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发表于 2012-4-9 13:07 |只看该作者 | 最新帖子 | 查看作者所有帖子 | 发短消息 | 加为好友 | 字体大小: tT
本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:54 编辑

首先声明,以下准备摘录的内容来自我所在单位的同事的文章,她是专门研究生物分子与基因的博士,我也知道,现在所谓的"专家"也被称为“砖家”,不过我的同事和我一样大的年龄,刚当了一名新妈妈,专家还称不上,她只是从她所研究的领域,对转基因进行了一个科普的客观阐述,所以,有意见不同的欢迎保留,但请一定尊重作者。
在这个领域上,我也探讨不出什么名堂,作为普通百姓,我们已经时常在生活中听到转基因这样的字眼,并且在大多数人的眼中,非天然的,经过人为干预的转基因,不是好东西。
所以,我在看了同事写的文章后,也想和大家分享一下,文章从科普的角度来写,但仍涉及到一些专业术语,希望大家有耐心的看完,同事的这篇文章还未在正式刊物上发表,所以如果有同学要转载,请注明出处,尊重知识产权,尊重作者。
文章很长,我只摘录部分咱们百姓最关心最有疑问的段落。

---------------------------------------------------------------正文分界线-----------------------------------------------------

摘录比较多,做了个直达电梯
一、基因是什么
二、转基因是个啥?
三、我们身边的转基因
四、认识转基因的误区
五、转基因是柄双刃剑
       对人类健康的潜在影响
       对生态的影响
六、各国如何对待转基因食品?
七、结语

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:13 编辑

漫谈转基因

一 基因是什么


    基因,英文是Gene,中文意译为遗传的基本因素,与它的音译天衣无缝。在分子生物学者眼里,它是生命的数据库;在经典生物学者眼里,它是特征的源代码。而在普通百姓眼里却是云遮雾罩——太抽象,看不见,摸不着,听说过,闲聊过,笑骂过,就是没见过,也不明白。
    别急,听我一一道来。
    基因本质上就是一段有遗传效应的DNADNA是啥就不在这里说了),但千万别以为DNA就等于基因。给各位打个比方,DNA就像一张光盘,基因就像上面的一首首歌曲,基因和基因之间有空白,并且这些空白相当长,总长可以超过整个DNA90%

    DNA就像唱片公司的母盘,基因就像母盘上的歌曲,发行唱片的时候,出版社要用这个母盘翻刻普通CDRNA),我们再把CD放入碟机,播放出歌曲(蛋白质)。我们只能欣赏歌曲,而不能读懂CD盘面上那些记录信息的凹道,更不要说母盘了。虽然生命体内发挥功能的是蛋白质,但蛋白质的成分和结构都是由DNA上的基因决定的(有兴趣的朋友请参阅《生物化学》)。这个从DNA到蛋白质的过程叫做表达。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:13 编辑

    平时这些基因除了表达出蛋白质外没什么好干的。然而当细胞分裂时,细胞膜、细胞质、细胞核全都要一分为二,这就相当于唱片公司分家了。母盘(DNA)自然是要复刻一份,两家各要一张的,母盘上的那些歌曲(基因)也就随着复制而分身了。因为DNA和基因随着细胞分裂不断复制,每个细胞都拥有一套完整的DNA,它包含了我们的所有基因,所以这套DNA又叫基因组。

    令人头痛的是,基因组每次复刻都不是完全忠实于原版,总得出点小错,称为突变。幸好细胞有一系列管用的机制,就像唱片的复刻校对那样消除掉绝大部分的错误,使突变率再下降2个数量级,也就是每复刻100亿个碱基才错一个了。

    假如这些漏网的突变出现在基因之间的空白处还没啥,歌唱不跑调就成。一旦落在基因上,基因表达出来的蛋白就可能是错误的,虽然也有少数自此得利的可能,但大部分情况下是多少要倒霉的。人类的血友病、红绿色盲、镰刀红细胞贫血、地中海贫血、多发性结肠出血……乃至癌症,多是这样发端的。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:15 编辑

