第五章动植物用转基因微生物的安全性优秀课件.ppt

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1、第五章动植物用转基因微生物的安全性第1页，本讲稿共53页以微生物为受体的转基因生物称为转基因微生物以微生物为受体的转基因生物称为转基因微生物。微生物是转基因最常用的转化材料，转基因微生物微生物是转基因最常用的转化材料，转基因微生物比较容易培育，应用也最广泛。例如，生产奶酪的比较容易培育，应用也最广泛。例如，生产奶酪的凝乳酶，以往只能从杀死的小牛胃中获得，现利用凝乳酶，以往只能从杀死的小牛胃中获得，现利用转基因微生物已能够使凝乳酶在体外大量产生，避转基因微生物已能够使凝乳酶在体外大量产生，避免了小牛的无辜死亡，也降低了成本。免了小牛的无辜死亡，也降低了成本。如果把一种微生物的抗药性基因或其他基因

2、转入另如果把一种微生物的抗药性基因或其他基因转入另一种微生物中，使之具有抗药性，或将动植物基因一种微生物中，使之具有抗药性，或将动植物基因转入微生物中。这种后来具有抗药性或其他新性状转入微生物中。这种后来具有抗药性或其他新性状的微生物即为转基因微生物。例如，开始时不具有的微生物即为转基因微生物。例如，开始时不具有产苏氨酸、天冬氨酸、凝血蛋白等，后经导入外源产苏氨酸、天冬氨酸、凝血蛋白等，后经导入外源基因而获得产苏氨酸、天冬氨酸、凝血蛋白等的微基因而获得产苏氨酸、天冬氨酸、凝血蛋白等的微生物均为转基因微生物。生物均为转基因微生物。第2页，本讲稿共53页让让微微生生物物制制造造然然料料-含含油油细

3、细菌菌第3页，本讲稿共53页嗜汞细菌嗜汞细菌-能清除汞污染能清除汞污染第4页，本讲稿共53页第一节第一节 动植物用转基因微生物概况动植物用转基因微生物概况根据转基因微生物的用途，可分为动物用转基因微生根据转基因微生物的用途，可分为动物用转基因微生物、植物用转基因微生物和医药用转基因微生物三大物、植物用转基因微生物和医药用转基因微生物三大类。类。动物用转基因微生物是应用于动物的活疫苗、饲料添动物用转基因微生物是应用于动物的活疫苗、饲料添加剂和其他用途的转基因微生物。加剂和其他用途的转基因微生物。植物用转基因微生物主要是指通过重组植物用转基因微生物主要是指通过重组DNADNA微生物研制的、微生物研

4、制的、直接应用于植物上的具有杀虫、防病、固氮、生长调直接应用于植物上的具有杀虫、防病、固氮、生长调节等作用的微生物。节等作用的微生物。转基因微生物释放可能会带来一系列安全问题，事前转基因微生物释放可能会带来一系列安全问题，事前须对其在环境中的基因转移潜力、存活能力、扩散能须对其在环境中的基因转移潜力、存活能力、扩散能力及对生态系统的潜在影响等进行安全评价，并探索力及对生态系统的潜在影响等进行安全评价，并探索有效的检测方法和风险评价策略有效的检测方法和风险评价策略第5页，本讲稿共53页一、动物用转基因微生物的发展概况一、动物用转基因微生物的发展概况1 转基因微生物饲料添加剂转基因微生物饲料添加剂

5、酶制剂酶制剂(重组酶重组酶)：利用高产能和生产饲料酶的基因工程：利用高产能和生产饲料酶的基因工程菌，添加于饲料中，提高饲料的效价。如产植酸酶的重菌，添加于饲料中，提高饲料的效价。如产植酸酶的重组毕氏酵母菌组毕氏酵母菌(2000(2000年许可证年许可证)。抗菌肽：抗菌肽对水生生物常见病如大肠杆菌、沙门氏抗菌肽：抗菌肽对水生生物常见病如大肠杆菌、沙门氏菌等具有广谱杀菌作用菌等具有广谱杀菌作用，具有良好的应用前景具有良好的应用前景。2004年农年农业部批准转抗菌肽基因酵母生产的抗菌肽制剂的效价业部批准转抗菌肽基因酵母生产的抗菌肽制剂的效价达达5000U/ml重组生长素：重组生长素：GH由脑下垂体分

6、泌，能促进动物的生长发由脑下垂体分泌，能促进动物的生长发育，加速蛋白质合成，但在鱼类体内含量极微。将鱼育，加速蛋白质合成，但在鱼类体内含量极微。将鱼GH基因转入微生物中大量生产重组鱼生长素，作为添加剂具基因转入微生物中大量生产重组鱼生长素，作为添加剂具有很强的促生长作用。有很强的促生长作用。第6页，本讲稿共53页产植酸酶的转基因重组毕氏酵母菌产植酸酶的转基因重组毕氏酵母菌第7页，本讲稿共53页2 基因工程疫苗基因工程疫苗利用重组利用重组DNA技术研制的疫苗，包括：亚单位疫苗、活技术研制的疫苗，包括：亚单位疫苗、活载体疫苗和基因缺失疫苗。我国经批准进入商业化生产的载体疫苗和基因缺失疫苗。我国经批

