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上海交通大学教授 李大伟 电邮 daweili@sjtu.edu.cn 电话： 34204744 助教 朱 奇电邮 zq0525@126.com 电话： 34205436

基因基因 与与 人人Genes and HumanGenes and Human

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第第 10-1110-11 章章

基因在竞争中生存基因在竞争中生存

23/4/21 21

1. 天道运行之基因重组：基因的纵向与横向传播2. 转基因技术：天道与智慧结合的选择性基因横向传播3. 人与昆虫的竞争：从杀虫剂到 BT 抗虫转基因作物4. 人与植物的竞争：从除草剂到 HT 除草剂耐受作物

第十一章 第十一章 基因横向传播与转基因基因横向传播与转基因

11 、天道运行之基因重组、天道运行之基因重组基因的纵向与横向传播基因的纵向与横向传播

基因的纵向传播基因的纵向传播以 核糖体 RNA 序列为依据形成的物种进化树

细菌 古细菌 真核生物

23/4/21 1 5

基因横向传播的种属壁垒：基因组“团队”的不和

种内基因纵向传递 种间基因传递

自然界基因横向传播的普遍性与特征自然界基因横向传播的普遍性与特征

Elysia chlorotica

叶绿体依靠海兔细胞中转入的海藻基因生存

1 、部分基因转移重组 ， 2 、需要特定机制：细胞、噬菌体、病毒等

天道之基因重组：人类对基因重组的认知、掌握与应用

细胞分裂，子染色体基因正在分离 子染色体间的基因天然交换重组

人类对基因重组的认知、掌握与应用

内切酶

重组酶

连接酶

父母染色体重组的机制与必要性

22 、转基因技术、转基因技术天道与智慧结合的选择性基因横向传播

23/4/21 1 10

基因重组技术：打破种属壁垒的“挖墙角”和“拉郎配”

天然重组：跳跃的基因 人工重组： 任何基因

转药物基因的山羊

Atryn- 抗凝血

植物转基因技术与高效农业育种：

目的基因选择与重组

愈伤组织培养

抗除草剂基因

DNA 分离基因扩增 （ PCR 技术）

基因克隆与表达载体 引入细胞

人与转基因：植物转基因技术

用“基因枪”在叶片细胞中引入外源基因

植物愈伤组织的培养与分化

转基因植物的产生

33 、人与昆虫的竞争、人与昆虫的竞争从杀虫剂到从杀虫剂到 BT BT 抗虫转基因作物抗虫转基因作物

“Bt” 抗虫作物苏云金芽孢杆菌 Bt 历史：

前期基础1901 日本生物学家研究桑蚕病时发现1911 年德国科学家再次发现地中海面蛾致病菌并命名， 1915 年发现伴孢蛋白。1920 年使用， 1938 年商品化：易降解，杀虫种类局限，对多数害虫无效。

作用机制发现1956 年发现伴孢蛋白是杀死害虫的原因，掀起机制研究热。

毒蛋白特异性强：1977 年前发现的 13 种 Bt 菌种只对鳞翅目某些昆虫有效。1977 年发现第一种对双翅目（蝇类）有效的菌种。1983 年发现对鞘翅目（甲壳虫）有效菌种

Bt 受宠1980 年代害虫的抗药性使很多化学农药失灵， Bt 作为农药替代物开始受到重视。目前发现上千种 Bt 菌，使 Bt 针对性转基因成为可能。

基因重组技术的应用：农作物害虫的防治

现代高效农业与农药残留的危害

苏云金杆菌（ Bt ） 与它的 Cry 毒蛋白结晶

Bt 转基因 植物的产生

Bt 的 Cry 蛋白使目标昆虫肠道细胞穿孔

Bt 转基因玉米

Bt 转基因有效取代农药

美国伊利诺伊斯州

抗玉米根虫 Bt 转基因与农药对比试验

2005 年绿色和平组织成员在菲律宾明多洛岛拔除 Bt 玉米

人类社会对转基因作物认识不一

44 、人与植物的竞争、人与植物的竞争从除草剂到从除草剂到 HTHT 除草剂耐受作除草剂耐受作

物物Herbicide Tolerance Technology: Glyphosate and Glufosinate

从除草剂到从除草剂到 HTHT 除草剂耐受作物除草剂耐受作物Herbicide Tolerance Technology: Glyphosate and Glufosinate

1 、动物因为没有芳香族氨基酸合成酶，芳香族氨基酸必须通过饮食摄取。

苯丙氨酸（ Phenylalanine ）、色氨酸（ tryptophan ）是动物必需氨基酸。而酪氨酸（ Tyrosine ）可以从苯丙氨酸转化，是半必需氨基酸。

