GMO基因轉殖動植物课件

GMO基因轉殖動植物二生技四甲葉柏毅192H0023李昀192H0031梁雅茜192H0035林慧青192H0046游永莉192H0044GMO，是指基因轉殖生物（GeneticallyModifiedOrganism,GMO，或稱為基因改造生物），就是經由基因改造過的農作物，將這些基因改造的作物作為食品（GMFoods）時，這些基因改造過的產品將會直接進入人體。將甲生物某個基因用現代基因工程技術轉移殖入到乙生物，如此乙生物便成為GMO，它獲得了甲生物基因的遺傳特性。GMO包括動物、植物及微生物。根據聯合國糧農組織/世界衛生組織（FAO/WHO）所組成之食品標準委員會（Codex）及歐聯法規對GMO之定義基因遺傳物質被改變的生物，其基因改變的方式係透過基因技術，而不是以自然增殖及/或自然重組的方式產生。

一.何謂GMO基因改造食品:以現代基因工程技術從GMO製造出的食品，它在市面上呈現的方式有以下三大類：(一)食品本身含有新基因(二)加工食品成分含有新基因

(三)純化精製的食品

，有新基因。

1970年代末期，東亞地區的稻米都遭受一種名為「草狀矮化病毒」的威脅1977年，美國加州酪梨也發生了枯萎病在西元1960年代度時，發現可以使用游離輻射（如紫外線、gammaray等）的處理，增進突變的速率，再從突變株中挑選我們的性狀。至於基因轉殖植物最早在西元1980年代初期發表，美國食品藥物管理局（FDA）的資料顯示在1991年卡爾京(Calgene)公司申請基因改造的番茄1994年，該公司的「佳味」(FLAVRSAVR)蕃茄是世界上第一種獲准上市的基因改造食品。世界上種植量最大的GMO是大豆（soybean），其次是玉米、棉花、油菜（canola）等。預估2000年全球的GMP種植比1999增長了11%。主要種植的是耐殺草劑和抗蟲作物。二.基因改造食品的生產與銷售走向:表二、全球1999年各GMO作物的生產面積作物種植面積(百萬英畝)大豆53.4玉米27.4棉花9.1油菜8.4馬鈴薯0.3瓜（squash）0.3木瓜0.3耐殺草劑69.4蘇力菌抗蟲22.0蘇力菌耐蟲7.2抗病毒0.3利益傳統的育種方法是運用選種及交配，以獲取想要的生物體特質及減少或去除不想要的特質。科學利用現代基因工程技術，精確的挑選生物體某些優良特性的基因，來轉殖到另外一個物種，使新的基因改造生物具有預期特定的特性。GMO利用基因的操作技術，可以有計劃地選擇所想要的特徵、優點而改良農作物的品質，提高產量，增加營養分，也可以使作物變得更耐旱、或不怕蟲害。例如把蘇力菌的基因帶進棉花、玉米、番薯，這種菌體的基因能產生一種蛋白質而能抵抗蟲害的侵犯，而不需要殺蟲劑的噴灑。另外如玉米缺乏人體必須胺基酸--離胺基酸；利用基因工程可以把能製造胺基酸的基因帶進玉米，玉米也就能含有離胺基酸。美國第一個基因改良產品－番茄，則是為了採收方便，以基因轉殖方式延緩番茄中的果膠軟化，以免番茄在採收遇程因碰撞而受損。

三.基因改造食品所獲得的利益與風險:

反對者相信目前的基因技術，可能會因為外來基因會影響到原主本身的表現，可能會產生一些未知的有毒或者會引起過敏的物質。或者是插入之時傷害到原主的本身基因，例如插入到一串有效的基因中間時。早年的案例如tryptophan事件便是，這是一種人類所必需的氨基酸，使用改造的方法讓細菌大量生產，不過在大量累積tryptophan後，會衍生出一些毒性物質，使得37人死亡，和一千五百人殘障，稱為：eosonophilmyalgiasyndrome（EMS）。過敏原是基因改造食品安全評估的重要審核項目之一。