7、准进入商业化生产的有狂犬病疫苗和牛羊腹泻疫苗；通过安全性评估的有鸡传有狂犬病疫苗和牛羊腹泻疫苗；通过安全性评估的有鸡传染性喉气管炎疫苗、禽流感疫苗、鸡痘疫苗等。染性喉气管炎疫苗、禽流感疫苗、鸡痘疫苗等。基因工程亚单位疫苗：利用微生物的某种表面结构成分基因工程亚单位疫苗：利用微生物的某种表面结构成分(抗原抗原)制成不含有核酸、能诱发机体产生抗体的疫制成不含有核酸、能诱发机体产生抗体的疫苗称为亚单位疫苗。苗称为亚单位疫苗。它是一种保留病原体中有效免它是一种保留病原体中有效免疫原成分疫原成分,而去除其无效或有害成分的单纯疫苗。而去除其无效或有害成分的单纯疫苗。例如例如,只含霍乱毒素只含霍乱毒素B B

8、亚单位制成的霍乱毒素亚单位制成的霍乱毒素B B亚单位疫苗；用亚单位疫苗；用狂犬病毒主要抗原粘附在脂质体上制成的狂犬病毒免疫狂犬病毒主要抗原粘附在脂质体上制成的狂犬病毒免疫体亚单位疫苗；以及麻疹病毒亚单位疫苗；等等体亚单位疫苗；以及麻疹病毒亚单位疫苗；等等.第8页，本讲稿共53页 将病原微生物的主要的保护性免疫原基因转移到非致病的将病原微生物的主要的保护性免疫原基因转移到非致病的微生物中表达，可从其培养物中分离制备出亚单位疫苗试微生物中表达，可从其培养物中分离制备出亚单位疫苗试剂。剂。转基因活疫苗：转基因活疫苗：活疫苗是指将病原微生物在人工诱发突活疫苗是指将病原微生物在人工诱发突变，失去致病性但

9、保留免疫原性、繁衍能力和剩余毒力的变，失去致病性但保留免疫原性、繁衍能力和剩余毒力的无毒或弱毒病原微生物。无毒或弱毒病原微生物。活疫苗接种后在人体内有一定程度的繁殖或复制，类似一次活疫苗接种后在人体内有一定程度的繁殖或复制，类似一次轻型的自然感染，但不导致人发病。轻型的自然感染，但不导致人发病。转基因活疫苗根据其外源基因载体可分为病毒活载体转基因活疫苗根据其外源基因载体可分为病毒活载体疫苗和细菌活载体疫苗。前者针对病毒病，后者针对疫苗和细菌活载体疫苗。前者针对病毒病，后者针对细菌性疾病。细菌性疾病。转基因活疫苗已在全球范围开展科技研发和应用研究，将成转基因活疫苗已在全球范围开展科技研发和应用研

10、究，将成为今后疫苗制剂的主要趋势。为今后疫苗制剂的主要趋势。第9页，本讲稿共53页二、植物用转基因微生物的发展概况二、植物用转基因微生物的发展概况 应用重组应用重组DNA技术有目的地改变微生物或其产品技术有目的地改变微生物或其产品 的遗的遗传性状和生物学活性传性状和生物学活性,可进一步增强杀虫防病效果、扩大可进一步增强杀虫防病效果、扩大作用谱、延长田间持效期、从而提高农业生产的经济效作用谱、延长田间持效期、从而提高农业生产的经济效益。益。各国获准进入田间释放的转基因微生物主要为转苏云各国获准进入田间释放的转基因微生物主要为转苏云金芽孢杆菌遗传工程菌和转基因根瘤菌等活体产品金芽孢杆菌遗传工程菌和

11、转基因根瘤菌等活体产品，转基因病毒杀虫剂转基因病毒杀虫剂、防病转基因微生物防病转基因微生物。我国已构建转基因工程菌近百株，有十多株转基因微生物我国已构建转基因工程菌近百株，有十多株转基因微生物处于安全性评价和田间试验，处于安全性评价和田间试验，6种菌经安全性评价后进入种菌经安全性评价后进入环境释放，环境释放，5种菌剂完成产品登记，其中的联合固氮种菌剂完成产品登记，其中的联合固氮菌和高效广谱的抗性基因工程菌菌和高效广谱的抗性基因工程菌BMB820Bt已进入商品已进入商品化生产。化生产。第10页，本讲稿共53页1 转基因生物农药转基因生物农药杀虫转基因微生物杀虫转基因微生物 转基因病毒杀虫剂：通过

12、基因工程方法将外源杀虫基因如蝎转基因病毒杀虫剂：通过基因工程方法将外源杀虫基因如蝎子神经毒素基因等与昆虫病毒重组，使重组病毒杀虫速度子神经毒素基因等与昆虫病毒重组，使重组病毒杀虫速度和毒性提高，或成为双价杀虫剂；和毒性提高，或成为双价杀虫剂；转转Bt基因杀虫剂：将来自苏氏杆菌的基因杀虫剂：将来自苏氏杆菌的Bt基因导入受体菌株中，基因导入受体菌株中，利用受体菌或载体的增效基因，制备效力更强和更持久的利用受体菌或载体的增效基因，制备效力更强和更持久的基因工程菌，以菌体或分离的基因工程菌，以菌体或分离的Bt毒蛋白制造杀虫剂毒蛋白制造杀虫剂。在国外。在国外已有已有1010多种制剂投入商业化生产。多种制