二、转基因是个啥

    基因前面加个字,意味着基因的转移,也就是往某个物种的基因组里添加基因,就象往CD母盘里增加歌曲。
    为什么要转基因?一般来说,在新基因发现之初,科学家是不了解它们功能的。为确定基因的功能,需要通过转基因,人为造成某一基因的表达过量或不足,而后通过生物性状的改变来确定该基因的功能。例如:小鼠过量表A基因,变得像施瓦辛格那样肌肉发达,则可以判断A基因促进肌肉生长;玉米B基因表达不足,茎秆变得矮小,则可判断B基因促进茎秆生长……这就是转基因的最初目的——科学研究。目前研究性转基因已经广泛用于基因的克隆、基因功能的鉴定和疾病研究等领域。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:16 编辑

    当人们对基因的功能有了充分了解后,利用基因对某些物种进行改造也就很自然了,这就是我们常说的基因工程。通过转基因,可以增强物种的某些特性,如奶牛多产奶、大豆多出油;也可以是减弱某些不利特性,如小麦不怕涝、番茄不软烂;还可以是获得某些新特性,如棉花抗虫、羊奶产蚕丝蛋白、酵母产胰岛素、马铃薯作疫苗等。
   
    转基因的对象也包括我们人类——向人体内转入正常基因,代替或矫正有缺陷的基因,对遗传病治本除根。这种转基因也称为基因治疗。自1990年美国首次使用转基因疗法治愈一位罹患联合免疫缺陷综合症的女孩开始,对基因治疗的研究逐渐兴起。
    在下文中,如无特别说明,“转基因”特指目前应用最广的农作物转基因。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:20 编辑

三 我们身边的转基因

    不管你愿不愿意看到,转基因产品都已经悄悄来到了我们身边,并且为我们的生产和生活提供了丰富的物质资源。我们只有了解它们是什么,才能更好地做出评判和选择。

1.耐除草剂大豆

    随着现代农业的发展,农田日益集中和专业化,耕种日益机械化。传统的精耕细作渐渐地不适应规模化的发展趋势,特别是对于那些地广人少的农业国家,像美国、阿根廷等。其中一个突出的问题就是杂草的控制。
    上世纪90年代,美国孟山都公司(陈述事实,不喜勿看)的科研人员从耐药大肠杆菌中发现了一个突变的EPEPS基因,这个基因产出的EPEPS只有1个氨基酸发生了变化,功能不变,但完全不受草甘膦抑制。这种突变的EPEPS基因被转入大豆后,大豆便获得了耐草甘膦的能力。在种有这种大豆的田里喷洒草甘膦后,大豆安然无恙,而杂草被杀死。这就达到了选择性除草的目的。EPEPS为植物新陈代谢必需蛋白,对人畜无毒无害。不溶于油,因此榨油时不会进入豆油,相当安全。

    后来,这种基因又被转入了多种其它作物,形成了庞大的耐草甘膦作物家族。目前,耐草甘膦作物是世界上种植面积最广、产量最高的转基因作物。我国已于2004年为耐草甘膦大豆发放了《生物安全证书》,从美国进口这种大豆。但主要是辐照灭活过的,用于榨油,仅在黑龙江省有一定面积的种植。现在,转基因大豆油已经进入了多个国家的厨房,其中包括美国和中国。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:24 编辑

        2.转植酸酶玉米
   
    磷是生命需要的基本元素(碳氢氧氮磷硫)之一,是能量元素、骨骼元素,能参与几乎所有的生理活动。
   
    食肉和杂食动物极少缺磷,因为从动物蛋白中可以摄入足够的磷。而食草动物从普通饲料中难以获得足够的磷,故而在饲养牲畜时常常需要添加一定的磷酸氢钙或鱼粉等添加剂,才能满足对磷的需求。这无疑增加了饲养成本,消耗了不少的人力物力。
   
