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转基因大豆及其制品的安全性研究现状



全 文 :生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2009年第 2期·综述与专论·
收稿日期:2008-09-28
作者简介:叶增民(1978-),男,助教,研究方向:转基因制品的安全性评价;Tel:0351-3922142
大豆在中国作为食用作物栽培已有数千年的
历史, 它已成为中国文化和饮食不可缺少的一部
分,是我国乃至世界范围内最重要的油料作物。 自
从 1994 年美国孟山都公司推出的抗除草剂转基因
大豆获准推广以来,转基因大豆给社会带来了巨大
的经济效益和社会效益,同时,其安全性问题也成
为人们探讨的焦点。
1 转基因大豆概述
随着基因工程技术的不断发展,转基因作物在
提高产量、抗逆能力、品质改良、解决人类面临的资
源短缺、环境污染及温饱问题等方面日益显出其巨
大作用。转基因大豆是较早商业化生产的转基因作
物之一,第一个大面积生产应用的转基因大豆是抗
草甘膦大豆。此外,杜邦公司研制的转基因大豆,如
高油酸(70%)大豆、低亚麻酸(2%)大豆、低棕榈酸
(4%)大豆、高硬脂酸(28%)大豆、高棕榈酸(27%)
大豆、富含抗癌蛋白质大豆、富含脱敏因子大豆、还
有 AgrEvo 公司的抗草丁膦转基因大豆 [1]等,均获美
国食品和药物管理局(FDA)批准推广。 目前全世界
转基因大豆的种植面积已由 1996 年的 50 万 hm2
猛增至 2005 年的 5 440 万 hm2, 增长了近 110 倍 。
美国是全球最大的转基因大豆生产国,种植面积及
份额均列全球第一, 转基因大豆种植率达 85%;阿
根廷是全球第二大转基因大豆生产国,转基因大豆
种植面积及其份额位居全球第二,其转基因大豆种
植率已接近 100% [2]。 转基因大豆所转入的基因主
要有 P-E35S,0.61 kb;CTP,0.22 kb;7S3′ ,0.43 kb;
NO S3′,0.26 kb;KAN,1.32 kb;Ori-pUC,0.65 kb;P-
FMV,0.57 kb;P-MAS,0.42 kb;GUS,1.81 kb;CP4-
EPSPS,1.36 kb;LAC,0.24 kb[3]。 根据这些转入的基
因特征进行实验设计 , 方便对转基因大豆进行检
测。 作为世界第四大大豆主产国,中国的转基因大
豆生产尚在起步阶段,商业化种植转基因大豆仍处
空白。 中国只发放了一种转基因大豆的安全证书,
即孟山都公司的抗除草剂转基因大豆 40-3-2。
2 转基因大豆产品
随着转基因大豆的广泛种植,以转基因大豆为
原料所生产的产品逐渐走上人们的餐桌,进入人们
转基因大豆及其制品的安全性研究现状
叶增民 潘婕
(中北大学化工与环境学院,太原 030051)
摘 要: 我国进口转基因大豆激增,转基因大豆及其制品的安全性越来越引起人们的关注。概述了转基因大豆的
研究及其生产现状,分析了转基因大豆及制品存在的安全性问题,并对转基因大豆及其制品的安全性给出一定的评价。
关键词: 转基因大豆 食用安全 生物安全
Current Situation in Safety of Transgenic Soybean and
Its Products
Ye Zengmin Pan Jie
(College of Chemical Engineer and Environment North University of China,Taiyuan 030051)
Abstract: The imports of transgenic soybeans in China has increased sharply,and there has been growing concerns
on the safety of transgenic soybeans and products. In this paper,the problems of the safety of transgenic soybeans and its
products were overviewed,and reasonable evaluation of the transgenic soybeans and its products were given as well.