2 、植物和微生物可以通过特有的合成酶（ (EPSPS ）合成芳香族氨基酸。

3 、很多除草剂可以抑制植物中的芳香族氨基酸的合成酶（ EPSPS) ，从而杀死植物。

现代农业的效率：有效解决杂草控制问题除草剂

草甘膦：农达有效成分

除草剂 芳香族必需氨基酸合成

EPSP 合成酶在不同物种中的进化

23/4/21 1 23

现代农业：有了基因才有性状 –常见转基因“抗农达”

抗农达（ Roundup-Ready) ： CP4型 EPSP 合成酶不受抑制

必需氨基酸

CP4-EPES 合成酶 –工厂下水道里的淘到的 “黄金”

草甘膦无法抑制 CP4-EPEPS

23/4/21 1 24

现代农业：常见转基因作物（ Roundup Ready 和 LibertyLink ）

抗“农达”除草剂的大豆：喷洒农达后

粒粒皆辛苦的低效率手工农业

锄禾日当午，汗滴禾下土 ·

Safety Aspects of GMO Technology

毒性和过敏性：根据国际标准评估。并且：1、转基因来源在历史上没有毒性和过敏源性2、与已知过敏原和毒素没有相似性3、功能清楚已知

对转入植物的作用：1、转入基因的表达不影响植物生长或使植物农业价值降低。2、除产生直接的相关作用，在植物中没有其他代谢变化。

对环境的作用：1、潜在转基因通过与野生植物杂交传递或在野外形成长期自主生存能力。2、转基因植物的潜在侵袭性。以上两点必须在引入前进行实地评估。 目前没有发现转基因野外传递，也没有发现转基因植物比母本植物更具侵袭性。

转基因作物安全性考虑因素

人与转基因：探索、发现、创造、质疑、再发现

2010 年世界转基因作物种植面积：百万公顷（ 1公顷 =15 亩 =1% 平方公里）

转基因作物发展趋势意味着美国境内的大豆油几乎全为转基因

世界玉米消费大国：1、美国2、中国

玉米主要消费用途：

动物饲料工业原料淀粉、糖、油、酒精

作物转基因实现的技术基础

发现目的基因、

基因重组技术、

DNA导入技术、

组织培养技术

基因枪

组织培养

- 转基因作物举例

1、孟山都种子公司的抗除草剂的“ Roundup Ready” 大豆于 1996 年成为第一个美国 FDA 和美国农业部批准上市的转基因种子类作物，是人类第一次大规模种植食用转基因作物的开始。 由于增加了农杆菌的“ CP4 EPSPS” 酶基因，转基因大豆抗 Roundup 除草剂。 此类转基因又称 “ HT”

2、抗螟虫的 BT 玉米：历史最长的生物防治 -1938 年芽孢杆菌大量繁殖后用于喷洒玉米来控制大爆发的玉米螟（玉米钻心虫）。用芽孢杆菌（ Bt ）防治钻心虫也是绿色有机食品所接受的防治方法，至今仍有使用。不同种类的 Bt 的 Cry 蛋白对不同昆虫有特异毒性，对人无毒。此类转基因又称 “ BT”

含有 Cry 基因的 Bt 玉米于 1996 年获准上市，但另一种 Starlink 玉米由于所含 Cry 蛋白降解较慢，担心人类过敏，只被批准用于饲料。最后由于流入人类食品，在社会压力下自动退出市场。此事件中没有确凿的人类过敏证据。

23/4/21 301

Six critical thinking skills

六个批判性思维技巧1. What is the source?

来源是什么？

2. Is the claim reasonable or extreme? 有道理还是偏激？

3. What is the evidence? 证据是什么？

4. Could bias contaminate the conclusion?偏向影响结论？

5. Does the reasoning avoid common fallacies? 逻辑是否没有常见错误？

6. Does the issue require multiple perspectives?事件有无不同视角？

叶剑英的女儿凌孜把转基因食品上升到“亡国灭种”的高度，建议国家停止一切转基因农作物的开发项目。

袁隆平：对待转基因产品，科学慎重的态度并不是拒绝的态度，生物技术是解决国家粮食安全的重要出路。

袁隆平 “国产大豆搞不赢转基因大豆 ,我们 2/3 的要靠进口 ,这是个大问题 !”