    为了提高饲料中磷元素的利用率,科学家们想了各种办法,像饲料添加“益生菌”、添加植酸酶等,但性价比最高的办法莫过于让饲料本身具备植酸酶了。我国科学家从大肠杆菌中提取出植酸酶的基因,将其转移到作为饲料的玉米中去。为了防止植酸酶干扰玉米正常的磷质代谢,这个基因只允许在种子里起作用。牲畜吃了这种转基因玉米后,籽粒中含有的植酸酶会在胃肠中开始工作,像刀一样把植酸中的磷切下来供肠道吸收。相当于大幅提高了玉米的营养价值,也节约了为饲料添加磷质的一笔开销。

   
    这种转植酸酶玉米已于2009年获得了国家颁发的《生物安全证书》,开始作为饲料品种推广。我们餐桌上的肉类中,说不定就有它的贡献。


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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:26 编辑

3.耐贮番茄

    番茄酸甜可口、营养丰富,特别是含有大量维生素C,人人喜爱。它的贮运却着实让人头痛:一筐筐个大、鲜红的番茄摆在库房里,煞是好看,期待着能卖个好价钱。可过不了几天,这些番茄软的软、烂的烂,根本没人要了。这是因为果实在成熟过程中会自发产生乙烯。

    作为一种植物激素,可以促进果实成熟、上色、变软、液化。果实的自发成熟本不是坏事,但对于原本娇嫩的番茄来说,这个成熟过程太快了,给贮运带来了很大的麻烦。以往,菜农们必须在番茄刚刚显出红色时就采摘运输,这样才能保证在软烂之前到达消费者的菜篮子里。后来虽然开发了气幕、冷藏、辐照等贮存措施,但不可避免地增加了贮运环节的成本。

    科学家们已经搞清了果实的整个成熟过程,为解决番茄贮存问题提供了两个切入点:一是PG(多聚半乳糖醛酸酶)基因,它受乙烯驱使,可以分解坚韧的果胶,让果实发生软化;二是ACC合成酶基因,它在果实产生乙烯过程中起到重要作用。于是从这两个基因入手,通过转基因分别抑制了它俩的表达,研制出了耐贮番茄。


    结果显示,PG基因被抑制后,活性下降到原有的10%,有效防止了番茄软烂,而对糖分、番茄红素、维生素等含量没有任何影响。而ACC合成酶基因被抑制后,出现的效果更是神奇:室温下储存120天不变色,150天不软烂;当使用乙烯气体处理后,还能像普通番茄一样变红变软。口感和各种成分均不受影响。


    由于耐贮番茄中转入的基因并没有产生新的蛋白,而仅仅起到抑制原有基因的作用,因此安全性更高。目前也已获得了我国的《生物安全证书》。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:30 编辑

4.抗虫棉和抗虫水稻

    棉铃虫是棉花一大害,虫害严重时可将棉株吃成光杆,造成严重减产甚至绝收。除了棉花外还能为害小麦、番茄、花生等多种作物,赶不尽杀不绝。
    农药严重的副作用促使人们研究其他的抗虫手段,寄生蜂、食虫鸟、微生物等生物方法应运而生,要说其中效果好、成本又低的方法,首推苏云金杆菌(Bt
   
    更诱人的是,苏云金杆菌毒素仅对那些肠道偏碱性的鳞翅目害虫起作用,而对大部分肠道偏酸性的害虫天敌和经济昆虫(蜜蜂、五倍子蚜等)无效,对人和畜禽无害,不污染环境,相当生态环保。