Key words: Transgenic soybeans Food safety Biosafety
2009年第 2期
的食物链。 目前的转基因大豆产品主要有豆油、豆
腐干、豆皮、豆浆、豆奶、腐竹、酱油和豆豉等。 据统
计, 我国 80%~90%的大豆油是用转基因大豆加工
而成。尽管目前所做的各种安全性测试都能证明转
基因大豆及其制品是安全的,但是,潘良文等 [4]认为,
我国进口转基因大豆及制品可能会在 30 年甚至更
长时间以后对人类的身体健康等方面产生影响。因
此, 分析转基因大豆产品中各种营养素的含量、天
然毒素及抗营养素等情况,并与相同的加工过程的
亲本进行比较, 对评价转基因大豆食品的安全性、
指导居民的膳食有非常实际的意义。
3 转基因大豆及其制品的安全性研究现状
作为世界上最大的食用大豆消费国, 近年来,
我国进口转基因大豆激增,转基因大豆及制品对人
体健康和生态环境的影响越来越引起人们的关注。
转基因大豆涉及的安全性问题概括起来主要有食
用安全性和生态安全性。
3.1 食用安全性
3.1.1 转基因大豆营养组成及生物利用率的变
化 目前转基因大豆已从单纯的抗除草剂向从分
子水平有针对性的改良大豆的品质方向发展。通过
对含有抗除草剂基因的大豆进行的分析测试表明,
原始大豆和转基因大豆中蛋白质含量分别为
41.5%和 41.4%, 灰分为 5.36%和 5.43%, 水分为
6.12%和 6.34%,脂肪为 20.11%和 20.42%,纤维为
6.71%和 6.63%,碳水化合物为 33.0%和 32.7%,均
无明显差异。 两者脂肪酸和 18 种氨基酸含量分析
也没有明显差异 [5]。 即便如此 ,针对所转入的不同
基因,需要对转基因大豆的营养成分进行更细致的
比较研究。 此外,转基因大豆中的各种营养素的利
用率也不一定相同。由于转基因大豆中外源基因的
来源、切入位点的不同以及有随机性,极有可能产
生缺失、错码等基因突变,从而使蛋白质产物的表
达性状发生改变,进而降低某些营养成分的实际利
用水平,使营养价值降低。
3.1.2 抗营养因子的变化 大豆中所含的抗营养
因子很多,包括胰蛋白酶抑制剂、大豆抗原、尿酶、
植物凝集素、致过敏因子、皂甙、植酸、抗维生素因
子、大豆低聚糖等。 目前国内对转基因大豆中抗营
养因子的变化做过系统研究的只有抗草甘膦转基
因大豆。 1 000 份样品检验结果显示,抗草甘膦转基
因大豆的抗营养因子含量与受体生物无实质性的
差异 [6],但在大豆加工成各种制品过程中 ,要分别
研究每种抗营养因子的变化却异常困难。对于其它
种类转基因大豆的研究国内也少有报道。 因此,系
统的研究转基因大豆抗营养因子的变化将变得尤
为迫切。
3.1.3 转基因大豆及其制品的致敏性 大豆是易
致敏食品之一,能够使人和动物发生过敏反应的绝
大多数是蛋白质。转基因大豆及制品导致过敏的事
件屡见不鲜。如菲律宾的儿童食品中含有转基因大
豆成分,部分婴儿对其中一些新蛋白质产生不良反
应;在其他地方也有儿童饮用以转基因大豆为原料
生产的豆浆产生过敏反应的报道。按照对人的致敏
性作用及危险程度,将转基因大豆划分为 4 个致敏
等级:致敏等级Ⅰ为无致敏性;致敏等级Ⅱ为有致
敏性, 但通过采取安全措施完全可以避免其危害;
致敏等级Ⅲ为有致敏性,但通过采取安全措施基本
可以避免其危害;致敏等级Ⅳ为有致敏性 ,而且尚
无适当安全措施可以避免其危害[6]。按此标准,转 cp4-
epsps 大豆致敏性等级为Ⅱ;转 2s 清蛋白大豆致敏
性等级为Ⅲ, 其致敏性等级高于对应的受体生物
(Ⅱ),不符合转基因生物的安全性要求。
3.2 转基因大豆的生物安全性
转基因作物应考虑的生物安全性问题包括很
多方面,如基因逃逸、杂草化、性状效应、遗传与表
型的改变、 病原遗传物质的表达和工作人员的安
全。 其中基因逃逸、杂草化和对生物多样性的影响
是主要的生物安全性问题。
3.2.1 基因逃逸 转基因大豆商品化之后的环境
释放问题令人关注,尤其是转基因大豆的外源性基
因的逃逸更是令人不安。其逃逸的途径主要有以下
几个方面:(1)通过花粉传播逃逸,在澳大利亚和日
本研究人员发现,大豆是可以和其它大豆属植物杂
交的,存在通过花粉传播的危险 [7];(2)通过种子运
输逃逸, 转基因作大豆植株在收获时无法做到完
全,总会一些遗留在田间,同时转基因大豆种子在
运输过程中遗漏在包装袋、仓库、道路旁时也有可
