轉基因生物安全與管理

前言

　　人口、資源、環(huán)境一直是人類生存與發(fā)展所面臨的主要問題，而以科學研究為先導的技術革命是解決這些問題的根本途徑。20世紀80年代以來，由于基因重組及轉化技術的發(fā)展和應用，使生物技術的發(fā)展進入嶄新的階段，并且產生了巨大的經濟效益。而經濟效益的重要標志是，一個以基因工程為核心的現(xiàn)代生物技術產業(yè)群正在迅速嵋起，并呈快速發(fā)展勢頭。　　生物技術產業(yè)化促進了生物技術產品的全球貿易，特別是在農業(yè)生物技術的開發(fā)與應用方面，抗蟲、抗病和耐除草劑等類型的轉基因作物自20世紀90年代中期以來，已在北美洲、南美洲和亞洲一些國家進行了大規(guī)模的商業(yè)種植，其產品已源源不斷地銷往其他國家。這一發(fā)展進程非常迅速，從轉基因生物正式獲得批準進行商業(yè)化生產到現(xiàn)在大規(guī)模的生物產業(yè)階段僅僅用了15年的時間?！　?994年，延熟番茄的正式商業(yè)化生產意味著人類大規(guī)模利用轉基因生物的開始。1996年，全球轉基因作物的種植面積為170萬hm，此后每年種植面積的增加都保持在13％左右，到2007年已達到1。143億hm，是1996年種植面積的65倍。2007年種植轉基因作物的國家數(shù)量達到23個，其中包括工2個發(fā)展中國家和11個發(fā)達國家，主要有美國、加拿大、阿根廷、巴西、印度和中國等?！　≈袊壳耙雅鷾噬虡I(yè)化種植的轉基因作物主要是轉Bz基因抗蟲棉。1997年開始商業(yè)化種植時面積為3萬hm，次年達23萬hm，2000年種植面積超過100萬hm，至2004年種植面積達350萬～400萬hm，占全國棉花總種植面積的2／3，種植省份包括黃河流域的河南、河北、山東、山西等省，長江流域的江蘇、安徽、湖南、湖北等省，以及新疆維吾爾自治區(qū)?！　‰m然中國目前還沒有批準轉基因糧食作物商業(yè)化生產，但是中國的科研工作者一直在從事轉基因糧食作物的研究，涉及水稻、小麥、玉米、油菜、大豆等多種農作物。過去工0年來，中國一直大量進口大豆，用于烹調油產品的加工。中國進口大豆的數(shù)量一直呈上升趨勢，2000年左右每年進口大豆不足2000萬t，與國內大豆產量基本持平；此后進口量逐漸超過國內生產量，2005年進口量為2659萬t，2006年為2827萬t，2007年達3082萬t，2008年達3744萬t。進口大豆產品中有70％是轉基因產品，主要來自于美國、阿根廷和巴西。轉基因大豆油充斥于餐桌，每個人都無法避免?！　∪欢?，轉基因生物具有科學上的不確定性，這種不確定性決定了轉基因生物的商業(yè)化生產和大規(guī)模應用具有一定的風險。如何評估這些風險并對風險進行管理，是目前科學管理和可持續(xù)發(fā)展的基本要求。

內容概要

本書主要由三部分組成。第一部分介紹了轉基因技術的生物學基礎，包括基因工程的原理、轉基因技術的方法與發(fā)展、轉基因生物及其產品對環(huán)境和健康的潛在風險，以及風險評估和風險管理的方法與內容；第二部分分析了轉基因生物安全管理的政策、法規(guī)與制度體系，包括國際公約、部分國家的立法與管理經驗，以及中國的相關法規(guī)制度與管理實踐；第三部分闡述了轉基因生物及其產品的社會一經濟影響，包括轉基因產品的標識、對國際貿易的影響、損害賠償與補救、事故應急管理，以及公眾意識與參與等。書中許多內容是基于作者多年從事轉基因生物安全的研究工作和參加聯(lián)合國相關公約國際談判的經歷，因此具有比較明確的觀點。    本書可作為高等院校相關專業(yè)本科生和研究生學習轉基因生物安全課程的教材，也可作為相關管理人員的培訓教材和科研人員的參考書目。