    为克服苏云金杆菌的应用局限,孟山都公司(还是它!)的科研人员直接将Bt蛋白基因转入棉花,得到了抗棉铃虫的抗虫棉。这样除了来啃棉花的鳞翅类害虫是自寻死路以外,对其他生物基本是零影响了。目前,这种棉花占去了美国棉花种植面积的一多半。我国也种植了大面积的转基因抗虫棉,但这些抗虫棉是由我国自主培育的品种,早已获得了《生物安全证书》。


    转Bt蛋白基因的对象并不限于棉花,马铃薯、玉米等都有转Bt蛋白基因的抗虫品种。我国上世纪90年代就开始培育转Bt蛋白水稻,在经过十多年的严格检验之后,于近期获颁《生物安全证书》,准予应用。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:39 编辑

四、认识转基因的误区

1.食用转基因产品会被转基因

    在网上闲逛时,常看到人们在谈及转基因的言辞里,流露出对食用转基因产品后自身被转基因的恐惧和担忧。其实这是不可能的事,因为我们的身体早就为防御外来入侵准备了好几层屏障。

   
    第一层屏障:胃中的强酸性环境。空腹时,胃酸的pH值为1左右,DNA在这样的酸性环境下将发生脱嘌呤,造成基因破坏。


    第二层屏障:肠中的核酸酶。胰脏能分泌核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶,它们分别消化RNADNA。食物中的DNA将在小肠内被分解殆尽,成为核苷酸后被吸收。


    第三层屏障:大分子不能透过的细胞膜前文已提及,不再赘述。
   
    第四层屏障:不断更新的肠粘膜小肠粘膜是不断更新的,新的上皮细胞不断产生,老的逐渐死亡脱落,最长只需6天便可更新一次。即使有DNA进入小肠上皮细胞,也会很快随着细胞的死亡而清除。


    第五层屏障:高效的免疫系统和全身只有900多个细胞的线虫相比,人体的免疫系统十分完善高效。万一我们体内有细胞摄入了外来的DNA并且表达了非己基因,免疫系统也能很快将这些害群之马当成病毒侵染的细胞加以识别,并激活T淋巴细胞对其进行杀灭。


    有了这5层屏障,我们被转基因食物转基因就是不可能的事。退一万步说,即使这种危险的确存在,那我们是不是也要先考虑一下被普通食物转基因的可能呢?


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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:33 编辑

2.转基因不增产
    这句话对了一半。从狭义的增产(增加产量)来说,目前的大部分转基因作物产量并没有提高。但从广义增产(增加终产品)来说,转基因可以减少病害、提高有用成分含量、减少贮运损失、提高总体利用率等,哪一条都能令产出增加。说转基因不增产?那多赚的钞票可是真真儿的。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:34 编辑

3.转基因纯属拉动经济
    本文无意评论公共政策,仅在此处列出几个简单的数字:我国目前人均粮食年消费是390kg左右,美国人均年消费则是1040kg,超了中国快两倍。美国人很能吃吗?非也,这与饮食结构有关。美国人的饮食结构决定了他们必须每年拿900kg以上粮食去喂家禽家畜,然后再食用产出的肉蛋奶。按农村最理想的“八斤料长一斤膘”换算的话,美国人吃的并不算多。

    反观我国,开始解决温饱的1981年,人均粮食年消费220kg。随着经济发展,这个数值不断增加,人们直接食用的粮食反而逐年减少。不是我们吃得越来越少,实在是生活水平提高了,饮食结构向肉蛋奶倾斜,使我们必须拿更多的粮食去饲养畜禽。1981年,90%以上的玉米供人食用,而今天,70%以上的玉米用作饲料,这个比例目前仍在增长。长远来看,这种不怎么“经济”的饮食结构必然导致粮食消费量的上升。而我们的人均粮食年产量也不过400kg而已,总的来看我国的粮食供应并不宽松,有时甚至还需要进口。只有提高农业生产率,才能满足公众对粮食的需求。而转基因技术无疑是提高生产率的重要手段之一。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:35 编辑

