转基因饲料的安全性评价进展
目前生物技术正朝着纵深发展。在医药方面已经给人们带来了可观的经济效益。在转基因植物方面也取得了令人瞩目的发展。但对于转基因生物的安全评价一直是国际上学术界讨论的热门话题,并广泛涉及到经济、贸易、文化和政治各个方面。但至今为此,不管是学术界还是国际社会对转基因生物的安全问题尚无定论。
1 转基因饲料的安全性及安全性评价的必要性
转基因技术的日渐成熟,已经可以准确地将DNA分子切断和拼接并进行重组。但是异源DNA片段被导人一个生物体后,对受体基因的影响程度不能事先精确地预测到,受体基因的突变过程及对人类或动物的危害也是无法预料的。因此科学家认为转基因作物实际应用于人类或动物后会产生不同程度的危害。
1.1 直接危害
转基因受体感染人类、动物及植物。据英国研究人员发现,实验鼠吃了转基因马铃薯后,免疫系统变弱,肾脏、胸腺和脾脏等器官出现缩小或发育不良.多个重要器官也遭破坏,实验鼠的脑部也缩小了,、转基因生物组分或代谢物产生毒性或引起过敏反应。例如把巴西胡桃的特质移植到黄豆上去,结果造成一些对胡桃过敏的人在摄取黄豆时有过敏的可能性。对转基因作物管理不当造成的意外释放会对其周边环境产生影响。
1.2间接危害
人类或动物对转基因作物的摄入会使其肠道产生具有传染性或抗药性的微生物。同时还可能将致癌物质等传给人类或动物。转基因作物的种植会产生抑制原生植物或富有攻击性的转基因植物。转基因植物中有关基因物质转移到其生长环境中的杂草类相关植物中,使之增加抵抗力,增强了生长的竞争性。
据以上转基因作物可能会产生的直接或间接的危害,使人们对转基冈产品的安全性关注越来越深入。世界范围的研究人员都在着力对转基因作物的安全性作出定论,但目前对生物技术在农业的运用后出现的新组合和性状在不同遗传背景下的表达的诸多方面的变化了解不深,对环境、人类的影响还缺乏认识,有些甚至是一无所知。因此人们在使用转基因作物以前对其进行生物安全性评价是十分必要的。
2转基因饲料的安全性评价的关键因素
2.1转基因饲料的安全性评价的依据和基本原则
转基因作物的安全性评价包括营养学评价和食用安全性评价两方面。转基因作物食用和饲用安全性评价应遵循的一些基本原则,如科学原则、实质等同性原则、个案原则、逐步原则、预防为主原则、重新评价原则等。
2.2营养成分的改变
关于转基因作物(饲料)的安全性评价最常用的也是最普遍的评价原则是实质等同性原则.即1993年OECD提出的比较转基因作物与传统作物的表型、组成成分等若无差异,则认为该转基因作物与传统作物具有相同的安全性。多数转基因作物与其传统作物在营养成分方面差异不大,但有些转基因作物在改良时有意改变了其营养品质和功能.这种情况下实质等同性原则就不太适用了,就需要对其进行额外的营养学评价,以了解这些营养成分的改变可能会带来的影响。
因此,Aumaitre等(2000)提出应该以“营养等同性”来进一步判断转基因作物的安全性.即将转基因作物与传统作物在饲喂各种动物后,比较两者对动物生产性能的影响,根据实际饲喂效果来判断转基因作物的安全性。在这方面有个经典的实验就是早在1996年,Hammond等就比较研究了转抗草甘膦基因的豆粕与传统豆粕对于大鼠、肉鸡、鲶鱼及奶牛的 饲喂价值差异,结果显示两者对各种动物饲喂效果没有显著差异。即两者之间具有营养等同性。Barriere等(2001)的研究表明,虽然新鲜玉米秸秆和青贮玉米秸秆的干物质和粗纤维等成分与相应的转Bt基因玉米秸秆相同,但转基因玉米秸秆的粗蛋白含量要显著高于非转基因玉米秸秆,在配制奶牛日粮时将蛋白质水平调整一致后饲喂泌乳奶牛,其结果表明在产奶量、乳脂校正乳、奶成分和乳脂脂肪酸等方面与非转基因玉米秸秆相比没有显著差异。Cromwell等(2002)用抗草甘膦去皮豆粕饲喂生长肥育猪,表明转基因豆粕与常规豆粕相比对生长肥育猪生长、背最长肌面积和第10肋背膘厚等均没有显著影响。朱元招等(2006)用抗草甘膦豆粕饲喂断奶仔猪后同样发现与常规豆粕比较没有显著差异。王军等(2007)用转基因糙米对肉仔鸡生长性能和肌肉中养分含量影响,虽然在整个饲养试验中性别会对结果产生一定影响,但数据表明转基因糙米与非转基因糙米比较无显著差异。
从进入21世纪以来。各国科学家做了大量实验来鉴定转基因作物(饲料)的营养等同性,采用了对反刍动物或非反刍动物的饲养试验,从动物的生长性能、生产性能、消化代谢率、胴体性状等方面研究了转基因作物(饲料)对动物营养价值的影响,实验结果均表明转基因作物(饲料)与其对应的非转基因作物(饲料)之间具有营养等同性。