13、剂投入商业化生产。防病转基因微生物：通过对生防菌进行基因改良，使之获得防病转基因微生物：通过对生防菌进行基因改良，使之获得对多种病害有拮抗活性，或增强抗菌活性。对多种病害有拮抗活性，或增强抗菌活性。将外源几丁质酶基因转入一些木霉菌、枯草杆菌的菌株中，使将外源几丁质酶基因转入一些木霉菌、枯草杆菌的菌株中，使其产生更强烈的抑菌作用。其产生更强烈的抑菌作用。将一些杀虫基因转移到生防菌中，可使其同时具有防病和将一些杀虫基因转移到生防菌中，可使其同时具有防病和杀虫的功效。杀虫的功效。第11页，本讲稿共53页第12页，本讲稿共53页相对于传统化学合成农药，生物农药具有安全、高效、相对于传统化学合成农药，生

14、物农药具有安全、高效、针对性强等优点，在人们环保意识不断增强的今天，生针对性强等优点，在人们环保意识不断增强的今天，生物农药受到越来越多的重视，在全球的市场需求稳步攀物农药受到越来越多的重视，在全球的市场需求稳步攀升。升。随着转基因作物的增加，病虫害综合防治措施的应用，以随着转基因作物的增加，病虫害综合防治措施的应用，以及有机农业的不断扩大，预计在未来数年生物农药的研发及有机农业的不断扩大，预计在未来数年生物农药的研发将取得更多突破性的进展。将取得更多突破性的进展。生物农药的主要发展趋势为：以基因重组为核心高技生物农药的主要发展趋势为：以基因重组为核心高技术竞争日趋激烈，关键技术创新显著加快；

15、转基因生术竞争日趋激烈，关键技术创新显著加快；转基因生物农药新品种不断涌现，其研发和应用向更安全和更物农药新品种不断涌现，其研发和应用向更安全和更环保方向发展；产品更新换代速度加快，已成为涉农环保方向发展；产品更新换代速度加快，已成为涉农工业最具前景的发展领域。工业最具前景的发展领域。第13页，本讲稿共53页2 转基因微生物肥料转基因微生物肥料 转基因微生物肥料主要是遗传改良的联合固氮菌和转基因微生物肥料主要是遗传改良的联合固氮菌和根瘤菌，是采用基因工程技术对外源固氮基因及其根瘤菌，是采用基因工程技术对外源固氮基因及其调控基因进行转移至受体微生物而构建出来的新型调控基因进行转移至受体微生物而构

16、建出来的新型重组固氮菌。重组固氮菌。由于铵对固氮菌的固氮有一定的阻遏作用，构建耐铵由于铵对固氮菌的固氮有一定的阻遏作用，构建耐铵或泌铵的固氮工程菌株将能减轻铵对固氮的阻遏作用，或泌铵的固氮工程菌株将能减轻铵对固氮的阻遏作用，明显提高其固氮效率。明显提高其固氮效率。美美RearchSeeds公司的转基因根瘤菌公司的转基因根瘤菌RMBPC-2已于已于19971997年获准进行商业化生产；我国中科院、广东微生年获准进行商业化生产；我国中科院、广东微生物所和中科院上海植生所研制的联合固氮菌物所和中科院上海植生所研制的联合固氮菌AC-1541-1541已获准在辽宁生产；中科院植物所和中国农大联合研究已获

17、准在辽宁生产；中科院植物所和中国农大联合研究的玉米联合固氮耐铵工程菌的玉米联合固氮耐铵工程菌E7E7已获准在黑龙江进行环境已获准在黑龙江进行环境释放。释放。第14页，本讲稿共53页第二节第二节 动物用动物用转基因微生物转基因微生物安全性评价安全性评价动物用转基因微生物与动物和人类健康密切相关，也动物用转基因微生物与动物和人类健康密切相关，也是公众最关心和最顾虑的一类转基因生物。是公众最关心和最顾虑的一类转基因生物。微生物生长繁殖快、变异类型多，有许多类型本身就是动微生物生长繁殖快、变异类型多，有许多类型本身就是动植物的病原体。因此，转基因微生物向环境中释放有可能植物的病原体。因此，转基因微生物

18、向环境中释放有可能会带来一系列的安全问题。会带来一系列的安全问题。由于转基因微生物种类及其应用环境的多样性由于转基因微生物种类及其应用环境的多样性,也由也由于对转基因工作可能产生的各种表型变异及其作用还于对转基因工作可能产生的各种表型变异及其作用还缺乏足够和充分的了解缺乏足够和充分的了解,因此现阶段对其安全性的评因此现阶段对其安全性的评价一般采取个案分析的原则。价一般采取个案分析的原则。大面积释放之前必须对转基因微生物在环境中发生基大面积释放之前必须对转基因微生物在环境中发生基因转移的潜力、存活能力、扩散能力及对生态系统的因转移的潜力、存活能力、扩散能力及对生态系统的潜在影响等进行生态学研究和