4.疯牛病是转基因饲料导致的
    这个罪名实在是有点莫须有。疯牛病于1985年被发现,1986年被定名为“牛海绵状脑病”。而第一种商业化的转基因作物1993年才推出,时间搭不上。
   
    疯牛病是一种由朊病毒引起的疾病。朊病毒不是病毒,而是一种蛋白颗粒,这种蛋白本来就存在于牛的脑内,只是结构发生异常改变后才成为朊病毒,具有致病性和传染性。也就是说,朊病毒的基因是体内本来就有的,跟转基因没有半毛钱关系。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:37 编辑

5.转基因破坏了进化
    谈这个问题前需要先明确两点:一、进化的目的是为了适应环境的选择,当然也包括人为选择;二、进化从道义上讲是无所谓好与坏的,只能被改变,不会被破坏。


    从历史上看,人类对野生物种有目的的驯化和选育已经在很大程度上加速了这些物种的进化。例如,按自然界中的进化速度,我们不可能想象狼会在几千年的时间里进化成上千种形形色色的狗。人类的选择同样也改变了物种原本的进化方向,使物种出现了并不适于在自然环境中生存的特征:狗的生存能力比起狼来显著降低,某些品种的狗更是常被遗传病困扰;家鸡、家鸭和家鹅丧失了飞行能力,家鸭更是连孵卵能力都丧失了;香蕉变成了不育的三倍体,玉米变成了雌雄异花植物……这些都是人类为了生存、生活的需求而影响自然选择的结果。


    育种,本身就是倾向性最强的人为选择,其加快进化速度和改变进化方向的作用有目共睹。作为育种的分支,杂交育种建立在认识有性生殖和遗传重组的基础上,而转基因育种更进一步,建立在认识基因功能的基础上,比杂交育种更快了。但它俩在本质上没有区别,都是人类为了创造出合乎要求的生物而采取的选择手段。换句话说:所有的育种都会改变物种的“自然”进化状态,转基因只不过是让这个过程来的更快罢了。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:38 编辑

6.转抗虫基因加快了害虫进化
    植物和昆虫的进化是协同的,属于“魔高一尺、道高一丈”式的较劲。在农田这个人工环境中,作物的进化加快,害虫的进化必然也会加快。这个是必然,不以转基因与否为转移。

    根据进化论,害虫加速进化的根源在于人类给害虫造成的生存压力。即使不种抗虫作物,我们为了杀灭害虫,仍要大量喷洒农药,客观上还是加速了害虫进化。和农药一样,抗虫作物迟早会使害虫产生抗性(尽管慢得多),我们即使种了抗虫作物也不能一劳永逸。但抗虫作物避免了喷洒农药造成的生态损失和生产农药消耗的大量不可再生资源,从经济性和安全性上算笔账,选择抗虫作物还是明智的。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:40 编辑

五、转基因是柄双刃剑
   
    前面说了那么多转基因给我们带来的好处,是不是转基因对人类有百利而无一弊呢?当然不是。它和其它育种方式一样,如果控制不力,对生态、生产可能存在某些负面影响。这需要我们去正确地面对,否则它就会像双刃剑一样,在带来收益的同时也将伤害我们自己。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:41 编辑

1、  转基因产品对人类健康的潜在影响
    为什么在此使用 “潜在”二字?因为任何国家的转基因产品要想投入市场,没有长时间的生物安全验证是不行的,所以对人体健康一般没有整体性的、可察觉的影响,至于“亡国灭种”、“基因武器”之类的危言耸听,就更不值一提了。但部分转基因产品还是有可能对某些人群产生一些副作用,发生最多的是过敏。一些转基因产品中的新基因,人们平时不怎么接触得到,当过敏体质的人使用了这些产品,机体有可能对陌生蛋白发动免疫反应,引发红斑、皮疹、瘙痒、哮喘等过敏症状。此外,还有可能发生一些毒性反应。