風險一、「實質等同」（substantialequivalence）在1990年FAO/WHO的諮詢會中曾針對生物科技食品之安全評估進行討論。該諮詢會建議：安全評估政策應建構於食品的分子性、生物性、及化學行特性上。該諮詢會最後報告中建立了基因改良食品與某一可被接受的食品安全標準相互比較的觀念。

在「實質等同」之認定評估過程中，基因改良食品必須具有與傳統食品相同且相當的特性。這特性相當程度變異度之判定是取抉於下列特性：

（一）遺傳表現型特性：在植物方面包括：形態、生長、產量及疾病抗性等；微生物方面，包括：分類學特性、傳染性、抗生素抗性型式等；在動物方面，包括：形態、生長、生理機能、繁殖、產量等。

（二）組成分比較：食品中的重要組成分之比較主要是依關鍵營養素及毒物之認定，關鍵營養素為脂肪、蛋白質、碳水化合物、礦物質及維生素。大部分食品過敏原幾乎均為蛋白質。然而農作物成分中含有上萬種不同蛋白質中，僅有極少數蛋白質具過敏性在對現代生物科技改造出來的食品進行安全評估時，過敏誘發性即是個相當重要的考量因子。潛在性過敏可經測試下列各因素而得知：(1)轉殖基因物質的來源；(2)新獲得蛋白質的分子量；(3)與已知過敏原的氨基酸序列相同性；(4)食品的加熱和加工安定性；(5)pH值及胃酸的安定性。二、過敏原標識基因有許多種類，包括：除草劑抗性標識基因及抗生素抗性標識基因。另外標識基因是否殘留亦是安全評估之重點。為了減少殘留的可能性，必須改造載體以降低其轉移性，對臨床上有用抗生素會產生抗性的標識基因應被禁止使用。三、標識基因基因改造科技的優點1.對農民而言，基改生物可能簡化噴施除草劑的程序、減少差蟲劑的使用、提高作物的生產力、市場競爭力升高2.

對消費者而言，若基改生物發揮效果，降低農民的生產成本，抗蟲基改作物若果真減少農藥的使用，則可能買更農藥殘毒更少的蔬果。3.對生技公司而言，製藥用的基改生物可以比以前產生更便宜的疫苗或者其他醫療用化合物，增加公司利潤。4.

對環境而言，基改技術也可能對環境具有好處。若能減少農藥的使用與肥料的施用，可以降低農業對環境的污染。五.基因改造食品的優缺點:一、食品安全一般而言，社會大眾對於食用基因改造食品對人體健康的關切以玉米星連（StarLink）事件，與馬鈴薯的溥采（Pusztai）事件最為有名。(1)

星連事件：星連玉米是某基改玉米的商品名，該品種轉殖了蘇力菌的抗蟲基因。(2)

溥采事件：蘇格蘭的溥采博士在一九九八年試驗發現用某基改馬鈴薯餵食老鼠，會使老鼠生長遲緩，免疫系統失調。基因改造科技的缺點二、生態環境安全(1)

危害非目標生物：廣泛的種植抗除草劑基改作物，會因除草劑的積極使用而降低野草多樣性，導致有益昆蟲所要吃的植物不見，無法覓食而死亡。昆蟲種類、數目減少，更可能影響到整個生態系。(2)

轉殖生物的強勢化：抗旱基改作物本身若野草化，或許也可能成為新的耐旱型雜草，而危害到其他植物族群。(3)

產生新的有害生物：基改作物花粉傳到同類屬的雜草型植株上，可能使得該雜草成為強勢雜草，而危害到其他植物族群。(4)