转基因的社会争议：事实、知识和逻辑 –认知天道之路

CRIIGEN Study Links GM Maize and Roundup to Premature Death ...In a study published in “Food and Chemical Toxicology”, researchers led by Professor Gilles-Eric Seralini from CRIIGEN have found that rats fed on a diet csustainablepulse.com/2012/09/19/criigen-study-links-gm... - Cached

CRIIGEN - Press releaseCRIIGEN is a unique international group of ... Professor Seralini's team in the University of Caen is publishing this detailed study in one of the leading ...www.criigen.org/SiteEn/index.php?option=com_content&task=... - Cached

Study Proves Three Monsanto Corn Varieties' Noxiousness to ...Study Proves Three Monsanto Corn Varieties' Noxiousness to the Organism . ... (Criigen, based in Caen), which participated in that study, announced Friday, ...archive.truthout.org/1215091 - Cached

Roundup is more toxic than declared proves new Seralini studyCRIIGEN press release, 21 February 2013. In a new research paper published in the highly ranked scientific journal Toxicology, Robin Mesnage, Benoît Bernay and ...gmoseralini.org/...toxic-than-declared-new-criigen-study - Cached

Auchan and Carrefour financed CRIIGEN studies on GMOs ...From BioPortfolio: Auchan has helped fund the study on the toxicity of GMOs and Carrefour has served on the board of the Committee for Research and Independent ...www.bioportfolio.com/...And...Criigen-Studies-On-Gmos.html - Cached

GMO - Global Alert - Two documentaries on the CRIIGEN study ...SUISSE - Prolongation du moratoire sur les OGM : les parlementaires remettent les scientifiques à leur place par Christophe Noisette , mars 2013www.ogm-alerte-mondiale.net/?lang=en - Cached

CRIIGEN: GM Maize and Roundup can Cause Tumours, Multiple ...In a study published in Food and Chemical Toxicology researchers led by Gilles-Eric Seralini from CRIIGEN have found that rats fed on a diet containing NK603 Roundup ...gmoevidence.com/criigen-gm-maize-and-roundup-can-cause... - Cached

The Leaf Initiative : CRIIGEN StudyExtract : In a study published in “Food and Chemical Toxicology”, researchers led by Professor Gilles-Eric Seralini from CRIIGEN have found that rats fed on a ...leaf-initiative.org/GM-Crops/CRIIGEN-Study.html - Cached

Roundup more toxic than glyphosate - new study1.Roundup more toxic than declared 2.Ethoxylated adjuvants of glyphosate-based herbicides are active principles of human cell toxicity-----1.CRIIGEN PRESS RELEASEwww.gmwatch.org/latest-listing/52-2013/14655...new-study- - Cached

CRIIGEN 研究所

绿色和平组织

真实信息还是虚假信息

CRIIGEN Study Links GM Maize and Roundup to Premature Death ...In a study published in “Food and Chemical Toxicology”, researchers led by Professor Gilles-Eric Seralini from CRIIGEN have found that rats fed on a diet csustainablepulse.com/2012/09/19/criigen-study-links-gm... - Cached

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Roundup is more toxic than declared proves new Seralini studyCRIIGEN press release, 21 February 2013. In a new research paper published in the highly ranked scientific journal Toxicology, Robin Mesnage, Benoît Bernay and ...gmoseralini.org/...toxic-than-declared-new-criigen-study - Cached

EFSA Deliberations on two papers on GM maize欧洲食品安全管理局对关于转基因玉米的两篇论文的审查意见

认为文章证据不能说明文章观点

5. February 2010

In its meeting on 27/28 January 2010, the EFSA GMO Panel discussed the peer-reviewed

scientific paper concerning effects of GM maize on mammals: "A Comparison of the

effects of three GM corn varieties on mammal health" (Vendômois et al. 2009)

concerning MON810, MON863 and NK603; and comments from Austria about

bioinformatic data of NK603.

In both cases the GMO Panel did not see any reason to re-consider their earlier

assessments. In fact the one page statement the GMO Panel concludes that Vendômis et

al.'s "claims regarding new side effects indicating kidney and liver toxicity, are not

supported by the data provided in their paper." The GMO Panel also dismisses criticism

on the experimental design.