2.3蛋白质致敏性
人类和动物普遍存在对摄入食物的过敏现象。转基因作物(饲料)对人类和动物同样也会存在致敏性,从目前了解的知识来看,转基因作物(饲料)产生致敏性的原因有以下几种情况:①转入的基因本身编码致敏蛋白;②转入基因编码的蛋白与已知致敏蛋白具有8个连续相同的氨基酸序列.在免疫学上有明显的同源性;③转入基因编码的蛋白属于某类致敏蛋白的成员;④转入基因的来源含致敏蛋白。转基因食品是否具有致敏性一直是安全性评价中的关键问题。据调查英国有1.4%-1.8%的人群及8%的婴幼儿对食物中某种成分有过敏反应,在荷兰有2.4%的人群对某种食品过敏.而在美国对花生和坚果过敏的人群达1.1%,可见,食物过敏人群的比例是比较高的。因此,科学家还发现对巴西坚果2S清蛋白有过敏性的人群对转巴西坚果2S清蛋白的大豆也产生了过敏性(Nordiee等,1996),在转花生基因的作物中也有过敏现象的存在。
2.4毒性
转基因作物(饲料)的毒副作用也是转基因作物(饲料)安全性评价的重要因素。转入的基因编码的蛋白与非转基因作物的已知安全蛋白的序列是否一致,如果不一致,是否会对人类或动物产生毒副作用,这就需要进行动物毒性实验来进行验证,因此转基因作物产生的新蛋白质的毒性也是人们的关注之一。John等(2002)继而报道了一种蝴蝶幼虫因吃了某种撒有转基因玉米花粉的菜叶后死亡率特别高后逐步引发了人们对转基因作物毒性的关注。徐海滨等(2005)用含有水稻潮酶素标记基因(hpt)的转基因水稻饲喂大鼠,研究了水稻潮酶素标记基因(hpt)在大鼠体内的代谢过程,在大鼠消化道中降解的特点、影响因素及其规律,结果提示hpt基因可能是比较安全的。朱元招等(2004)用80只大鼠进行了13周亚慢性安全性实验。分别饲喂含60%和90%RR豆粕的饲料,结果表明,饲喂60%常规非转基因或RR转基因豆粕日粮的大鼠生长与采食无显著性差异:饲喂90%高含量RR豆粕的大鼠其血液学、血清生化和尿液参数亦均在生理值范围内,且试验期内无大鼠死亡.剖检和组织病理学检验并未发现体组织有病理学变化,由此得出RR转基因豆粕对大鼠是安全无毒害的结论。
2.5转基因饲料中标记基因的安全性
目前转基因饲料中所使用的标记基因。其组成与普通DNA并无差异,转基因饲料中的外源标记基因的含量很小。标记基因所涉及的安全性问题,标记基因的水平转移问题,转基因植物中的外源基因被摄人人体或动物体后,是否会对上皮细胞或肠道微生物发生基因的水平转移,对人体或动物体产生不利影响?抗生素标记基因例如新霉素磷酸转移酶基因II、二氢叶酸还原酶基因和潮霉素磷酸转移酶基因等是否会转移,从而产生超级微生物而降低抗生素在临床上的有效性?目前的科技水平无法精确控制外源基因在宿主染色体上的插入位点,由于基因整合的随机性,外源基因可以插入宿主基因组的非编码区、结构基因区或调控区,引起插入突变。当外源的插入位点使阻抑基因失活,则可以使原来沉默的基因激活。目前的科技水平还难以预测一个外源基因在新的遗传背景下会发生什么样的相互作用。
3安全评价与技术支撑体系
付仲文(2006)报道,由农业部根据农业转基因生物安全评价的需要,委托具备检测条件和能力的技术检测机构对转基因生物进行检测。国家正在建设农业转基因生物安全鉴定中心以及检测与监测体系。目前,已有20多个农业转基因生物检测中心,包括环境安全、食用安全和产品检测三种类型,以保障标识、安全评价及进口安全管理等制度的实施。
同时,还需要参照国际标准以及有关国家在安全评价方面的做法,制订安全评价的产品检测方法的国家标准,具体包括饲料源的核酸提取、微量核酸定性、定量检测、致敏蛋白质的检测、基因芯片检测以及实验室操作要求等。还需要建立转基因大豆、玉米、油菜等环境安全评价与饲用安全评价检测标准。
4结语
尽管在世界范围内对转基因饲料安全性还有很多争议,但这并不影响转基因技术的迅速发展,新的转基因产品还是在不断问世。我国对转基因技术和基因食品的研究和应用采取了积极扶持的政策.在转基因水稻、小麦、棉花、番茄、甜椒等方面的研究和应用已达到国际同类研究领先水平。但在转基因基础研究领域与发达国家仍存在较大差距。尽管研究结果都对转基因作物的安全性表示乐观.但很多研究实验周期都较短,对转基因作物在动物整个生命周期的研究报道还很少,没有对动物生命传代后的跟踪研究,而这种长期试验不仅对转基因作物大量用作饲料的潜在安全性研究有重大价值.而且对研究人类关注的长期食用转基因作物食品后的潜在危害也有重要指示意义。
孙丽丽 王在贵 张宏福 刘朝良
饲料工业2009.16