農產品受到混雜：基改作物在生長期間花粉可能傳授到鄰近一般品種身上，而將轉殖基因帶入一般品種。由於生物科技是近年來才應用在食物生產方面，為了安全起見，所有基因改造食品均須接受嚴格的安全評估，才可在市面出售。以生產最多基因改造農作物的美國為例，基因改造食品是由食品藥物管理署（FDA）、環境保護署（EPA）及農業部（USDA）三個聯邦機構負責管理評估。我國則由國科會、農委會和衛生署分別在上、中、下游，就所管實驗室研究、田間試驗和食品衛生等方面，做安全評估的層層把關。基因改造食品須完全符合有關的安全評估，方可在市面出售。依食品衛生管理法第十四條，經中央主管機關公告指定之食品(譬如基因改造食品)應經中央主管機關查驗登記並發給許可證始得製造或輸入。衛生署邀請學者專家組成委員會，依據公告之「基因改造食品之安全評估方法」對基因改造食品的製程及產品本身均分別進行安全性評估，其評估之重點包括產品的毒性、過敏誘發性、營養成分及抗生素標識基因等相關資料。世界各國正致力訂定一套基因改造食品標示制度。（一）美國：認為如果基因改造的食品在組成份與營養等與原來的食品實質上不等同，就必須標示，若實質等同可以自願標示，惟須遵守2001年1月17日公告之規範。（二）歐洲：歐盟自1998年起即規定所有基因改造食品均須加以標示。其後，歐盟又補充規定自2000年4月起，食品內含超過1%基因改造成分的加工食品需加以標示。（三）澳洲及紐西蘭：2000年12月7日公告強制標示規範，一年後實施，採取1%的容許量。（四）日本：規定自2001年4月1日起，採取5%的容許量，30類指定的食品中若含有基因改造成分，就須標示。不過，對於檢驗科技無法檢測出新基因或蛋白質成分的精製加工食品（油及醬油），則不在管制之列。（五）南韓：農林部也宣布自2001年3月起，基因改造的玉米、大豆及豆芽均須加以標示。

首先，基因改造食品之原料須於上市前通過審核，目前依國內民生大宗食品及國際間流通之品項，選定以大豆及玉米為優先管理項目。

其次，產品之標示，係採取強制及自願標示並行之制度，凡超過5%非刻意混雜容許量之基因改造食品必須依照「基因改造食品標示辦法」予以明顯標示，惟以漸進方式施行，即自2001年起，依產品加工程度，分三階段2年到4年逐步實施。非基因改造食品不須標示，若自願標示，仍應遵行真實且不誤導之基本標示規範。衛生署管理基因改造食品標示

在GMO的製作中使用到的因改造技術可包括：（1）載體系統重組核酸技術；（2）轉殖技術﹔（3）細胞融合或雜交技術而能克服自然生理學上、生殖上或重組上的障礙。七.基因改造食品的原理及技術:

細胞融合或雜交的技術基本上不屬於重組基因的技術，例如將血緣接近或相同的生物的細胞融合，讓他再分裂，因而把兩個細胞的特性融合在一起，桃莉羊或者一般的複製技術都僅是融合不同的細胞而激起分裂而已。不過在融合前如果細胞經過基因改造，則屬於遺傳工程（重組基因的技術）。（3）細胞融合或雜交技術八.基因改造產品有那些:年份公司產品改造原理加拿大改良油菜（Canola）1995MonsantoCo.耐GlyphosateCanola從細菌Agrobacteriumsp.轉殖Enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase基因CalgeneInc.月桂油菜LaurateCanola從加州月桂樹轉殖12:0acylcarrierproteinthiosesterase基因Agrevo,Inc.耐GlufosinateCanola從鏈黴菌Streptomycesviridochromogenes轉殖Phosphinothricinacetyltransferase基因玉米（Corn）1995Ciba-GeigyCorp.抗蟲玉米

從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉殖cryIA基因

AgrevoInc.耐Glufosinate玉米

從鏈黴菌Streptomycesviridochromogenes轉殖Phosphinothricinacetyltransferase基因1996

PlantGeneticSystems雄性不育玉米從細菌Bacillusamyloliquefaciens轉殖barnase基因NorthrupKing抗蟲玉米從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉殖cryIA基因

MonsatoCo抗蟲玉米/耐Glyphosate玉米

從細菌Agrobacteriumsp.轉殖Enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase基因，從Ochrobactrumanthropi耐受glyphoste品系中轉殖glyphosateoxidoreductase基因，從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉殖cryIA基因

MonsatoCo抗蟲玉米從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉殖cryIA基因

DekalbGeneticsCorp耐Glufosinate玉米

從鏈黴菌Streptomyceshygroscopicus轉殖Phosphinothricinacetyltransferase基因1997DekalbGeneticsCorp.抗蟲玉米從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉殖cryIA基因

