁。轉基因試驗田2025/8/2032第三十二頁，共八十四頁。袁隆平－－世界雜交水稻之父首屆國家最高科學技術獎

2025/8/2033第三十三頁，共八十四頁。2025/8/2034第三十四頁，共八十四頁?；蚬こ膛c農牧業(yè)、食品工業(yè)生長快、肉質好的轉基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)2025/8/2035第三十五頁，共八十四頁。基因工程與農牧業(yè)、食品工業(yè)轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉魚抗寒基因的番茄2025/8/2036第三十六頁，共八十四頁。2025/8/2037第三十七頁，共八十四頁。（2）抗病毒農作物1986年將煙草花葉病病毒外殼蛋白基因轉移入煙草后，人類便獲得了第一種抗病毒轉基因植物。病毒外殼蛋白基因導入宿主細胞后，可以產生出該病毒的外殼蛋白，誘導轉基因植物對相應的或相近的病毒產生抗性。目前已有一些抗病毒農作物進行了大面積的種植生產，比如中國的轉抗病毒基因煙草、西紅柿和甜椒；美國的轉抗病毒基因馬鈴薯、西葫蘆、番木瓜等。2025/8/2038第三十八頁，共八十四頁。（3）抗除草劑農作物

把抗除草劑基因轉移入農作物中，使農作物獲得抗除草劑能力。這時若施用除草劑，就可以有選擇的除掉雜草，而農作物卻可以免受傷害。目前，已有水稻、玉米、棉花、大豆、油菜、甜菜等抗除草劑農作物進入商品化生產。2025/8/2039第三十九頁，共八十四頁。（4）抗逆性農作物

培育耐旱澇、耐鹽堿、耐低溫或高溫、耐土壤農藥殘毒等環(huán)境逆境的農作物一直受到科學家關注。這些來自其他生物的抗逆性基因，經過重組后導入農作物中，使它們能在惡劣環(huán)境中生長、豐產，這是人類獲得足夠食物、改良環(huán)境的一大福音。2025/8/2040第四十頁，共八十四頁。

比如，科學家將甘油-3-磷酸乙酰轉移酶基因轉移入植物，通過增加細胞膜的不飽和脂肪酸含量，而獲得抗寒性增加的轉基因植物；把來自魚的抗凍蛋白基因，轉移入番茄中，使番茄在0℃環(huán)境下也不受凍害。目前已獲得了耐鹽堿的轉基因煙草、玉米、水稻等植物；在美國耐土壤農藥殘毒的轉基因亞麻已進入了商品化生產。2025/8/2041第四十一頁，共八十四頁。（5）改良農作物品質

利用轉基因技術改良農作物的營養(yǎng)品質，比如將編碼人體必需氨基酸的DNA片段轉移入馬鈴薯中，在馬鈴薯塊莖的特定貯藏蛋白基因啟動子作用下，使之在塊莖中得到高效表達，人們希望這種馬鈴薯的蛋白質和必需氨基酸含量能超過牛肉。2025/8/2042第四十二頁，共八十四頁。

通過轉基因增加油料植物種子中維生素E的含量，減少植物油中飽和脂肪酸含量；提高水稻中β-胡蘿卜素含量；增加蔬菜中蛋白質含量等研究都取得重要進展。目前農作物品質改良主要集中在貯藏蛋白、淀粉、油脂等含量和組成上。在美國，經過油脂改良的轉基因大豆、油菜已進入商品化生產。2025/8/2043第四十三頁，共八十四頁。脂肪含量高含Β-胡蘿卜素2025/8/2044第四十四頁，共八十四頁?？共《竞涂管浕蛭骷t柿2025/8/2045第四十五頁，共八十四頁。

（6）植物的遺傳改良

兔毛棉花在我國培育成功：用兔的一種角蛋白轉化棉花，棉花纖維質量好，具有兔毛般的光澤。2025/8/2046第四十六頁，共八十四頁。提高植物的光合作用效率

改造光合作用中起關鍵作用的CO2固定酶，能提高植物對CO2的固定效率；還可以通過增強植物對光能吸收與轉化的功能來提高光合作用效率，提高作物的產量。2025/8/2047第四十七頁，共八十四頁。