19、风险评价，还要探索有潜在影响等进行生态学研究和风险评价，还要探索有效的检测方法和风险评价策略。效的检测方法和风险评价策略。第15页，本讲稿共53页一、受体微生物的一、受体微生物的安全性评价安全性评价1 受体微生物概述受体微生物概述受体微生物是被导入了重组受体微生物是被导入了重组DNA的微的微生物，其安全性评价生物，其安全性评价要考虑以下几个方面。要考虑以下几个方面。受体微生物背景资料和生物学特性：分类地位、天然野生受体微生物背景资料和生物学特性：分类地位、天然野生还是人工培养、应用情况、是否对人畜产生过不良影响、还是人工培养、应用情况、是否对人畜产生过不良影响、演变为有害生物的可能性、繁殖与扩

20、散方式。演变为有害生物的可能性、繁殖与扩散方式。受体微生物所适应的生态环境：地理分布、自然生境、受体微生物所适应的生态环境：地理分布、自然生境、生长生长发育要求、与其他生物的生态关系，对生态环境的影响发育要求、与其他生物的生态关系，对生态环境的影响及潜在危险性。及潜在危险性。受体微生物的遗传变异：遗传稳定性、质粒稳定性及其潜在危受体微生物的遗传变异：遗传稳定性、质粒稳定性及其潜在危险、转座子状况及潜在危险、是否发生过对人畜有危害的变异、险、转座子状况及潜在危险、是否发生过对人畜有危害的变异、自然条件下与其他微生物、动物发生基因重组的可能性、监测自然条件下与其他微生物、动物发生基因重组的可能性、

21、监测和监控的可能性。和监控的可能性。第16页，本讲稿共53页2 受体微生物安全等级受体微生物安全等级根据根据农业转基因生物安全评价管理办法农业转基因生物安全评价管理办法第十一条有第十一条有关标准，分为关标准，分为I-IV-IV级，即：不存在危险、低度危险、级，即：不存在危险、低度危险、中度危险、高度危险。中度危险、高度危险。常用的受体微生物的安全等级如下：常用的受体微生物的安全等级如下：巴斯毕赤酵母巴斯毕赤酵母GS115和啤酒酵母和啤酒酵母AB103 定为定为 I 级级；大肠杆菌大肠杆菌BL2121 定为定为 I 级级；禽痘病毒定为禽痘病毒定为 I 级级；痘苗病毒痘苗病毒和和腺病毒定为腺病毒定

22、为 级级；沙门氏菌和志贺氏菌定为沙门氏菌和志贺氏菌定为级级；单核细胞增生李斯特菌定为单核细胞增生李斯特菌定为级；级；重组卡介苗重组卡介苗(分枝杆菌属分枝杆菌属)定为定为 I 级级；第17页，本讲稿共53页啤酒酵母啤酒酵母大肠杆菌大肠杆菌 痘病毒痘病毒腺病毒腺病毒沙门氏菌沙门氏菌志贺氏菌志贺氏菌李斯特菌李斯特菌分支杆菌分支杆菌第18页，本讲稿共53页二、转基因操作的安全性评价二、转基因操作的安全性评价1 1 转基因操作安全性评价概述转基因操作安全性评价概述所引入的基因或将被修饰的性状的特性。所引入的基因或将被修饰的性状的特性。实际插入的序列及操作过程中将被删除的序列：实际插入的序列及操作过程中将

23、被删除的序列：大小和结构、性状和功能、序列信息及拷贝数。大小和结构、性状和功能、序列信息及拷贝数。目的基因与载体构建的图谱：目的基因与载体构建的图谱：载体的特性、安全性和各插入片段的资料；载体的特性、安全性和各插入片段的资料；能否向不含该类基因的微生物转移及风险预测。能否向不含该类基因的微生物转移及风险预测。基因操作方法：基因操作方法：基因操作对受体生物安全等级的影响；基因操作对受体生物安全等级的影响；目的基因表达的稳定性及其检测；目的基因表达的稳定性及其检测；重组重组DNADNA的分子结构、复制特性和安全性。的分子结构、复制特性和安全性。基因操作影响的类型：基因操作影响的类型：类型类型1 1

24、 -增加安全性；增加安全性；类型类型2 2 -不影响安全性；类型不影响安全性；类型3 3 -降低安全性。降低安全性。第19页，本讲稿共53页3 常用菌株转基因操作的安全性常用菌株转基因操作的安全性酵母菌酵母菌 转入的表达基因：抗菌肽基因、植酸酶基因、转入的表达基因：抗菌肽基因、植酸酶基因、生长素基因、甘露聚糖酶基因。生长素基因、甘露聚糖酶基因。基因操作对酵母菌安全性影响：定为类型基因操作对酵母菌安全性影响：定为类型 2 2大肠杆菌：大肠杆菌：转入的表达基因：生长素基因、酸性植酸酶基因、转入的表达基因：生长素基因、酸性植酸酶基因、猪防御素基因。猪防御素基因。基因操作对大肠杆菌安全性影响：定为类型

25、基因操作对大肠杆菌安全性影响：定为类型 2 2痘苗病毒、禽痘病毒和腺病毒：痘苗病毒、禽痘病毒和腺病毒：转入的表达基因：病原体抗原基因、血凝素基因、转入的表达基因：病原体抗原基因、血凝素基因、肿瘤抗原基因肿瘤抗原基因、胸苷激酶基因胸苷激酶基因、重组病毒重组病毒 等等 基因操作对其安全性影响：定为类型基因操作对其安全性影响：定为类型 2 2第20页，本讲稿共53页沙门氏菌沙门氏菌 转入的表达基因：病原体抗原或抗原亚单位基因转入的表达基因：病原体抗原或抗原亚单位基因 基因操作对其安全性影响：定为类型基因操作对其安全性影响：定为类型 2 2志贺氏菌志贺氏菌 转入的表达基因：大肠杆菌肠毒素基因、转入的表