1998MonsantoCo.耐Glyphosate玉米

從細菌Agrobacteriumsp.轉殖Enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase基因AgrevoInc.耐Glufosinate玉米

從鏈黴菌Streptomycesviridochromogenes轉殖Phosphinothricinacetyltransferase基因棉花（Cotton）1996CalegeneInc.耐Bromoxynil棉花

從Klebsiellaozaenae細菌轉殖nitrilase基因MonsantoCo.抗蟲棉花從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉殖cryIA基因

1996MonsantoCo.耐Glyphosate棉花

從細菌Agrobacteriumsp.轉殖Enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase基因Dupont耐Sulfonylurea棉花從菸草轉殖Acetolactatesynthase基因1998CalgeneCo.抗蟲/耐Bromoxynil棉花從Klebsiellapneumoniae細菌轉殖Nitrilase基因，從蘇力菌Bacillusthuringiensiskurstaki轉殖cryIA基因

亞麻（Flax）1998

UniversityofSaskatchewan耐Sulfonylurea亞麻從Arabidopsis轉殖Acetolactatesynthase基因木瓜（Papaya）1997UniversityofHawaii和CornellUniversity抗病毒木瓜將木瓜輪班病毒ringspotvirus的外套蛋白基因轉殖至木瓜馬鈴薯（Potato）1994

MonsantoCo.抗蟲馬鈴薯從蘇力菌Bacillusthuringiensis轉殖cryIIIA基因1996

MonsantoCo.抗蟲馬鈴薯從蘇力菌Bacillusthuringiensis轉殖cryIIIA基因1998

MonsantoCo.抗蟲馬鈴薯從蘇力菌Bacillusthuringiensis轉殖cryIIIA基因/轉殖馬鈴薯捲葉病毒的replicase基因紅萵苣（RadicchioRosso）1997BejoZadenBV雄性不育從細菌Bacillusamyloliquefaciens轉殖barnase基因油菜（Rapeseed）1997PlantGeneticSystems雄性不育/生育恢復品種從細菌Bacillusamyloliquefaciens轉殖barnase基因/生育恢復品種轉殖Bacillusamyloliquefaciens的barstar基因大豆（Soybean）1994MonsantoCo.耐Glyphosate大豆

從細菌Agrobacteriumsp.轉殖Enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase基因1997Dupont高OleicAcid大豆壓抑GmFad2-1gene的表現，該基因產生

delta-12desaturase酵素瓜類（Squash）1994AsgrowSeedCo.抗病毒瓜含西瓜鑲堪病毒和zucchini黃鑲堪病毒的外套蛋白基因1997SeminisVegetableSeeds抗病毒瓜含西瓜鑲堪病毒、zucchini黃鑲堪病毒和胡瓜鑲堪病毒的外套蛋白基因番茄（Tomato）1994ZenecaPlantScience延遲軟化番茄含有部份番茄的polygalacturonase基因MonsantoCo.改良成熟番茄從細菌Pseudomonaschloraphis轉殖Aminocyclopropanecarboxylicaciddeaminase基因DNAPlantTechnology改良成熟番茄從番茄轉殖Aminocyclopropanecarboxylicaciddeaminase基因CalgeneInc.

FLAVRSAVRTomato轉殖番茄的Antisensepolygalacturonase基因，可延遲軟化1996AgritopeInc.改良成熟番茄從大腸桿菌噬菌體轉殖Eadenosylmethioninehydrolase基因1998CalgeneCo.抗蟲番茄從蘇力菌Bacillusthuringiensis轉殖cryIIIA基因康乃馨（Carnation）1998FlorigenePtyLtd.延長保存期/抗殺草劑轉殖截切aminocyclopropanecyclase(ACC)synthase基因，降低ethylene累積;耐受殺草劑Sulfonylureaherbicidetolerance,特別是triasulfuronandmetsulfuron-methyl.透過Agrobacteriumtumefaciens進行植物轉殖FlorigenePtyLtd.修改顏色/抗殺草劑轉殖花青素基因、耐受殺草劑sulfonylurea，轉殖菸草之chlorsulfurontolerant