农业生物技术可持续性评价体系的研究

论文摘要

可持续农业是21世纪农业发展的主要模式，生物技术是农业可持续发展的重要技术支撑和保障。农业可持续发展需要什么样的生物技术来支撑，如何根据可持续发展的要求来规范和引导生物技术的发展，从而找到一个生物技术与可持续农业的有效结合点，这是本论文研究的总体思路。 1．系统阐述了各类型农业生物技术的内涵、研究进展和成效。现代生物技术是一个复杂的技术群，包括基因工程、细胞工程、微生物工程、酶(蛋白质)工程等4大工程技术。对农业4大生物工程技术特别是基因工程技术的进展(以转基因作物类型为重点)，作了较为全面系统的阐述，为构建评价体系奠定基础。 2．根据农业生物技术的生态安全性的要求，建立了其安全性评价的指标体系，主要包括：(1)水平基因转移。评价了GMOs(转基因生物)在自然环境中水平基因转移的可能途径及其研究方法；(2)非靶标效应。阐述了转基因植物对植食性昆虫的影响、通过食物链产生的间接影响、对土壤微生物群落的影响、对水生生物的影响、对鸟类的影响以及对生物多样性的影响；(3)有害生物抗性的产生与发展。重点阐述了对Bt的抗性及治理策略；(4)转基因植物的入侵能力。阐述其主要途径是通过生物群体的自身繁衍与扩散和通过基因渗入向野生种群扩散；(5)目的基因的重组与稳定性。主要是目的基因特别是病毒基因在转基因植物中的位移、重组和稳定性产生的影响；(6)对哺乳动物的影响。主要是转基因植物对哺乳动物的毒性和转基因食品中的过敏原问题。对人体健康的影响需要进行潜在风险总体评估和人体安全专项评估，分析了直接影响和间接影响。上述指标主要为定性指标，对具体的生物技术产品，组织针对这六个方面的试验，只要其中一项指标达不到要求，即存在环境安全隐患，则不考虑对其进行进一步综合评估和应用推广。同时，结合典型事例，对农业生物技术生态安全性评价各指标进行了分述。 3．构建了农业生物技术可持续性评价体系。以转基因作物为对象，借鉴国内外可持续性综合评价的方法，本着简明、实用和可操作性原则，从生态、经济、社会等方面，构建一个能够比较科学的农业生物技术可持续性评价体系。在综合评价指标体系中，生态评价是在农业生物技术环境安全性评价的基础上，进一步考察农业生物技术