26、达基因：大肠杆菌肠毒素基因、动物抗原蛋白基因、大肠杆菌菌毛抗原基因动物抗原蛋白基因、大肠杆菌菌毛抗原基因 基因操作对其安全性影响：定为类型基因操作对其安全性影响：定为类型 2 2李斯特菌李斯特菌 转入的表达基因：病原体抗原或抗原亚单位基因转入的表达基因：病原体抗原或抗原亚单位基因 肿瘤抗原基因。肿瘤抗原基因。基因操作对其安全性影响：定为类型基因操作对其安全性影响：定为类型 2 2重组卡介苗重组卡介苗 转入的表达基因：病原体抗原或抗原亚单位基转入的表达基因：病原体抗原或抗原亚单位基 基因操作对其安全性影响：定为类型基因操作对其安全性影响：定为类型 2 2第21页，本讲稿共53页三、动物用转基因微

27、生物的安全性评价三、动物用转基因微生物的安全性评价1 动物用转基因微生物安全性评价的内容动物用转基因微生物安全性评价的内容动物用转基因微生物的生物学特性。动物用转基因微生物的生物学特性。动物用转基因微生物对动物的安全性。动物用转基因微生物对动物的安全性。动物用转基因微生物对人类的安全性及潜在危险。动物用转基因微生物对人类的安全性及潜在危险。动物用转基因微生物对生态环境的安全性。动物用转基因微生物对生态环境的安全性。动物用转基因微生物的检则和鉴定技术。动物用转基因微生物的检则和鉴定技术。动物用转基因微生物的安全等级分为动物用转基因微生物的安全等级分为4 4个等级个等级 其评价标准考虑其评价标准考

28、虑：受体微生物安全等级受体微生物安全等级 I I-IVIV级级 基因操作的影响类型基因操作的影响类型 1 1-3 3 类型类型 综评价之后确定综评价之后确定：转基因微生物的安全性转基因微生物的安全性 I I-IVIV 级级第22页，本讲稿共53页受体安全等级受体安全等级 基因操作基因操作 转基因微生物转基因微生物 安全等级安全等级 I I 类型类型1 2 1 2 安全等级安全等级I I 类型类型3 3 安全等级安全等级 I I 安全等级安全等级 类型类型1 2 1 2 安全等级安全等级 I I 类型类型3 3 安全等级安全等级 安全等级安全等级 类型类型1 1 安全等级安全等级 I I 类型类

29、型2 2 安全等级安全等级 类型类型3 3 安全等级安全等级 安全等级安全等级 类型类型1 1 安全等级安全等级 I I 类型类型2 2 安全等级安全等级 类型类型3 3 安全等级安全等级 第23页，本讲稿共53页2 几种代表性受体微生物转基因后的安全性几种代表性受体微生物转基因后的安全性转重组抗菌肽基因酵母菌：华南农大、深圳艺鹏公司、转重组抗菌肽基因酵母菌：华南农大、深圳艺鹏公司、广州微生物所和广州华桑公司联合研制，已通过中间广州微生物所和广州华桑公司联合研制，已通过中间试验和环境释放安全性评价，在动物体内未检出残留，试验和环境释放安全性评价，在动物体内未检出残留，20042004年年7 7

30、月获农业部批准生产。月获农业部批准生产。痘苗病毒痘苗病毒-狂犬病毒糖蛋白狂犬病毒糖蛋白G G重组体：已在多个国家批重组体：已在多个国家批准注册，我国评定的安全等级为准注册，我国评定的安全等级为级。级。转基因禽痘病毒：已用于生产抗鸡新城疫疫苗、转基因禽痘病毒：已用于生产抗鸡新城疫疫苗、H5H5亚型禽流感疫苗、狂犬病毒糖蛋白重组疫苗，根据亚型禽流感疫苗、狂犬病毒糖蛋白重组疫苗，根据我国有关机构和部门的安全性评价，其安全等级为我国有关机构和部门的安全性评价，其安全等级为级，可望不久的将来投入生产。级，可望不久的将来投入生产。转转p53p53基因腺病毒：导入了肿瘤抑制基因基因腺病毒：导入了肿瘤抑制基因

31、p53 p53，其产品，其产品为为“今又生今又生”重组人重组人p53p53腺病毒注射液，已获国家药监腺病毒注射液，已获国家药监局批准生产，其安全等级为局批准生产，其安全等级为级。级。第24页，本讲稿共53页转基因沙门氏菌：主要用于生产重组病原生物抗原转基因沙门氏菌：主要用于生产重组病原生物抗原疫苗、抗肿瘤疫苗和口服生长抑素疫苗，经安全性疫苗、抗肿瘤疫苗和口服生长抑素疫苗，经安全性评价其安全等级为评价其安全等级为级。其安全性主要是针对沙门氏级。其安全性主要是针对沙门氏菌的担忧，且动物实验中过量服用可导致细胞结构受损菌的担忧，且动物实验中过量服用可导致细胞结构受损并引起部分动物死亡。并引起部分动物