中新社北京 3 月 4 日电 (记者 严格 柴燕菲 )3 日开幕的全国政协十一届五次会议中，全国政协委员、中国军事科学学会常务理事兼副秘书长罗援少将在接受本社记者采访时表示，应高度重视国家生物安全问题，警惕转基因物种的无序迅速扩散和外国插手中国疫苗生产过程，警惕敌国以转基因物种和特种疫苗等为武器，针对中国人口发动新型战略打击。为此，罗援建议成立生物安全国家实验室暨鉴定中心。

观点与现实

最近可能获准在欧盟种植的 转基因植物一览表March 2013

[导读 ]大老鼠消失、母猪爱生死胎、狗肚子里都是水，此外，羊也出现异常情况。全国闻名的生猪集散地，很多村子的养猪业已经变得萧条。而这些出现异常的动物，几乎都吃过同一种玉米——先玉 335 。、

美国的专利记录显示，中国大量种植的玉米种子“先玉 335” 的父本 PH4CV的类别编号指示为转基因农作物，“如果是这样的话，山西、吉林等地的各种动物异常反应就有了比较合理的解释”

转基因玉米粮食危害致老鼠死亡母猪流产 山西吉林等多地多种动物异常疑祸起美国血缘转基因玉米

2010 年 09 月 21日 星期二 21:37

农业部 2011 年 3月发布推介的 26个玉米品种中，“先玉335” 不在其列。 在国内种植面积已经排名第二的玉米品种“先玉 335” ，意外落选了。

[导读 ]大老鼠消失、母猪爱生死胎、狗肚子里都是水，此外，羊也出现异常情况。全国闻名的生猪集散地，很多村子的养猪业已经变得萧条。而这些出现异常的动物，几乎都吃过同一种玉米——先玉 335 。、

美国的专利记录显示，中国大量种植的玉米种子“先玉 335” 的父本 PH4CV的类别编号指示为转基因农作物，“如果是这样的话，山西、吉林等地的各种动物异常反应就有了比较合理的解释”

转基因玉米粮食危害致老鼠死亡母猪流产 山西吉林等多地多种动物异常疑祸起美国血缘转基因玉米

2010 年 09 月 21 日 星期二 21:37

事实是什

么？

为什么？

背景新闻：转基因玉米恶果显现 山西部分地区大老鼠已绝迹　　老鼠变少，母猪流产……动物的种种异常让人不安，也不解。天敌变多、玉米发霉、生态污染……种种可能被一一否定，唯一与所有动物异常联系在一起的线索只剩这些动物吃过的食物——先玉335、以及其与转基因技术之间的种种联系。媒体试图在能力范围内，给出了关于山西和吉林动物异常的一个最为合理，或者说最为可能的解释…… [ 详细]　　公司回应： “杜邦公司声明称 先玉335”不是转基因玉米　　针对《国际先驱导报》关于“ 先玉335” 是转基因玉米，并将种植“先玉 335” 与动物异常相联系的报道，杜邦公司向搜狐财经发来声明表示，“先玉 335” 不是转基因玉米。 杜邦公司声明称，在中国，有关转基因玉米的进口、试验与销毁是需要经过国家农业转基因生物安全委员会专家们的严格评审和农业部的审批来进行的，未经农业部批准，决不会把任何转基因材料释放到田间。 [详细 ]

《国际先驱导报》：转基因玉米恶果显现 山西部分地区大老鼠已绝迹

“先玉 335”事件真相是什么？

检测 专利

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世界转基因作物现状 -个例个批

绿色有机食品更健康？ 疾病传播与生产效率问题

转基因作物增长迅速

保护人民健康、鼓励科技进步的社会专业分工负责制度 ： 美国转基因作物需分别严格验证但不需标记

动物转基因技术

吸引眼球的“人兽杂交” 新闻：转入人类基因的动物

1983 年《科学》杂志刊登首例人鼠转基因，人生长素转入小鼠。正常小鼠（左）和转人生长素小鼠（右）。圆环是转入的 DNA 结构 。

目的基因发现

基因分离与重组扩增

基因转入受体细胞

转基因细胞选择与个体重建

转基因个体选择

转基因个体繁殖应用

转基因技术的主要步骤

转基因药物：人类基因重组技术的应用

ATryn美国第一例批准的转基因动物产生的药物

The animal biotech sector reached a landmark in February when the US Food and Drug Administration (FDA) announced the approval of ATryn, an anticoagulant protein derived from the milk of transgenic goats. Although the product had previously been approved in Europe, GTC Biotherapeutics of Framingham, Massachusetts, is the first company to have a transgenic animal drug approved for US use.

转基因与动物乳腺反应器

2006 ： 人重组溶菌酶药物 2009 ：人重组抗凝血酶药物

本章讨论本章讨论

信息时代如何获取真实信息？

1、搜索关键词。如： EU GMO ， 欧盟 转基因2、消息来源权威性 -3、消息来源是否预设观点4、数据引用是否具体详实

举例：欧洲转基因现状是什么？搜索： EU GMO

http://www.gmo-compass.org/eng/gmo/db/

http://www.greenpeace.org/eu-unit/en/campaigns/EU-farmers-ditch-GM-crops/

著名遗传学家：现代人是猿人与猪的杂交产物？