延長果實的儲藏期乙烯是催熟果實的一種激素，在其形成過程中需要乙烯形成酶。通過基因工程獲得能抑制乙烯形成酶基因表達的新品種，這些轉基因植物的果實既保持了原有的品質，又延長了儲藏期。2025/8/2048第四十八頁，共八十四頁。四、轉基因農作物成為21世紀新興產業(yè)2025/8/2049第四十九頁，共八十四頁。利用轉基因植物生產疫苗

轉基因植物生產疫苗的必要性植物重組疫苗的生產可以解決一些用傳統(tǒng)疫苗無法解決的主要問題。在發(fā)展中國家,傳統(tǒng)疫苗的難題主要包括疫苗的供應、疫苗使用位點的冷鏈要求以及對注射的依賴性,植物疫苗不必面對這些困難。植物疫苗增加了安全性,降低了制備的成本,2025/8/2050第五十頁，共八十四頁。傳統(tǒng)的生產重組疫苗的系統(tǒng)如細菌、酵母、昆蟲細胞和哺乳動物細胞都存在著相應的缺點。例如:細菌細胞不能完成蛋白質的修飾作用,不利于蛋白質的重新折疊,導致其免疫原性較弱;酵母菌對其表達的蛋白質的過分糖基化可能影響針對特定蛋白質的免疫反應;多數(shù)動物培養(yǎng)系統(tǒng)表達水平低、培養(yǎng)基昂貴,生產成本高。2025/8/2051第五十一頁，共八十四頁。

與上述疫苗生產系統(tǒng)相比,利用轉基因植物生產疫苗具有明顯優(yōu)點:植物細胞具有全能性,植物的組織、細胞或原生質體在適當?shù)臈l件下均能培養(yǎng)成完整的植株;植物是一個能進行大規(guī)模生產的廉價生產系統(tǒng),在獲得穩(wěn)定遺傳的轉基因植株后,擴大耕種面積就能提高疫苗的產量,上游生產成本較低;2025/8/2052第五十二頁，共八十四頁。

迄今為止,在轉基因植物中獲得表達并具有免疫學特性的相關報道還有,在煙草和馬鈴薯中表達的產腸毒素大腸桿菌熱不穩(wěn)定腸毒素Ｂ亞基(LTB)、霍亂抗原的Ｂ亞基(CTB)、口蹄疫FMDVVP1表位抗原、諾沃克病毒衣殼蛋白;在西紅柿中表達狂犬病毒表面抗原、在煙草中表達人巨噬細胞病毒抗原。2025/8/2053第五十三頁，共八十四頁。

另外,對豬飼喂表達傳染性腸胃炎病毒Ｓ蛋白的轉基因馬鈴薯后,經病毒攻擊試驗發(fā)現(xiàn),豬的發(fā)病率可降低46%,死亡率降低40%。將仔豬黃痢致病菌ETEC的Ｋ88鞭毛抗原基因faeＧ轉入煙草后,提取煙草葉片粗蛋白免疫昆明小鼠,能誘導產生抗ETECＫ88鞭毛的特異抗體,受體結合實驗等還證實,抗血清能抑制ETEC與小腸絨毛表面特異受體的結合。2025/8/2054第五十四頁，共八十四頁。

轉基因食品

安全嗎?!2025/8/2055第五十五頁，共八十四頁。一、食物安全公眾對轉基因生物之所以存在戒心，很重要一點就是擔心轉基因生物，尤其是轉基因農作物或由它們加工成的食品會給人類身體健康帶來損害。2025/8/2056第五十六頁，共八十四頁。

轉基因植物可能會表達出過敏蛋白有的基因表達出的蛋白質與已知的過敏蛋白質在免疫學上具有同源性；有可能使過敏體質的人產生過敏反應。2025/8/2057第五十七頁，共八十四頁。

轉基因農作物表達出的某些蛋白質，可能會潛移默化的影響人的免疫系統(tǒng)，從而對人體健康造成隱性的損傷。2025/8/2058第五十八頁，共八十四頁。

將動物蛋白質基因轉入農作物中，是否會侵犯素食者或宗教信仰者的權益？把人的某些基因轉入農作物或牛、羊等家畜體內，結果在農作物或家畜的肉、奶中含有人的某些蛋白質，這樣做是否違反了人類倫理道德？2025/8/2059第五十九頁，共八十四頁。

