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食品毒理学—转基因食品 转基因作物(Genetically Modified Organism Crops，以下简称GMO作物)是现代农业生物技术的产物，是指以分子生物学技术导入基因或基因嵌合体的作物。它克服了传统育种技术的不确定性，突破不同物种之间的生殖隔离，根据人们的需要，赋予农作物新的特性。1983年首例GMO作物在美国问世。1994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，开创了GMO作物商业应用的先河。如今，转基因作物已经成为世界上许多国家研究和争议的热点议题。各国在加大研究力度的同时，又开展了广泛的争议。赞同者认为转基因作物在解决目前人类所面临的粮食安全问题上正发挥着巨大作用，是农业生产的一次新革命；而畏惧它的人则认为转基因作物的出现会带来难以预想的食品安全性和生态危机。但是，不可否认的是，转基因作物已成为普及应用速度最快的农作物改良手段。将从转基因作物产业化现状、研究进展及存在问题等方面进行简单综述。1 转基因作物产业化现状自1983年第一例转基因植株问世以来，植物转基因研究迅速发展，各国政府及跨国公司均投入巨额资金从事基因克隆、植物转基因和转基因产品开发研究工作。特别是近十多年来，国际上获得转基因植株的植物已有超过35个科120多个种，它们主要集中在七大类农作物上，即：大豆、玉米、棉花、油菜、马铃薯、南瓜、西葫芦和木瓜，2004年，转基因大豆种植面积量大，占总面积的60％。从改良作物的目的性状来看，第一代的转基因作物，主要集中在培育抗除草剂或抗虫作物；第二代的转基因作物，主要集中在培育多抗转基因作物、抗性及品质优良的综合型转基因作物，也即将有相关转基因作物上市。2 转基因农作物的研究现状2.1 抗除草剂转基因作物抗除草剂转基因作物的研究和推广一直处于领先位置。2004年，抗除草剂转基因大豆、玉米、油菜(canola)和棉花的种植面积为5860万hm2，占转基因作物种植面积的72％。培育抗除草剂作物的研究主要集中于美国各大农药公司或与有关的遗传单位合作研究开发。已商品化的有：抗草甘膦的大豆，玉米、棉花、油菜、向日葵、甜菜、水稻；抗咪唑啉酮的玉米、油菜、甜菜、水稻；抗磺酰腺类的大豆、棉花；抗溴苯腈的棉花、烟草等。中国已获得的抗除草剂转基因作物有抗Basta水稻、小麦、烟草。油菜、芝麻；抗阿特拉津大豆：抗溴苯腈油菜、小麦及抗草甘膦小麦等。bar基因是迄今为止用得最多的一个抗除草剂基因，已成功地用于小麦、水稻、玉米、大麦、油菜等作物的转。另外，作为选择标记基因，抗草甘膦的aroA基因、抗溴苯腈的bxn基因和抗绿磺隆的csrl基因等也成功地用于不同作物的遗传转化。中国曹光诚等、傅荣昭等将抗除草剂基因bxn或bar与雄性不育基因TA29-barnase串联在一起构建到植物表达载体上，导入作物，实现了作物转基因雄性不育材料的保持。黄大年等也成功地将bar基因导入三系杂交水稻或二系杂交水稻的恢复系，用于生产具备抗除草剂特性的杂交水稻种子。2．2 抗虫转基因作物保护作物免受害虫危害是种植者和科学家所面临的一项恒久的挑战。转Bt基因作物是目前占比例最大的抗虫GMO作物，其研究和推广一直以来紧随抗除草剂转基因作物之后，2004年种植面积占转基因作物种植面积的19％，共计1560万hm2。1981年，第一个Bt毒素蛋白基因被克隆，至今已有近180个不同的Bt毒素蛋白基因被克隆。1987年6月，比利时的Montagu实验室用全长的CryIA(b)和前端缺失的CrylA(b)基因转化烟草，获得了抗烟草天蛾的植株，并证明前端缺失、只具有编码毒性蛋白区域的基因更利于抗虫基因的表达。Perlak等对CrylA(b)基因进行了改造，选用了植物偏爱的密码子，然后将改造的基因转入番茄和烟草中，结果GMO作物的Bt毒素蛋白表达量增加了30100倍。利用蛋白酶抑制剂(protein inhibitor,PI）基因进行抗虫转基因植物育种也是一种行之有效的方法。1987年Hilder等首次将豌豆蛋白酶抑制剂(Cowpea Trypsin Inhibitor,CpTI)基因转入烟草并获得抗虫植株。此后，有关利用PI基因获得抗虫GMO作物的研究取得了很大的进展，至少已有15种不同来来源的蛋白酶抑制剂的cDNA或基因被克隆，并转入不同的植物，其中大部分获得具有明显抗性的转基因植株。其中，转CpTI的杀虫效果最好，具有广谱抗虫性。 美国转基因技术在我国的影响 1986年，美国环保署允许世界第一例转基因作物——抗除草剂烟草进行种植。1994年，美国的转基因延熟保鲜番茄——“FlavrSavr”获得美国食品药品管理局的批准进入市场销售，成为世界上第一个获许进行销售的转基因食品。 1996 年，美国的转基因作物开始大量商业化种植