32、死亡。转基因志贺氏菌：还未获批准进入商业化生产，转基因志贺氏菌：还未获批准进入商业化生产，经经安全性评价其安全等级为安全性评价其安全等级为级。其主要的副作用是级。其主要的副作用是引起炎症和发热。引起炎症和发热。转基因单核细胞增生李斯特菌：转基因单核细胞增生李斯特菌：还未获批准进入商业还未获批准进入商业化生产，化生产，经安全性评价其安全等级为经安全性评价其安全等级为级。由于其宿级。由于其宿主范围较广，载体安全体系复杂，存在一定安全问主范围较广，载体安全体系复杂，存在一定安全问题，其应用可能受限。题，其应用可能受限。转基因（重组）卡介苗：已有多种疫苗进入临床转基因（重组）卡介苗：已有多种疫苗进入临

33、床期期试验，尚未获批进入商业化生产，经安全性评价其安全试验，尚未获批进入商业化生产，经安全性评价其安全等级为等级为级，具有较高的安全性。级，具有较高的安全性。第25页，本讲稿共53页3 减毒病毒和细菌疫苗中存在的隐患减毒病毒和细菌疫苗中存在的隐患毒力及反应原性回复：减毒表型要稳定并防止回复突变造成毒毒力及反应原性回复：减毒表型要稳定并防止回复突变造成毒力回复力回复，可用双基因缺失突变解决；可用双基因缺失突变解决；水平基因转移：含外源基因的活载体即转基因生物体释放水平基因转移：含外源基因的活载体即转基因生物体释放在环境中，可能引起转基因的水平转移。如果转基因微生在环境中，可能引起转基因的水平转移

34、。如果转基因微生物毒株或外源基因片段带致病基因、抗药基因等，有可能物毒株或外源基因片段带致病基因、抗药基因等，有可能通过突变或基因重组引起生物灾害。结合应用条件致死突通过突变或基因重组引起生物灾害。结合应用条件致死突变可能防止。变可能防止。载体的抗生素抗性基因：主要担忧是可能引起病源菌的载体的抗生素抗性基因：主要担忧是可能引起病源菌的抗药性或耐药性，可通过改变选择标记来解决问题。抗药性或耐药性，可通过改变选择标记来解决问题。潜在性：指潜在性：指DNA疫苗注射后整合到宿主细胞基因组疫苗注射后整合到宿主细胞基因组DNA上、上、或整合后引起宿主基因失活、或引起细胞癌变的可能性。或整合后引起宿主基因失

35、活、或引起细胞癌变的可能性。第26页，本讲稿共53页四、动物用转基因微生物产品的安全性评价四、动物用转基因微生物产品的安全性评价1 1 动物转基因微生物产品安全性评价的内容动物转基因微生物产品安全性评价的内容转基因微生物产品的稳定性；转基因微生物产品的稳定性；生产、加工活动对转基因微生物安全性的影响；生产、加工活动对转基因微生物安全性的影响；分为三个类型：分为三个类型：类型类型1-1-增加转基因微生物的安全性增加转基因微生物的安全性 类型类型2-2-不影响转基因微生物的安全性不影响转基因微生物的安全性 类型类型3-3-降低转基因微生物的安全性降低转基因微生物的安全性转基因微生物产品与转基因微生

36、物在环境安全性方转基因微生物产品与转基因微生物在环境安全性方面的差异；面的差异；转基因微生物产品与转基因微生物在对人类健康影响方面转基因微生物产品与转基因微生物在对人类健康影响方面的差异。的差异。参照参照农业转基因生物安全评价管理办法农业转基因生物安全评价管理办法第十四第十四条有关标准，确定转基因微生物产品安全等级。条有关标准，确定转基因微生物产品安全等级。第27页，本讲稿共53页2 几类动物用转基因微生物产品的安全性评价几类动物用转基因微生物产品的安全性评价转基因酵母菌产品：从其滤液或菌体回收产品；生产转基因酵母菌产品：从其滤液或菌体回收产品；生产和加工活动对转基因生物影响类型为类型和加工活

37、动对转基因生物影响类型为类型2；转基因产；转基因产品对人畜和环境具有较高的安全性；因此，转基因酵母菌品对人畜和环境具有较高的安全性；因此，转基因酵母菌产品的安全等级为产品的安全等级为级。级。转基因大肠杆菌产品：产品纯度高、稳定性强、安全转基因大肠杆菌产品：产品纯度高、稳定性强、安全性好，生产和加工活动对转基因生物影响为类型性好，生产和加工活动对转基因生物影响为类型2，因此转基因大肠杆菌产品的安全等级为因此转基因大肠杆菌产品的安全等级为级。级。转基因病毒产品：转基因表达产物存在于细胞内或其转基因病毒产品：转基因表达产物存在于细胞内或其裂解物中，通过收获细胞培养物制备相关产品裂解物中，通过收获细胞