書籍目錄

前言緒論第1章  遺傳工程的分子生物學基礎  1.1  基因的概念和結構  1.2  DNA復制    1.2.1  DNA復制的特點及其調控    1.2.2  人工DNA復制——PCR  1.3  DNA轉錄及其調控  1.4  RNA的轉錄后加工及其調控    1.4.1  mRNA的特征    1.4.2  內含子的拼接、編輯和化學修飾    1.4.3  RNA干擾(RNAi)  1.5  蛋白表達及其調控    1.5.1  三聯(lián)體密碼子    1.5.2  蛋白質的加工和修飾    1.5.3  蛋白質的降解  1.6  限制性內切核酸酶  主要參考文獻第2章  基因工程原理和實踐  2.1  重組DNA技術發(fā)展史上的重大事件  2.2  目的基因的分離    2.2.1  通過構建cDNA文庫和基因文庫分離目的基因    2.2.2  用PCR方法從基因組中擴增出目的基因    2.2.3  DNA的化學合成  2.3  基因重組  2.4  基因工程載體    2.4.1  質粒載體    2.4.2  噬菌體和病毒載體    2.4.3  YAC載體  2.5  植物轉化方法    2.5.1  農桿菌介導轉化法    2.5.2  基因槍介導轉化法    2.5.3  花粉管通道法  2.6  轉基因動物的制作方法    2.6.1  逆轉錄病毒載體感染早期發(fā)育的動物胚胎及MⅡ期的卵母細胞    2.6.2  原核期胚胎的顯微注射技術    2.6.3  精子載體技術    2.6.4  胚胎干細胞技術    2.6.5  PGC技術    2.6.6  體細胞核移植技術    2.6.7  人工染色體載體技術    2.6.8  脂質體載體技術    2.6.9  電脈沖技術  2.7  轉基因生物研發(fā)的一般過程  主要參考文獻第3章  轉基因生物技術的發(fā)展　3.1　轉基因植物的發(fā)展    3.1.1　轉基因作物的發(fā)展現(xiàn)狀    3.1.2　轉基因林木的發(fā)展現(xiàn)狀  3.2　轉基因動物研究進展    3.2.1　動物轉基因技術的研究進展    3.2.2　轉基因動物的應用    3.2.3　中國轉基因動物研究進展  3.3　轉基因微生物研究進展    3.3.1　轉基因微生物在農業(yè)生產領域的應用    3.3.2　轉基因微生物在食品生產領域的應用    3.3.3　轉基因微生物在藥物生產領域的應用    3.3.4　轉基因微生物在其他領域的應用  3.4　基因工程疫苗    3.4.1　基因工程疫苗的利用    3.4.2　基因工程疫苗的研究進展  主要參考文獻第4章　轉基因食品對健康的潛在風險  4.1　轉基因食品商業(yè)化生產現(xiàn)狀    4.1.1　美國轉基因食品的商業(yè)化現(xiàn)狀    4.1.2　歐盟轉基因食品的商業(yè)化現(xiàn)狀    4.1.3　中國轉基因食品的商業(yè)化現(xiàn)狀  4.2　DNA的人體暴露    4.2.1　食品中的DNA  　……第5章  轉基因生物的生態(tài)風險第6章  轉基因生物風險評價：方法和案例第7章  轉基因生物風險管理第8章  外源基因檢測和環(huán)境監(jiān)測第9章  生物安全國際法：卡塔赫納生物安全議定書第10章  部分國家的生物安全法規(guī)與制度第11章  中國生物安全政策法規(guī)與制度框架第12章  轉基因生物的越境轉移與標識制度第13章  轉基因生物的損害責任與補救第14章  轉基因生物的社會-經濟影響第15章  轉基因生物安全應急管理制度第16章  生物安全的公眾教育與公眾參與縮略語

章節(jié)摘錄

　　第1章　遺傳工程的分子生物學基礎　　從事轉基因生物安全的研究，首先必須了解現(xiàn)代生物技術，尤其是基因工程和轉基因技術。而這些技術的基礎都是現(xiàn)代分子生物學，這些技術是現(xiàn)代分子生物學的具體應用。基因的結構和功能、基因的表達模式、基因的活動規(guī)律等的研究是對基因進行人工操作的基礎，是有效獲得轉基因產品的基本途徑，也是研究轉基因生物安全的基礎?！　∵z傳工程，或者轉基因技術所涉及的分子生物學內容包括：基因的基本概念和結構、基因的功能、基因的復制、基因轉錄和轉錄后修飾、蛋白質表達和表達后修飾、核酸和蛋白質的降解等。　　1.1　基因的概念和結構　　基因（gene）一詞首先由丹麥植物學家Johnson提出，最初用來指奧地利遺傳學家孟德爾遺傳定律中的遺傳因子。后來，美國著名遺傳學家Morgan在研究果蠅時發(fā)現(xiàn)基因是以一定的線性次序排列在染色體上的。1953年，Watson和Crick發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結構，對于基因的結構有了進一步的了解，從而開啟了現(xiàn)代分子生物學的大門。現(xiàn)在基因一詞既可指負載在DNA鏈上的遺傳信息，也可以指一段特定的染色體區(qū)，無論哪種含義，基因的基本組成都是DNA。　　DNA分子是雙螺旋結構，由反向平行的兩條鏈構成，基本單位是核苷酸，由堿基、脫氧核糖和磷酸基團三部分構成。脫氧核糖相當于分子基底，第一位碳與堿基相連，第五位碳與磷酸基團相連，兩個核苷酸相連則是通過脫氧核糖第三位碳上的羥基與另一個核苷酸的磷酸基團形成磷酸二酯鍵來完成（圖1.1）。堿基決定了核苷酸的性質，常見的堿基為4種，即腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（c）和胸腺嘧啶（T），堿基遵循互補配對原則，A與T配對，G與C配對，一條DNA鏈上的核苷酸順序有唯一對應的配對鏈順序（圖1-2）。

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