    此外,由于缺乏大样本、长时间的实验数据,人们对转基因产品的潜在风险还不能完全掌握。尽管全球已有2亿人食用过数千种转基因食品而无一例食品安全事件报道,但要给转基因产品的安全性下定论,还为时过早。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:42 编辑

2.转基因对生态的影响
    各国关注转基因作物对生态的影响胜过对人类健康的影响,因为相对而言后者显现迅速、个别发生、容易消除;而前者一般出现缓慢、广泛发生、影响长久。为防止转基因作物引发不可弥补的生态剧变,科学家们必须把转基因作物安全验证的大部分时间花在生态实验上。
   
    科学家们主要担心三个问题:一、转基因作物会不会影响所在生物群落的结构;二、转基因作物会不会影响生物多样性;三、转入的基因会不会进入其他物种。
    第一个问题关注的是转基因对局部生态的影响。作物的茁壮生长离不开益鸟、益虫、土壤有益微生物等生态因素,假如转基因作物对这些生物有毒杀作用,打破了局部生态平衡,那么农田生态圈就有被破坏的可能。
   
    第二个问题则指向大范围的生态圈,意在防止转基因作物利用自身优势淘汰原有物种,导致生物多样性的丧失,这个问题从杂交育种的时候就有了。最后一个问题最为棘手:不同物种间可能通过杂交、微生物介导等方式进行基因转移。转基因作物自然也不例外,目前已经发现了转基因作物和野生植物间的基因转移。要是哪一天转基因作物中的抗逆基因偷偷跑到了杂草体内,造就出不怕逆境、不怕虫啃、不怕药杀的“超级杂草”,那时人类连哭都来不及了。
    所以,每种转基因作物在获批上市前,都必须经过至少数年的生态实验,弄清楚它对农田和自然界的生态到底有什么样的作用,符不符合生态安全标准。举个例子:我国的转基因抗虫水稻自上世纪末培育成功后,接受了12年的安全性检验,证明对农田生态、生物多样性确无明显影响后,方才获得上市批准。

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本帖最后由 花-猫 于 2012-4-9 13:43 编辑

六、各国如何对待转基因食品

    转基因有利有弊。在权衡利弊之后,世界各国所持的态度大不相同,这与它们的国情和公共政策有关。

    对转基因作物最为推崇的要数美国、澳大利亚、阿根廷、加拿大等地广人少,农业已经规模化的国家,因为转基因可以显著提高它们的农业生产效率。美国是转基因食品最多的国家,在立法上奉行实质等同原则,将转基因食品与传统食品等同对待,形成了强制标识与自愿标识并存的转基因食品标识制度(只要转基因产品的化学成分等同于传统食品即认为是安全的,适用自愿标识制度;如果转基因食品的成分有了重大不同或有致敏可能,则必须对其进行强制标识)。在美国60%以上的加工食品含转基因成分,90%以上的大豆、50%以上的玉米和小麦是转基因的。阿根廷90%的大豆也是转基因。澳大利亚人的餐桌上还一度出现了转基因动物。这些国家产出的转基因农产品已被多数本国民众接受,还占据了大半国际市场。


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    欧洲则对转基因持谨慎态度,因为欧洲国家人口多、农田面积小,耕作精细,相对而言转基因作物的意义没那么突出。而且它们国土面积小,生态系统多连成一体,一旦转基因作物带来生态上的问题,往往会蔓延到邻近国家,难于处理。之前还发生过数次食品安全事件,民众对食品安全性十分敏感。加上转基因带来的宗教和伦理问题,使欧洲民众对转基因食品普遍持怀疑和抵制态度。所以目前欧洲各国的转基因农产品一般仅用作饲料。即使这样,转基因农产品面临的监管和保障消费者知情权的要求仍然异常严苛,德国甚至要求由转基因植物饲养获得的肉蛋奶都需区别对待。

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转基因到底是什么,可怕吗?从科普和客观的角度,来看专业人员的 ...
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