38、培养物制备相关产品(如液如液体疫苗或冻干疫苗体疫苗或冻干疫苗)，生产过程在封闭环境中进行，生，生产过程在封闭环境中进行，生产、加工活动对转基因生物影响为类型产、加工活动对转基因生物影响为类型2，转基因病毒转基因病毒产品安全等级等同于重组病毒产品安全等级等同于重组病毒。第28页，本讲稿共53页减毒菌的转基因产品：减毒菌的转基因产品：主要是活疫苗产品，通过转基因减毒菌的培养、收集主要是活疫苗产品，通过转基因减毒菌的培养、收集培养物、离心收集菌体、加入保护剂、转入西林瓶、培养物、离心收集菌体、加入保护剂、转入西林瓶、制备液体疫苗或冻干疫苗；制备液体疫苗或冻干疫苗；生产过程严格生产过程严格GMP要求组

39、织生产；要求组织生产；产品稳定性好、加入保护剂安全有效，没有引入有害物质；产品稳定性好、加入保护剂安全有效，没有引入有害物质；生产和加工活动对转基因生物影响类型为类型生产和加工活动对转基因生物影响类型为类型2；因此转基因活菌产品的安全性等同于转基因的减毒菌株。因此转基因活菌产品的安全性等同于转基因的减毒菌株。第29页，本讲稿共53页第三节第三节 植物用转基因微生物安全性评价植物用转基因微生物安全性评价一、受体微生物的安全性评价一、受体微生物的安全性评价1 1 评价的主要内容评价的主要内容受体微生物的背景资料受体微生物的背景资料受体微生物的生物学特性受体微生物的生物学特性受体微生物的生态环境受体

40、微生物的生态环境受体微生物的遗传变异受体微生物的遗传变异 根据根据农业转基因生物安全评价管理办法农业转基因生物安全评价管理办法附录附录中规中规定的评价方法和依据，分析植物用转基因微生物可能对定的评价方法和依据，分析植物用转基因微生物可能对人畜和生态环境可能存在的危害和潜在的危险程度，为人畜和生态环境可能存在的危害和潜在的危险程度，为采取安全管理措施和防控潜在危害提供科学依据。采取安全管理措施和防控潜在危害提供科学依据。第30页，本讲稿共53页2 主要受体微生物的安全性评价主要受体微生物的安全性评价杆状病毒的安全性评价：杆状病毒的安全性评价：被开发为生物杀虫剂的杆状病毒是核型多角体病毒被开发为生

41、物杀虫剂的杆状病毒是核型多角体病毒NPVNPV和颗和颗粒体病毒粒体病毒CVCV，专性感染节肢动物，昆虫是其自然宿主，专性感染节肢动物，昆虫是其自然宿主，每种杆状病毒能感染一种或几种昆虫。每种杆状病毒能感染一种或几种昆虫。大量试验表明，杆状病毒对动植物和人类是安全的，大量试验表明，杆状病毒对动植物和人类是安全的，NPVNPV在田在田间施用不会引起环境污染，用于生物防治的杆状病毒制剂间施用不会引起环境污染，用于生物防治的杆状病毒制剂对有益昆虫也是安全的。对有益昆虫也是安全的。杆状病毒的安全性已得到杆状病毒的安全性已得到 公认，根据公认，根据农业转基因农业转基因 生物安全评价管理办法生物安全评价管理

42、办法 第十一条的规定，确定杆第十一条的规定，确定杆 状病毒的安全等级为状病毒的安全等级为 I 级。级。第31页，本讲稿共53页第32页，本讲稿共53页荧光假单孢菌的安全性评价荧光假单孢菌的安全性评价 为好氧的革兰氏阴性杆菌或球杆菌，是土壤和水体微生态为好氧的革兰氏阴性杆菌或球杆菌，是土壤和水体微生态系统的重要组成成分。系统的重要组成成分。是根际促生菌，通过其产生的多种次生代谢物和在根际定是根际促生菌，通过其产生的多种次生代谢物和在根际定殖防治多种植物病害。殖防治多种植物病害。作为转基因受体菌株是从自然环境中分离的生防菌，作为转基因受体菌株是从自然环境中分离的生防菌，具有良好的安全性，尚未发现对

43、人体健康和生态环境具有良好的安全性，尚未发现对人体健康和生态环境的危害，对多种植物病原菌有较好的拮抗作用。的危害，对多种植物病原菌有较好的拮抗作用。根据根据农业转基因生物安全评价管理办法农业转基因生物安全评价管理办法第十一条的第十一条的规定，确定杆状病毒的安全等级为规定，确定杆状病毒的安全等级为 I 级级第33页，本讲稿共53页第34页，本讲稿共53页枯草芽孢杆菌的安全性评价枯草芽孢杆菌的安全性评价 枯草芽孢杆菌为嗜温性好氧产芽孢的革兰氏阳性杆状细菌，枯草芽孢杆菌为嗜温性好氧产芽孢的革兰氏阳性杆状细菌，在自然界中广泛存在，是植物体内常见的内生细菌。在自然界中广泛存在，是植物体内常见的内生细菌。

44、枯草芽孢杆菌对人畜无害，对环境无污染，能产生多枯草芽孢杆菌对人畜无害，对环境无污染，能产生多种抗菌素和酶，具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力，种抗菌素和酶，具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力，经多种农作物试验对多种病害表现出良好的防治效果。经多种农作物试验对多种病害表现出良好的防治效果。枯草芽孢杆菌制剂枯草芽孢杆菌制剂19881988年已作为农药登记，国内外已有多年已作为农药登记，国内外已有多种枯草芽孢杆菌杀菌剂投入实际应用。种枯草芽孢杆菌杀菌剂投入实际应用。根据根据农业转基因生物安全评价管理办法农业转基因生物安全评价管理办法第十一条第十一条的规定，确定杆状病毒的安全等级为的规定，确定杆状病毒的安