能与非转基因作物发生混杂而造成逃逸 [8];(3)通过
食物链逃逸;(4) 通过转基因残茬及根系分泌物逃
叶增民等:转基因大豆及其制品的安全性研究现状 27
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2009年第 2期
逸。转基因大豆的外源性基因逃逸的直接后果就是
危害野生大豆种群和近缘植物物种的安全,从而造
成遗传多样性的丧失。
3.2.2 产生超级杂草 转基因大豆大量种植可能
引起耐除草剂杂草的蔓延以及疾病的传播,加速了
抗性杂草的发展。草甘膦的大量使用限制了大豆根
部的生长和固氮功能。 Coghlant[9]发现施用草甘膦,
促进了大豆田中真菌镰刀霉菌的生长,导致土壤根
际微生物种群变化,有益的固氮菌受到抑制,固氮
能力减低 ,土壤肥力下降,在干旱条件下大豆产量
减少近 25%。目前已经在澳大利亚发现一种耐草甘
膦 (607 ga.i./hm2)的黑麦草 ,这种抗性种群对草甘
膦的承受能力至少为普通敏感品系的 7~11 倍 [10]。
长期种植抗草甘膦大豆田由于受到的选择压力加
大,更易产生对草甘膦有耐性的超级杂草 ,加大防
除难度。
3.2.3 生物多样性的影响 中国有丰富的栽培大
豆资源, 仅收集保存栽培大豆样品就有 20 000 余
份 ,居世界首位;同时收集保存野生大豆种质资源
6 000 余份,占世界收集的 90%以上 [11]。由于野生大
豆和栽培大豆互相杂交结实正常,一旦转基因大豆
的外源基因传到野生大豆中去,大豆的原始基因就
可能会遭到破坏,野生大豆的等位基因丧失,尤其
在中国这个大豆品种多样性集中地和原生地,即使
很低程度的基因污染也是非比寻常的。
4 转基因大豆及其制品的安全性评价
转基因食品对人体健康和生态环境存在的潜
在危害性,采用传统毒理学的食品安全评价方法已
无法对其进行正确的安全评估。 我国于 2002 年 7
月 1 日起实行的《转基因食品卫生管理办法 》第八
条规定:转基因食品食用性和营养质量评价采用危
险性评价、实质等同、个案处理的原则。这也是国际
上普遍采用的评价准则。为了支持和配合使用安全
性评价和制度的实施,2006 年,中国农业部制订了
“转基因植物及其产品食用安全性评价导则”,规定
在转基因植物及其产品的食用安全性评价中,应进
行转基因植物的基因受体生物、 基因供体生物、基
因操作的安全性评价和转基因植物及其产品的毒
理学评价 、关键成分分析和营养学评价、外源化学
物蓄积性评价、耐药性评价。
按照实质等同性原则,孟山都公司对抗草甘膦
转基因大豆品种 40-3-2 进行食品安全性评价 。 结
果表明,转基因大豆品种的所有氨基酸的含量和普
通大豆品种没有显著的差异;内源蛋白过敏原及其
含量和普通大豆品种没有差异 ;cp4-epsps 和已知
的毒蛋白的结构没有相似性,急性老鼠管饲法试验
也表明 cp4-epsps 无毒。 此外,国内采用“农业转基
因生物食用安全性要求和评价”标准评价抗草甘膦
转基因大豆品种 40-3-2,其结论为安全。
由于转基因技术仍在发展过程中,国际上生物
安全方面的评估技术还不成熟,现有知识也不足以
评估转基因生物的利益与风险,转基因大豆的安全
性尚无定论,有待于进一步研究。 从目前的研究成
果看,转基因大豆可能造成的安全隐患不容忽视。
参考文献
1 罗振峰,李启云.大豆科学,2005,(8):220~223.
2 张林生,愈宁,曹让.西北植物学报,2002,22(4):11~17.
3 Clive J. ISAAA Briefs,2001,(24):1~31.
4 潘良文,陈家华,等.生物技术通讯,2001,21(3):175~177.
5 李来好,郝志明,吴燕燕.食品科学,2006,01:269~272.
6 邓平建,周向阳,农业转基因生物食用安全性要求与评价 .北
京:人民卫生出版社,2008,112~119.
7 施鹏翔,林志光,关于转基因大豆也谈它对健康、环境及贸易
等问题的影响,中国大豆产业发展战略研究 . 北京:中国商业
出版社,2003,108~119.
8 张磊,戴瓯和.安徽农学通报,2003,(9):54~55
9 Coghlan A. Environ Pollution,2000,(8):19~43.
10 向文胜,玉相晶,任天瑞.世界农业,2002,24:17~l9.
11 邱丽娟,常汝镇,孙建英,等 .中国农业科技导报,2000,5:
24~27.
28