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第一章绪论

1.1 问题的提出

1.2 研究的目的意义

1.2.1 实施可持续发展战略的需要

1.2.2 生物技术及其产业化发展的需要

1.2.3 调节经济、科技与资源、环境良性关系的需要

1.2.4 落实科学发展观及海峡西岸经济区发展的需要

1.3 研究概况

1.3.1 “可持续性”的内涵及可持续发展理论的研究前沿

1.3.2 农业可持续性评价体系研究概况

1.3.3 生物技术的安全性研究概况

1.4 研究方法

第二章农业生物技术的主要类型和研究进展

2.1 基因工程

2.1.1 转基因植物

2.1.1.1 转基因水稻

2.1.1.2 转基因小麦

2.1.1.3 转基因玉米

2.1.1.4 转基因大豆

2.1.1.5 转基因棉花

2.1.1.6 转基因烟草

2.1.1.7 转基因马铃薯

2.1.1.8 转基因油菜

2.1.1.9 转基因蔬菜

2.1.1.10 转基因果树

2.1.1.11 转基因花卉

2.1.1.12 转基因牧草

2.1.2 转基因动物

2.1.2.1 转基因鼠

2.1.2.2 转基因兔、猪和羊

2.1.2.3 转基因牛

2.1.2.4 转基因鸡

2.1.2.5 转基因鱼

2.2 细胞工程

2.2.1 植物细胞工程

2.2.1.1 植物细胞工程的研究应用

2.2.1.2 植物组织培养技术产业化现状及发展前景

2.2.2 动物细胞工程

2.2.2.1 动物细胞培养

2.2.2.2 试管动物

2.2.2.3 胚胎移植

2.2.2.4 克隆

2.3 微生物工程

2.3.1 微生物农药

2.3.1.1 微生物农药的种类及其应用现状

2.3.1.2 微生物农药产业化发展现状与前景展望

2.3.2 微生物肥料

2.3.2.1 微生物肥料开发利用的现状

2.3.2.2 微生物肥料的种类

2.3.2.3 微生物肥料的发展前景

2.3.3 饲料微生物

2.3.3.1 具有生产重要性的饲料微生物

2.3.3.2 微生物饲料的生产与发展

2.3.4 环境微生物

2.3.4.1 “三废”的生物处理

2.3.4.2 生物修复

2.3.4.3 环境微生物制剂的开发研究

2.3.4.4 环境监测中的微生物学技术与方法

2.4 酶（蛋白质）工程

2.4.1 酶工程与农产品加工

2.4.1.1 制糖工业

2.4.1.2 啤酒发酵

2.4.1.3 蛋白制品加工

2.4.1.4 果蔬加工

2.4.1.5 稻米深加工

2.4.1.6 乳品工业

2.4.1.7 食品保藏

2.4.2 酶工程与饲料加工

2.4.2.1 饲料用酶的主要种类及作用特点

2.4.2.2 酶制剂在畜牧业生产中的应用

2.4.3 分子酶工程的研究进展

2.4.3.1 酶的基因克隆和异源表达

2.4.3.2 酶分子的定向改造和进化

2.4.3.3 融合蛋白与融合酶

2.4.3.4 酶的人工模拟

2.4.3.5 端粒酶

2.4.4 蛋白质工程

第三章农业生物技术的生态可持续性评价

3.1 水平基因转移

3.1.1 自然转化介导的植物向微生物的水平基因转移

3.1.1.1 裸露的重组DNA的存活期

3.1.1.2 自然条件下的感受态

3.1.1.3 异源DNA在细菌中的稳定性

3.1.1.4 异源DNA在细菌中的表达

3.1.1.5 细菌转化子的筛选

3.1.2 植物向细菌的水平基因转移

3.1.2.1 DNA序列比对

3.1.2.2 从试验样品中筛选转化子

3.1.2.3 水平基因转移直接的试验证据——模式系统

3.1.3 植物向其它相关生物的水平基因转移

3.1.4 其它条件下植物向细菌的水平基因转移

3.1.4.1 昆虫肠道

3.1.4.2 哺乳动物肠道

3.2 非靶标效应

3.2.1 概述

3.2.2 转基因植物对植食性昆虫的影响

3.2.2.1 粉媒生物

3.2.2.2 观赏或经济昆虫

3.2.3 转基因植物通过食物链产生的间接影响

3.2.3.1 对天敌的影响

3.2.3.2 表达Bt毒素转基因植物对天敌的影响

3.2.3.3 表达蛋白酶抑制剂转基因植物对天敌的影响

3.2.3.4 表达凝集素转基因植物对天敌的影响

3.2.4 转基因植物对土壤微生物群落的影响

3.2.4.1 Bt毒素在土壤中的存活期

3.2.4.2 植物性状的未预期变化

3.2.4.3 对土壤中降解有关生物的影响

3.2.4.4 对根际土壤微生物的影响

3.2.5 转基因植物对水生生物的影响

3.2.6 转基因植物对鸟类的影响

3.2.7 转基因植物对生物多样性的影响

3.3 转基因植物的入侵能力

3.3.1 生物入侵概述

3.3.2 花粉扩散与基因流

3.3.2.1 转基因植物的基因扩散距离

3.3.2.2 杂交后代的形成

3.3.3 存活能力

3.3.3.1 转基因油菜的存活能力

3.3.3.2 抗虫转基因植物的存活能力

3.4 有害生物抗性的产生与发展

3.4.1 抗性的产生

3.4.2 昆虫对Bt的抗性

3.4.2.1 转基因植物种植后对Bt抗性产生的风险

3.4.2.2 对Bt毒素和Bt生物杀虫剂的抗性

3.4.2.3 昆虫对表达Bt基因植物的抗性

3.4.2.4 对其它生物中Bt毒素的抗性

3.4.2.5 昆虫对Bt抗性产生与发展过程中的食物链因素

3.4.2.6 对Bt抗性的治理策略

3.4.3 对其它转基因植物的抗性

3.5 目的基因的重组与稳定性

3.5.1 目的基因在目标植物中的稳定性

3.5.2 转基因植物中病毒的重组

3.5.2.1 病毒与目的基因重组的风险

3.5.2.2 病毒／目的基因交换外壳蛋白

3.5.2.3 花椰菜花叶病毒启动子的重组

3.6 对哺乳动物的影响

3.6.1 概论

3.6.2 直接影响

3.6.2.1 对人类健康的影响

3.6.2.2 对哺乳动物的毒性

3.6.2.3 植物有毒次生代谢产物的变化

3.6.2.4 转基因植物目的基因在肠道中的代谢

3.6.2.5 哺乳动物肠道中抗生素抗性基因的转移

3.6.3 间接影响

3.6.3.1 劳动保护

3.6.3.2 过敏原

第四章农业生物技术可持续性综合评价指标体系和评价方法

4.1 国内外农业发展可持续性评价体系研究评述

4.2 评价的内容、原则及方法

4.2.1 评价内容

4.2.2 建立评价体系的原则

4.2.2.1 整体性原则

4.2.2.2 可操作性原则

4.2.2.3 针对性原则

4.2.2.4 动态性原则

4.2.2.5 简明性原则

4.2.3 评价方法

4.2.3.1 离差法

4.2.3.2 系统分析法

4.2.3.3 简明综合法

4.3 评价体系的构建

4.3.1 评价对象及系统范围

4.3.2 指标准则层

4.3.2.1 生态准则层

4.3.2.2 经济准则层

4.3.2.3 社会准则层

4.3.3 指标的构建与分析

4.3.3.1 指标的构建

4.3.3.2 指标的分析

4.3.4 指标的计算方法

4.3.4.1 简明综合法

4.3.4.2 层次分析法

第五章农业生物技术可持续性管理及对策

5.1 农业生物技术可持续性管理的概念及内容

5.1.1 农业生物技术可持续性管理的概念

5.1.2 农业生物技术可持续性管理的原则

5.1.3 农业生物技术可持续性管理的主要内容

5.1.4 案例评析——以转基因棉花为例

5.2 农业生物技术可持续性管理政策研究现状及问题

5.2.1 生物安全管理政策

5.2.2 食品安全管理政策

5.2.3 投资管理政策

5.2.4 对外贸易政策

5.3 对策和措施

5.3.1 健全完善法规体系

5.3.2 明确发展方向

5.3.2.1 要大力优先发展的领域和类型

5.3.2.2 要注意规避某些问题的类型

5.3.2.3 必须限制发展的类型

5.3.3 建立技术层面与政治层面协同的管理体制

5.3.4 在重视研发与应用的同时,加强风险评测和监督约束

5.3.5 促进纵深发展

5.3.5.1 与循环经济发展相结合

5.3.5.2 与现代农业发展相结合

5.3.5.3 促进海峡两岸的农业生物技术合作

总结与讨论

参考文献

附录

致谢

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