45、全等级为 I 级。级。第35页，本讲稿共53页第36页，本讲稿共53页木霉的安全性评价木霉的安全性评价 是自然界广泛存在的天然生防菌，用于防治多种植物真是自然界广泛存在的天然生防菌，用于防治多种植物真菌性病害，其活菌制剂无毒、无污染、无残毒，不伤害菌性病害，其活菌制剂无毒、无污染、无残毒，不伤害土壤中其他有益微生物。土壤中其他有益微生物。对动物和环境无害，不影响土壤的微生态循环。对动物和环境无害，不影响土壤的微生态循环。根据根据农业转基因生物安全评价管理办法农业转基因生物安全评价管理办法第十一条第十一条的规定，确定杆状病毒的安全等级为的规定，确定杆状病毒的安全等级为 I 级。级。联合固氮菌的安

46、全性评价联合固氮菌的安全性评价 定植于根表或根际，能侵入根的皮层形成共生关系，有定植于根表或根际，能侵入根的皮层形成共生关系，有固氮作用，促进根系生长，增加产量。固氮作用，促进根系生长，增加产量。根据根据农业转基因生物安全评价管理办法农业转基因生物安全评价管理办法第十一条的第十一条的规定，确定杆状病毒的安全等级为规定，确定杆状病毒的安全等级为 I 级。级。第37页，本讲稿共53页重组根瘤菌的安全性评价重组根瘤菌的安全性评价 为一类革兰氏阴性好氧细菌，其固氮作用成为农业的主要为一类革兰氏阴性好氧细菌，其固氮作用成为农业的主要氮源供应，根瘤菌剂已在世界范围内得到推广和普及。氮源供应，根瘤菌剂已在世

47、界范围内得到推广和普及。根据根据农业转基因生物安全评价管理办法农业转基因生物安全评价管理办法第十一条的规第十一条的规定，确定重组根瘤菌的安全等级为定，确定重组根瘤菌的安全等级为 I 级级苏云金芽孢杆菌的安全性评价苏云金芽孢杆菌的安全性评价 为革兰氏阳性的土壤细菌，可在菌体一端形成内生芽为革兰氏阳性的土壤细菌，可在菌体一端形成内生芽孢而另一端同时形成伴孢晶体，对孢而另一端同时形成伴孢晶体，对2020多种重要农作物多种重要农作物害虫有显著防治效果。害虫有显著防治效果。对人畜无害，对环境安全，根据对人畜无害，对环境安全，根据农业转基因生物安全评农业转基因生物安全评价管理办法价管理办法第十一条的规定，

48、确定杆状病毒的安全第十一条的规定，确定杆状病毒的安全等级为等级为 I 级。级。第38页，本讲稿共53页二、基因操作的安全性评价二、基因操作的安全性评价对植物用转基因微生物进行安全性评价时，主要考对植物用转基因微生物进行安全性评价时，主要考虑以下几方面内容：虑以下几方面内容：-植物用转基因微生物中引入或修饰性状和特征；植物用转基因微生物中引入或修饰性状和特征；-实际插入或删除序列的资料；实际插入或删除序列的资料；-载体的名称和来源；载体特性和安全性；载体的名称和来源；载体特性和安全性；-载体插入区域各片段的资料；载体插入区域各片段的资料；-基因操作方法；重组基因操作方法；重组DNA分子的结构、复

49、制特性分子的结构、复制特性 和和安全性。安全性。-目的基因的生存前景和表达的稳定定性。目的基因的生存前景和表达的稳定定性。基因操作对受体生物安全性影响分为基因操作对受体生物安全性影响分为3种类型种类型第39页，本讲稿共53页1杆状病毒基因操作的安全性评价杆状病毒基因操作的安全性评价针对野生型杆状病毒杀虫速度相对较慢、寄主范围较针对野生型杆状病毒杀虫速度相对较慢、寄主范围较窄的缺陷，对其基因操作主要包括：窄的缺陷，对其基因操作主要包括：-缺失病毒非必需基因缺失病毒非必需基因(无关复制无关复制)增加杀虫效果；增加杀虫效果；-插入外源基因提高杀虫速度插入外源基因提高杀虫速度,包括昆虫激素基因、昆虫包

50、括昆虫激素基因、昆虫毒素基因、植物蛋白酶抑制基因、昆虫病毒增强蛋白毒素基因、植物蛋白酶抑制基因、昆虫病毒增强蛋白(增强病毒对幼虫的感染力增强病毒对幼虫的感染力)基因。基因。表达系统常用启动子是杆状病毒本身的启动子，也可是组表达系统常用启动子是杆状病毒本身的启动子，也可是组成型启动子成型启动子hsp70或其他启动子。或其他启动子。由于插入的外源基因均是针对昆虫，对人畜和环境无害由于插入的外源基因均是针对昆虫，对人畜和环境无害，基因操作对受体生物安全性影响定为类型基因操作对受体生物安全性影响定为类型2，即不影响，即不影响安全性。安全性。第40页，本讲稿共53页2 荧光假单孢菌基因操作的安全性评价荧