转基因鱼

2013-06-26 | 作者: | 标签: 转基因鱼

 
图自english.ihb.cas.cn

1985年,中国科学院水生生物研究所研制出世界上第一批快速生长的转基因鱼以来,以提供优质食品蛋白来源为目的,世界范围内迄今已成功研制了30多种转基因鱼,这些转基因鱼包含了世界水产养殖的许多重要品种,如:鲤鱼、罗非鱼、鲇类及鲑鳟鱼类等。
 
目前中国及美国、加拿大、韩国等国家已经培育出快速生长的转全鱼GH基因鱼家系,快速生长的转全鱼GH基因鱼最接近产业化。
 
转基因鱼标志性事件
 
1985年,中国培育了转生长激素基因的转基因鱼,成为世界上首例转基因鱼。
 
2004年,转红色荧光蛋白基因的斑马鱼作为宠物在美国批准销售。
 
1、研究现状
 
经济鱼类的转基因研究主要集中在抗寒、生长及抗病等性状,多以抗冻蛋白基因、溶菌酶、生长激素基因及抗菌肽基因为主。小型鱼类则多以改变表型为主,红色、绿色荧光蛋白为主要目的基因。
 
1.1 转生长激素基因
 
转生长激素基因的鱼生长速度快,饵料转化率高。用于转移的生长激素基因已从“非鱼”基因发展为“全鱼”基因。“非鱼”基因即为转生长激素基因的构成元件有一部分来自于鱼以外的其他物种;而“全鱼”基因即转生长激素基因的构成元件均来自于鱼类。早期的“非鱼”基因主要为小鼠金属硫蛋白基因启动子加上哺乳动物的生长激素结构基因。但由于金属硫蛋白启动子需在水或饵料中加入重金属,造成水体污染,引起消费者心理顾虑。因此“非鱼”基因逐步被“全鱼”基因取代。
 
中国科学院水生生物所已成功建立了5个具有快速生长效应,且能够稳定遗传的转“全鱼”生长激素基因黄河鲤家系,其中某家系的第一代平均体重为对照鱼的1.6倍,第二代平均体重为对照鱼的1.8-2.5倍。黑龙江水产研究所利用大麻哈鱼生长激素基因与鲤金属硫蛋白基因启动子成功培育了转基因黑龙江鲤,其中,最大个体体重为对照鱼2倍。
 
美国将来自红大麻哈与的金属硫启动子与生长激素基因,转入银大麻哈鱼中,获得了体重达对照组11-37倍的转基因个体。古巴培育的转GH基因的荷那龙罗非鱼品系F70,从生长速度来看,转基因鱼比野生型生长快60-80%,目前已经通过了该国的有关食物安全评价,并被列入古巴水产养殖计划。美国将大鳞大麻哈鱼的GH 基因与美洲大绵鳚的抗冻蛋白基因AFP 的启动子转于大西洋鲑鱼中,成功获得了生长快速的转GH 基因的大西洋鲑品系。与野生型鲑相比,该转基因鲑鱼上市所需时间可缩短1 年,且也已经建立了不育的全雌转基因鲑培育技术,全雌的不育个体在内陆封闭水环境中养殖可妥善解决转基因鲑的生态环境安全问题。转基因鲑现已通过了FDA 的评估与审查,等待FDA的批文。
 
1.2 转荧光蛋白基因
 
中国水产科学研究院成功培育了转入了由斑马鱼Mylz2 启动子启动的红色荧光蛋白基因的唐鱼,并可高效表达。在普通光下,用肉眼即可观察到转基因唐鱼体表所发出的红色荧光。目前,已成功建立转红色荧光蛋白基因唐鱼可稳定遗传的品系,并获得了农业部局部环境释放的批准。
 
1.3 抗病
 
1993年,章怀云等对草鱼进行了一系列转基因抗病的研究。将人α干扰素注入草鱼体内进行攻毒,观察导入人α干扰素基因的草鱼组织细胞对草鱼出血病病毒的抗性,证明了干扰素这种广谱抗病毒剂能对草鱼发挥较好的抗病功能。1998年,张学文等人通过分子重组将人α干扰素基因和鲤鱼β-肌动蛋白基因启动子重组,构成能在鱼体内表达的重组基因,将其直接注入草鱼受精卵原核,获得了转基因草鱼群体。对转人干扰素基因的草鱼接种草鱼出血病病毒进行攻毒,结果表明,转基因草鱼对出血病病毒的抗性比对照组普通草鱼提66%。
 
2、安全评价
 
中科院水生所发现转全鱼生长激素基因黄河鲤与对照黄河鲤具有实质等同性,食用安全。
 
美国FDA已经完成对转全鱼生长激素基因大西洋鲑的食品安全评价,认为转全鱼生长激素基因大西洋鲑的化学成分、生物成分等与普通大西洋鲑没有区别,不存在食用安全性问题,如果转基因大西洋鲑上市,可以不做标识。
 
目前,部分实验发现转基因银大麻哈鱼的生存优势并不比野生型鱼强。自然环境下,如有捕食者存在,刚孵化的转基因银大麻哈鱼苗死亡率比野生型鱼高,食物缺乏时该现象更为严重,这也说明转生长激素基因的幼鱼在野生环境中的生存取决于掠食压力及食物丰度,并不比野生鱼更具生存优势。同时,转生长激素基因银大麻哈鱼幼鱼的临界游泳速度仅有相同大小非转基因鱼的一半。试验发现快长转基因罗非鱼产生精子数量较少。因此,转基因鱼并不会导致野生型鱼的灭绝,破坏原有的种群生态平衡。为最大限度降低生态安全问题,现已成功培育出转基因黄河鲤不育转“全鱼”基因三倍体“863”吉鲤、全雌、三倍体转基因大西洋鲑鱼卵。
 
与野生型的鱼类相比,转基因鱼的适合度较低,在自然环境中消失的更快,对自然种群的冲力减弱,因此养殖转基因鱼可能具有更高的生态安全性。
 
3、产业化前景及效益
 
美国的转基因大西洋鲑,历经长达15年的评估研究,FDA已经确认转全鱼生长激素基因大西洋鲑的化学、生物等成分与普通大西洋鲑无区别,不存在食用安全性问题;且转基因鲑的食用口感和味道也和普通大西洋鲑没有区别,试食者并不能区分两种食材来源的鲑鱼。如果转基因大西洋鲑上市,可以不做标识。
 
中国通过严格的科学实验,系统进行了摄食转基因鲤鱼的毒理学评价、过敏性评价、营养学评价和内分泌干扰评价,发现摄食转基因鲤鱼和摄食对照鲤鱼的小鼠及其子代没有差异,转基因鲤鱼与对照鲤鱼具有实质等同性。
 
转基因鱼有望成为第一种商业化的转基因动物。转基因鲑的上市批准将会极大地推动各国转基因鱼的应用研究和商业化进程。
 
资料来源:
 
农业部农业转基因生物安全管理办公室等,《转基因30年实践》,中国农业科学技术出版社,2012
 

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