生物安全是指現(xiàn)代生物技術研究、開發(fā)、應用，以及轉基因生物跨國轉移，可能對生物多樣性、生態(tài)環(huán)境和人體健康產生潛在不利影響。特別是各類轉基因生物活體釋放到環(huán)境中，可能會對生物多樣性構成潛在的風險和危險。二、生物安全2025/8/2060第六十頁，共八十四頁。1、科學家賦予了轉基因生物某些全新的性狀，增強了它們與其他生物的生存競爭能力，它可能會使本地區(qū)本來生活力就很纖弱的個體或物種加速從地球上消失。即轉基因生物可能會成為某一地區(qū)新的優(yōu)勢種，成為“入侵生物”。2、載體介導的外源基因可能發(fā)生橫向轉移，重組出新的菌株或病毒。2025/8/2061第六十一頁，共八十四頁。3、具有抗蟲功能的轉基因植物，其體內產生的抗蟲蛋白可能使害蟲產生抗性，使害蟲變得更加難以防治？現(xiàn)在也已發(fā)現(xiàn)具有抗病毒功能的轉基因植物，可以使相應的病毒出現(xiàn)抗性。4、轉基因植物可能會變成野生種類，或者它侵入新的生態(tài)區(qū)域，破壞了生態(tài)平衡后而成為雜草。2025/8/2062第六十二頁，共八十四頁。5、抗除草劑基因等可能會通過花粉傳播或近緣雜交進入到雜草或半馴化植物中，結果產生出超級雜草。美國俄亥俄州大學的科學家們就發(fā)現(xiàn)，如果野草與轉基因農作物雜交，將令野草長得更茁壯，產籽更多。2025/8/2063第六十三頁，共八十四頁。

轉基因生物可能對生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性造成破壞，對環(huán)境造成污染，這也是公眾疑慮的重要內容。三、環(huán)境安全2025/8/2064第六十四頁，共八十四頁。

重組DNA進入水體、土壤后，將流向何方？存活多久？他們會不會與細菌雜交，出現(xiàn)對人體有害的、新的致病菌？現(xiàn)在已知DNA在土壤中至少可以存留40萬年。1992年意大利科學家就發(fā)現(xiàn)，被認為最安全的大腸桿菌K12菌株，進入下水道后竟可以存活72小時，在這么長時間里它完全可以與其他細菌進行基因交換。2025/8/2065第六十五頁，共八十四頁。法國綠色和平組織摧毀

5個轉基因作物基地2025/8/2066第六十六頁，共八十四頁。GM抗議者在英國2025/8/2067第六十七頁，共八十四頁。綠色和平組織領導者被捕2025/8/2068第六十八頁，共八十四頁。綠色和平組織將轉基因食品妖魔化2025/8/2069第六十九頁，共八十四頁。綠色和平組織抗議雀巢咖啡事件2025/8/2070第七十頁，共八十四頁。

1999年11月1日綠色和平組織公布測試結果，發(fā)現(xiàn)雀巢公司出產的兩種產品百福鮮豆?jié){及百福豆腐花含有一名為RoundupReady的經基因改造大豆。兩天后，綠色和平成員，前往雀巢牛奶香港有限公司位于元朗的廠房，要求雀巢牛奶香港有限公司宣布其轉基因政策。要求該公司與英國雀巢公司看齊，公開宣布不再生產含基因改造成份的食物。2025/8/2071第七十一頁，共八十四頁。討論案例2025/8/2072第七十二頁，共八十四頁。斑蝶事件

1999年5月康奈爾大學一個研究組報道，說一種斑蝶食用轉蘇云金桿菌的殺蟲蛋白基因（Bt）玉米花粉后44%死亡，表明轉基因食品可能存在安全隱患。此事件引起科學家對轉基因食品的廣泛爭論。2025/8/2073第七十三頁，共八十四頁。抗蟲玉米與大花斑紋蝴蝶2025/8/2074第七十四頁，共八十四頁。

事實上這并不意外，因為Bt玉米中的殺蟲晶體蛋白是特異毒殺鱗翅目害蟲的，斑蝶屬鱗翅目昆蟲，自然會受到Bt蛋白的影響。斑蝶事件曾成為《紐約時報》、《華爾街日報》、《今日美國》等報刊的頭版消息。最后，該事件被科學界否定。2025/8/2075第七十五頁，共八十四頁